家用独立型光伏发电系统的优化设计

课程设计说明书课程设计名称：太阳能光伏系统课程设计题目：家用独立型光伏发电系统的优化设计学院名称：光电信息与能源学院专业班级：光电信息科学与工程学生学号：学生姓名：学生成绩：指导教师：刘国华课程设计时间：2018.06.19至2018.06.25武汉工程大学本科课程设计I武汉工程大学本科课程设计II格式说明（打印版格式，手写版不做要求）（1）任务书三项的内容用小四号宋体，1.5倍行距。（2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。（3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。（4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。（5）正文用小四号宋体，1.5倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。（6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。（8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。（9）标题编号应统一，如：第一章，1，1.1，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表1.1、表1.2……；图1.2、图1.2……；公式（1.1）、公式（1.2）。武汉工程大学本科课程设计III课程设计任务书一、课程设计的任务和基本要求要求：1、具备独立查阅光伏发电系统设计的相关文献和资料的能力；具有查阅光伏电池、蓄电池、控制器和逆变器等光伏器件参数和型号的能力；具有收集、加工各种信息及获取新知识的能力；具备撰写文献综述报告的能力；2、具备独立设计光伏发电系统的能力，能提出并较好地实施方案，能对光伏发电系统的结构和配置进行分析研究和优化设计；具备撰写课题开题报告的能力；3、具备数值计算、仿真、绘图和文字处理等能力；具备撰写科技论文的能力；4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。5、报告内容简练完整、立论正确、讨论充分、论述流畅、结构严谨、结论合理；技术用语准确、符号规范统一、编号齐全、书写工整、图表完备；6、具备一定的科研意识和思维，掌握科研基本方法和技巧，具备团队协作的能力。7、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解；8、内容不少于3000字；技术参数：1、光伏发电系统安装地点：广州2、使用单晶硅光伏电池（多晶硅光伏电池、非晶硅光伏电池）；3、负载表数量功率使用时间荧光灯818w/盏5h/天电视机，电脑2120w/个3h/天洗衣机1600wh/天电冰箱11000wh/天任务：1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器；2、设计合理的光伏发电系统；3、利用PVsyst软件和有关理论模拟优化设计，并对结果进行分析和总结武汉工程大学本科课程设计IV本科生课程设计成绩评定表姓名陈志立专业班级光电信息科学与工程学号1509090501课程设计题目：课程设计答辩记录：（手写）成绩评定依据：项目得分比例考勤记录20设计结果20报告撰写50答辩成绩10总评成绩备注：成绩评定依据的项目内容和项目分值比例可以由老师按指导的专业进行调整，但成绩评定依据的项目数不得少于3项。最终评定成绩：指导教师签名：年月日武汉工程大学本科课程设计V二、进度安排1.2018.06.19解读课程设计任务和要求、解释选题；系统讲解科研方法、策略和技巧；熟悉PVsyst软件；查找分析相关文献资料；2.2018.06.21提出设计方案；根据设计方案对太阳能光伏系统进行优化设计；光伏发电系统各部件的选型与配置；支架、防雷和接地设计；3.2018.06.22-2018.06.24讨论、修改、进一步优化设计方案；撰写课程设计报告；4.2018.06.25课程设计答辩与总结。武汉工程大学本科课程设计VI摘要随着地球资源日益缺乏，但太阳能具有分布广泛、清洁、可持续等优点被逐渐认可。如何低成本、高效率的利用太阳能是一直研究的课题。所以本课程设计一种直流型家用光伏发电系统。以解决部分地区用电难的问题。首先，对光伏电池的工作原理和输出特性进行深入研究，并建立了光伏电池的数学模型。并以此为基础研究了光伏电池最大功率跟踪方法，进行了在PVsyst仿真实验。其次，选择根据负载的年耗电量选3040wh，选择60Wp14vSolarex-MSX60.PAN单晶硅电池，根据电池工作电压和电流确定了“10串2并”的组合方式。由于阴雨天和其他未知因素的影响还要加入蓄电池组，最终选定800Ah的蓄电池。关键词：太阳能光伏发电；PVsyst；单晶硅电池武汉工程大学本科课程设计VIIABSTRACTToday,withthedecreasingoftheearth’sresources,thesolarhasbeengraduallyacceptedbymareandmorepeoplebecauseofitsadvantagesofbroaddistribution,cleansustainability,Howtoimprovetheefficiencyofthesolarenergywithlowercosthasbeenextensivelydiscussedthesedaysandmanysolutionshavebeenproposed.aspecialhouseholddirectlycurrentphotovoltaicpowergenerationsystemisdesigenedbasedonthepowerconsumptionofordinaryfamilies.Tosolvetheproblemofpowershortageinsomeareas.Firstly,Theworkingprincipleandoutputcharacteristicofphotovoltaiccellarestudiedindepth,andestablishedthemathematicalmodelofphotovolaticcell.Basedonit,themaximumpowertrackingmethodofphotovoltaiccellisstudied,thensimulationexperimentinPVsyst.Second,select3040whfortheannualconsumptionoftheload,andchoose60Wp14vSolarex-msx60-60,asinglecrystallinesiliconbattery,andbasedonthevoltageandcurrentofthebattery,the10seriesof2pairs.Duetotheinfluenceofrainyandrainydaysandotherunknownfactors,thebatterygroupwasadded,andthe800Ahbatterywasfinallyselected.Keyword:solarphotovoltaicgeneration；PVsyst；Monocrystallinesiliconcell武汉工程大学本科课程设计1目录第一章绪论...................................................................................................................................2第二章太阳能光伏发电系统结构...............................................................................................32.1太阳能发电的由来...........................................................................................................32.2太阳能系统的构成...........................................................................................................3第三章家用太阳能光伏发电系统设计.......................................................................................53.1广州市气候资料及地理条件............................................................................................53.2客户用电需求....................................................................................................................63.2太阳能电池组的方位角与倾斜角.................................................................................63.3太阳能电池组件及方阵的设计方法................................................................................73.4蓄池组的选择....................................................................................................................93.5家用光伏发电系统逆变器的选择..................................................................................103.6太阳能光伏组件支架和基础的设计..............................................................................103.7防雷与接地系统的设计..................................................................................................10第四章家用光伏发电系统仿真优化结果.................................................................................11参考文献.........................................................................................................................................15武汉工程大学本科课程设计2第一章绪论在当今油、碳等能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2015年达到商业化竞争的水平;日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量;欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。“十二五”时期我国新增太阳能光伏电站装机容量约10