基于MPPT控制的光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文絕對(duì)精品】

洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈 基于 MPPT 控制的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著時(shí)代的發(fā)展，人類對(duì)能源的需求越來(lái)越多，新能源開發(fā)是解決能源問(wèn)題的根本途徑，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電正是新能源和可再生能源的重要組成部分。本文主要研究獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，它有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。獨(dú)立光伏系統(tǒng)主要包括了光伏電池、蓄電池組、充電器和逆變器四個(gè)組成部分，本文對(duì)獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的最大功率點(diǎn)跟蹤進(jìn)行深入研究。本文利用光伏電池的數(shù)學(xué)模型和等效電路，在 MATLAB/Simulink 中建立了光伏電池的仿真模型，得到了與實(shí)際光伏電池輸出特性一致的仿真曲線，為進(jìn)一步研究最大功率點(diǎn)跟蹤打下了基礎(chǔ)。最大功率點(diǎn)跟蹤的方法有很多，但是應(yīng)用最為廣泛的是擾動(dòng)觀察法和電導(dǎo)增量法，本文對(duì)自適應(yīng)占空比干擾法進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了算法設(shè)計(jì)，并建立了光伏電池的仿真模型對(duì)算法進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法設(shè)計(jì)的正確。關(guān)鍵詞：獨(dú)立光伏系統(tǒng)，光伏電池，最大功率點(diǎn)跟蹤洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIThe Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on MPPT ControlABSTRACTWith the development of economics and technology, more and more energy is required. Researching and developing new energy is the radical method to resolve the energy problem, and the solar energy is the important composing of the new energy and the renewable energy. Research on the stand-alone photovoltaic system is the main content of this thesis. There is very comprehensive application for the stand-alone photovoltaic system. The stand-alone photovoltaic system is composed of the solar cell, storage battery, charger and inverter. Several key techniques, for instance , the MPPT(Maximum Power Point Tracking) are deeply studied in this thesis. Base on the mathematical model and the equivalent circuit, the solar cell simulation model in MATLAB/Simulink is built in order to research the MPPT, and the curve which is in accordance with the actual solar cell is attained. This work built the base for the further research on MPPT. There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods are analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Besides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed.KEY WORDS:Stand-alone photovoltaic system,Solar cell,MPPT洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目 錄前 言 .1第 1 章 緒論 .21.1 發(fā)展光伏發(fā)電的意義 .21.1.1 保護(hù)氣候和改善環(huán)境 .21.1.2 節(jié)省空間 .31.1.3 增加就業(yè) .31.1.4 提供農(nóng)村電力 .31.1.5 中國(guó)的特殊需求 .41.2 國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及趨勢(shì) .41.2.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì) .41.2.2 國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) .5第 2 章 光伏發(fā)電系統(tǒng) .62.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成 .62.2 帶有最大功率跟蹤功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成 .6第 3 章 光伏陣列特性及其仿真模型的研究 .83.1 光伏電池的工作原理 .83.2 光伏電池等效電路分析 .93.3 光伏陣列的 Simulink 模型 .12第 4 章 光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤算法的研究 .194.1 光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤的原理 .194.2 最大功率跟蹤點(diǎn)方法概述 .204.3 DC/DC 變換電路實(shí)現(xiàn) MPPT 的原理 .284.3.1 Boost 變換電路 .294.3.2 Boost 電路實(shí)現(xiàn)光伏陣列 MPPT 的仿真模型 .314.4 自適應(yīng)占空比干擾觀察法 .364.4.1 占空比干擾觀察法的提出 .364.4.2 自適應(yīng)控制技術(shù)介紹 .374.4.3 基于自適應(yīng)控制思想的 MPPT 方法 .37洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV4.4.4 光伏陣列 MPPT 仿真模型的建立 .404.4.5 仿真結(jié)果與分析 .41結(jié) 論 .45謝 辭 .47參考文獻(xiàn) .48外文資料翻譯 .51洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1前 言長(zhǎng)期以來(lái)，人們就一直在努力研究利用太陽(yáng)能。我們地球所接受到的太陽(yáng)能，雖只占太陽(yáng)表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右，但是這些能量相當(dāng)于全球所需總能量的 34 萬(wàn)倍，可謂取之不盡，用之不竭。太陽(yáng)能和石油、煤炭等礦物燃料不同，不會(huì)導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”和全球性氣候變化，也不會(huì)造成環(huán)境污染。特別是在近 10 多年來(lái)，在石油可開采量日漸見(jiàn)底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機(jī)的夾擊下，太陽(yáng)能的利用受到許多國(guó)家的重視，大家正在競(jìng)相開發(fā)各種光電新技術(shù)和光電新型材料，以擴(kuò)大太陽(yáng)能利用的應(yīng)用領(lǐng)域。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽(yáng)能動(dòng)力裝置，其應(yīng)用十分廣泛，在某些領(lǐng)域，太陽(yáng)能的利用已開始進(jìn)入實(shí)用階段。電能是目前使用最廣泛的能源利用形式，光電轉(zhuǎn)換在太陽(yáng)能的引用領(lǐng)域中占有重要的地位，太陽(yáng)能電池就是一種經(jīng)由太陽(yáng)光照射后，把光的能量轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換元件。有人稱之為光伏電池光伏系統(tǒng)。目前的主要問(wèn)題是電池的轉(zhuǎn)換效率低且價(jià)格昂貴，因此，如何在現(xiàn)有的光電元件轉(zhuǎn)換技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率，充分利用光伏陣列所轉(zhuǎn)換的能量，一直是光伏系統(tǒng)研究的重要方向。本課題從太陽(yáng)能電池的光伏特性出發(fā)，對(duì)于如何提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)行了有益的探討。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2第 1 章 緒論1.1 發(fā)展光伏發(fā)電的意義太陽(yáng)能作為一種可持續(xù)利用的潔凈能源，有著巨大的開發(fā)應(yīng)用潛力。人類賴以生存的自然資源幾乎全部轉(zhuǎn)換自太陽(yáng)能，人類利用太陽(yáng)能的歷史更是可以追溯到人類的起源時(shí)代。太陽(yáng)能是人類得以生存和發(fā)展的最基礎(chǔ)的能源形式，從現(xiàn)代科技的發(fā)展來(lái)看，太陽(yáng)能開發(fā)利用技術(shù)的進(jìn)步有可能決定著人類未來(lái)的生活方式。目前，雖然太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本較高，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著技術(shù)的進(jìn)步，以及其它能源利用形式的逐漸飽和，太陽(yáng)能可能在 2030 之后成為主流能源利用形式，有著不可估量的發(fā)展?jié)摿?。光伏發(fā)電著有許多特殊優(yōu)勢(shì)，尤其是它可以為邊遠(yuǎn)地區(qū)、特殊場(chǎng)合供電?？紤]到光伏發(fā)電的附加價(jià)值，它的綜合經(jīng)濟(jì)效益大大提升，因此不能單純與傳統(tǒng)發(fā)電模式去比較單位發(fā)電成本。光伏發(fā)電可以降低溫室氣體和污染物排放、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)、保障能源安全和促進(jìn)農(nóng)村尤其是邊遠(yuǎn)農(nóng)村的發(fā)展?？傊?，發(fā)展光伏發(fā)電在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境保護(hù)等方面都有著積極的意義，下面來(lái)具體討論光伏發(fā)電的發(fā)展意義。1.1.1 保護(hù)氣候和改善環(huán)境太陽(yáng)能光伏發(fā)電最重要的特征是在發(fā)電過(guò)程中只排放很少的 CO2，而 CO2 作為最主要的溫室氣體，導(dǎo)致氣候變化的罪魁禍?zhǔn)?。同時(shí)，電池板可循環(huán)使用，系統(tǒng)材料可再利用，光伏的能源投入可進(jìn)一步降低。如果廣泛使用光伏發(fā)電技術(shù)，可以為減緩氣候變暖做出貢獻(xiàn)。我國(guó)能源消費(fèi)占世界的 10%以上，同時(shí)我國(guó)一次能源消費(fèi)中，煤占到 70%左右，比世界平均水平高出 40 多個(gè)百分點(diǎn)。燃煤造成的二氧化硫和煙塵排放量約占排放總量的 70%80%，二氧化硫排放形成的酸雨面積已占國(guó)土面積的 1/3。目前，環(huán)境質(zhì)量的總體水平還在不斷惡化，世界十大污染城市我國(guó)一直占多數(shù)。環(huán)境污染給我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民健康帶來(lái)了嚴(yán)重影響。世界銀行估計(jì) 2020 年中國(guó)由于空氣污染造成的環(huán)境和健康損失將達(dá)到 GDP 總量的 13。而光伏發(fā)電洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3不產(chǎn)生傳統(tǒng)發(fā)電技（例如燃煤發(fā)電）帶來(lái)的污染物排放和安全問(wèn)題，沒(méi)有廢氣或噪音污染。系統(tǒng)報(bào)廢后也很少有環(huán)境污染的遺留問(wèn)題 1,2。1.1.2 節(jié)省空間光伏發(fā)電是一種簡(jiǎn)單的低風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)，幾乎可以安裝在任何有光的地方。這意味著在公共、私人和工業(yè)建筑的屋頂和墻面上都有廣泛的安裝潛力。在運(yùn)行中，這個(gè)系統(tǒng)還可以降低建筑的受熱，增加通風(fēng)。光伏電池板還可以作為隔聲板裝在公路兩側(cè)。光伏發(fā)電在提供大量電力供應(yīng)的同時(shí)，避免占用更多的土地。1.1.3 增加就業(yè)光伏發(fā)電可以提供大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。安裝階段創(chuàng)造大量的就業(yè)機(jī)會(huì)（安裝工人、零售商和服務(wù)工程師） ，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。根據(jù)歐洲光伏發(fā)電行業(yè)信息顯示，生產(chǎn)每兆瓦光伏產(chǎn)品大約產(chǎn)生 10 個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，安裝每兆瓦光伏系統(tǒng)創(chuàng)造大約 33 個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。批發(fā)和間接供應(yīng)可提供 34 個(gè)就業(yè)崗位，研究領(lǐng)域提供 12個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中，每兆瓦的生產(chǎn)、安裝和使用，可提供 50 個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。在未來(lái)幾十年，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)設(shè)備的使用，這些數(shù)據(jù)會(huì)有所降低。但是，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)不僅僅是一個(gè)資金密集型的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是一個(gè)勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)。目前中國(guó)光伏技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的就業(yè)總?cè)藬?shù)近萬(wàn)。到 2020 年將達(dá)到 10 萬(wàn)人左右。按照中國(guó)電力專家的研究，2050 年，光伏發(fā)電將達(dá)到裝機(jī)容量 10 億 ，PKW年生產(chǎn)和安裝量 1 億 ，就業(yè)人數(shù)將超過(guò) 500 萬(wàn)人。PKW1.1.4 提供農(nóng)村電力太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以很容易地在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)安裝，這些地區(qū)可能多年無(wú)法架設(shè)電網(wǎng)。光伏發(fā)電等可再生能源特別適用于遠(yuǎn)離電網(wǎng)、零星分布的社區(qū)。離網(wǎng)農(nóng)村電力以家庭為單位或設(shè)立小電網(wǎng)可提供照明、冷藏、教育、通訊和衛(wèi)生等所需電力，提高經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力，增加創(chuàng)收的機(jī)會(huì)。光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)實(shí)耐用、易于安裝和具有靈活性等特征，使其可滿足世界任何地方的農(nóng)村電力需求。2006 年底，中國(guó)還有無(wú)電人口 1100 萬(wàn)，使用光伏發(fā)電系統(tǒng)可以解決大部分無(wú)電人口的用電問(wèn)題。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）41.1.5 中國(guó)的特殊需求中國(guó)是一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。2006 年能源消費(fèi)總量為 246 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比 2005 年增長(zhǎng) 9.3%。2006 年各種一次能源的構(gòu)成比例為：煤炭占 69.7%、石油占 20.3%、天然氣占 3.0%、水電等占 6.0%、核電占 0.8%。2006 年，中國(guó)的原油進(jìn)口達(dá)到 1.5 億噸，大約是中國(guó)原油總需求量的 50。中國(guó)能源開采和利用技術(shù)落后，傳統(tǒng)高能耗產(chǎn)業(yè)比重大，單位 GDP 能耗落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至比世界平均水平落后許多。中國(guó)又是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，中國(guó)能源消耗增長(zhǎng)速度居世界首位，加劇了中國(guó)能源替代形勢(shì)的嚴(yán)峻性和緊迫性。中國(guó)電力科學(xué)院的研究表明，在考慮到充分開發(fā)煤電、水電和核電的情況下，2010 年和2020 年電力供需的缺口仍然分別為 6.4%和 10.7%，這個(gè)缺口正是需要用可再生能源發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充的。而太陽(yáng)能光伏發(fā)電可能在未來(lái)中國(guó)的能源供應(yīng)中占據(jù)主要位置。1.2 國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及趨勢(shì)1.2.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)能源和環(huán)境問(wèn)題是近十幾年來(lái)世界關(guān)注的焦點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)都將光伏發(fā)電作為發(fā)展的重點(diǎn)。在各國(guó)政府的大力支持下，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，最近 10 年光伏電池及組件生產(chǎn)的年平均增長(zhǎng)率達(dá)到 33%，近5 年的年平均增長(zhǎng)率達(dá)到 43，2006 年世界光伏電池產(chǎn)量達(dá)到 2500MWp，累計(jì)發(fā)貨量達(dá)到 8500MWp。值得注意的是，中國(guó) 2006 年光伏電池的產(chǎn)量達(dá)到369.5MWp，緊隨日本和德國(guó)之后，位居世界第三大光伏電池生產(chǎn)國(guó)。世界光伏產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)發(fā)展的另一個(gè)突出特點(diǎn)是：光伏發(fā)電在能源中的替代功能愈來(lái)愈大，主要表現(xiàn)在并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用比例增加非常快，并將成為光伏發(fā)電的主導(dǎo)市場(chǎng)（其它應(yīng)用包括通訊和信號(hào)、特殊商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用，農(nóng)村離網(wǎng)應(yīng)用、消費(fèi)品和大型獨(dú)立電站等） 。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應(yīng)的主體。根據(jù)歐洲 JRC 的預(yù)測(cè)，到 2030 年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占到 30以上，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界總電力的供應(yīng)中達(dá)到 10%以上；2040 年可再生能源占總能耗 50以上，太陽(yáng)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5能光伏發(fā)電將占總電力的 20%以上；到 21 世紀(jì)末可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中占到80以上，光伏發(fā)電占到 60以上，顯示出重要戰(zhàn)略地位 4。1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)中國(guó)于 1958 年開始研究光伏電池，于 1971 年首次成功應(yīng)用于我國(guó)發(fā)射的東方紅二號(hào)衛(wèi)星上，于 1973 年開始將光伏電池用于地面。中國(guó)光伏工業(yè)在 20 世紀(jì)80 年代以前尚處于雛形，光伏電池的年