摘要
随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，化石能源越来越突显出它的稀缺性.在这种化石能源供应日趋紧张的背景下，很有必要大规模利用和开发可再生能源.太阳能作为取之不尽、清洁干净的资源成为人类开发研究的热点，并已经取得了显著的效果.作为分布式发电的理想能源，独立型光伏发电系统解决了一些地方用电难的问题，已经明显提高了人民生活水平.本文讨论光伏发电系统的发展状况以及应用前景，对独立型 光伏发电系统进行研究与设计.
本文以基于储能系统的独立型光伏发电系统为研究对象，阐述了独立型光伏发电的基本原理及其发展趋势.对光伏系统的最大功率追踪控制方法(MPPT）进行了分析，通过对草坪灯的设计，进一步分析光伏发电系统.文章给出了光伏系统的容量设计计算，其中包括光伏电池组板功率计算，蓄电池容量及充放电计算.通过计算系统容量并考虑经济方面的因素，选定适合系统的各个元件.
本文通过对太阳能草坪灯的研究设计，实现光伏储能及其充放电，进一步肯定光伏发电在现代社会能源战略中的重要地位.
关键词：光伏发电最大功率跟踪MIPPT储能系统充放电
Abstract
growth of energy consumption and the corresponding fossil energy As the global economic and social development the continuedbeemoreand more highlights its scarcity.Under thebackground of this kind of fossil energy supply has bee increasingly tense it is necessary to large-scale use anddevelopment of renewable energy. Solar energy as aninexhaustible clean resources bee a human development and has achieved significant effect. As an hotspot of research onideal energy，distributed generation photovoltaic generatingsystem solves the independent model the difficulty of some local electricity has significantly improved people's living standard.This article discusses the development status and applicationprospect of photovoltaic power generation system the independent model photovoltaic power generation system research and design.
In this paper based on the energy storage system of theresearch object this paper expounds the independent model the independent model of photovoltaic power generation system as thebasic principle of the photovoltaic power generation and itsdevelopment trend. For photovoltaic system was analyzed and theMaximum power tracking (MPPT) control method through to the lawn lamp design further analysis of photovoltaic power generationsystems. Capacity of the photovoltaic system design calculationis calculation battery capacity calculation of analyzed includingphotovoltaic batteryboard powerdischarge.Through the calculation of system capacity and toconsider economic factors selected is suitable for the varioussystem ponents.
In this paper through the study of solar energy lawn lampand discharge further sure photovoltaic energy strategy the design realization of photovoltaic energy storage and its chargeimportant position in modern society.
Keywords: photovoltaic (pv) generation:Maximum power tracking MPPT:Energy storage system:Charge and discharge
目录
摘要.... Abstract. II1.1背景与意义 .11.2发展前景与面临的问题 .4 1第二章光伏发电原理与基本特性分析 1.3本文研究的主要内容 .6 .52.1光伏电池 .62.1.1光伏电池的种类 2.1.2硅太阳电池的结构及工作原理2.2光伏电池的结构与特性分析 82.2.1光伏电池等效电路. 2.2.2光伏电池的电气特性 10 ..82.3环境因素对太阳能电池输出特性的影响. 2.4光伏阵列最大功率跟踪. ..11 122.4.1最大功率跟踪控制原理. 122.5本章小结 2.4.2最大功率跟踪控制方法. .15 13第三章储能系统的分析设计. .163.1蓄电池. 3.1.1蓄电池的分类与应用 .16 163.1.2酸蓄电池工作原理及其SOC估计及其容量的计算 613.2蓄电池充放电特性分析. 3.1.3光伏系统对蓄电池性能要求分析. .21 233.3蓄电池超级电容混合储能系统 243.3.1混合储能性能分析. 3.3.2储能系统结构. .26 243.4本章小结. .26第四章光伏储能及充放电控制系统的设计. 4.1控制电路总体设计方案. 27 .274.2系统电路设计. 4.2.1系统主电路设计. .28 284.2.2变换电路设计. .294.3系统容量的设计. 4.3.1光伏电池的选用 .31 314.3.2蓄电池容量的选择 .334.3.3蓄电池充放电计算 4.3.4Boost电路参数计算. 34 .34第五章总结与展望. 4.4本章小结. .365.1本文总结 .37 .37参考文献 5.2未来展望. .37致谢.. .40 .39
第一章引言
1.1背景与意义
1、背景
能源和环境问题是近十几年来世界关注的焦点，随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长.随着时间的推移，化石能源越来越突显出它的稀缺性，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来.能源作为人民生活和社会经济的主要物质基础，对于人民生活水平的提高和社会经济的发展极为重要.但是，近年来人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正逐渐枯竭.在这种化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的利用和开发可再生能源已成为未来全世界能源战略中的重要组成部分.为了实现环境 和能源的可持续发展，目前世界各国都将光伏发电作为发展的重点.在各国政府的大力支持下，光伏产业迅速发展.太阳能是人类用之不竭取之不尽的可再生能源，具有绝对的安全性、充分的清洁性、相对的广泛性、潜在的经济性、资源的充足性及确实的长寿命和免维护性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位.
世界光伏产业和市场发展的另一个突出特点是：光伏发电在能源中的替代功能越来越大，主要表现在并网发电的应用比例增加非常快，并成为光伏 发电的主体市场（其他应用包括通讯和信号、特殊商业和工业应用、农村离网应用、消费品和大型独立电站等）.不得不说，德国、日本和美国的鼓励政策世界光伏发电市场的增长.欧洲、日本和美国都制定了各自的光伏发展路线，表1-1和表1-2给出了一些发达国家的发展目标和光伏发展路线的比较.
表1-1光伏发电成本预测
年份 2004 2010 2020欧洲（欧元/kWh） 0.25 810 0.10日本（日元/kWh） 23 14美国（美元/Wh） 0.18 0. 13 0.10
表1-2光伏发电装机预测/G
年份 欧洲 2004 1.2 2010 3.0 2020 41日本 1.2 4.8 30
