文献综述电气
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
及自动化太阳能光伏发电摘要：太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源。太阳能发电指把太阳能照射的能量转化为电能。直接将太阳能变成电能的半导体器件称太阳能电池。据估计，每年地球上接收到的太阳能相当于地球上每年燃烧其他燃料所获得能量的3000倍，因此大力开发与利用太阳能是21世纪的高新技术。太阳能光伏系统由太阳能电池方阵、太阳能控制器、蓄电池组、逆变器、防反充二极管等组成。当然，要使太阳能发电真正达到实用要求，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本；二是要提高逆变器的转换效率；关键词：太阳能电池；太阳能控制器；蓄电池；逆变器；引言自上世纪90年代以来，可再生能源技术在世界范围内得到迅速发展，太阳能，风能，生物质能，地热能，海洋能等各类能源技术都得到了不同程度的开发。太阳能技术是现阶段应用最广泛并已实现商业化的是太阳能热水器和晶硅电池。风能是发展最早的技术，现已基本成熟，经济接近常规能源，并开始步入并网阶段。生物质能技术的应用已进入产业化发展的初期。地热能和海洋能技术也得到了高度关注，一些实验性电站运行良好，展现出广泛的利用前景。但从可再生能源得资源状况和技术发展水平来看，今后发展较快的主要还是太阳能。[1]光伏发电的关键部件——逆变器利用新能源的关键技术——逆变技术能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的电能变换成交流电能与电网并网发电。因此，逆变技术在新能源的开发与利用领域有着至关重要的地位。[2]DC-AC逆变器是应用功率半导体器件，将直流电能转换成恒压恒频交流电能的一种静止变流装置。现在DC-AC逆变器具有广泛的应用前景，如：（1）以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源的场合，如航空静止变流器（27V或DC270V/AC115V400Hz）、通信静止变流器（DC48V/AC220V50Hz）；（2）以变频或恒频交流电为主交流电源且采用交-直-交变化
方案
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的场合，如飞机变速恒频电源（变频交流电/AC115V400Hz）、新型风力发电电源（变频交流电/AC220V50HZ）；（3）不间断电源（UPS）中的核心环节一一逆变器[3-4]传统的DC-AC逆变器采用低频环节逆变技术，主要有方波逆变器，阶梯波合成逆变器，正弦波脉宽调制SPWM逆变器。这三种逆变器的共同点是，电路结构简单，但是用来调整电压比的变压器工作频率等于输出电压频率，导致其体积和重量大，音频噪声也大。为了克服低频环节逆变技术的缺点，Mr.Espelage于1977年提出了可变高频环节逆变技术新概念。这一概念的提出，显著提高了逆变器特性。因此，该技术引起了人们极大的研究兴趣，取得了显著的研究成果。[5]当然，逆变器的发展也离不开电子技术与电力电子技术的发展。随着各种先进且易于控制的功率器件（如MOSFET、IGBT、GTO等）发展，控制电路也从模拟集成电路发展到单片机控制甚至采用数字信号处理（DSP）控制。逆变装置也将向着体积跟小，效率跟高，性能指标跟优越的方向发展。[6]太阳能光伏发电前景通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统（简称PV）。目前，在工程上广泛应用的光电转换器件——晶体硅太阳能电池。地面太阳能光伏发电系统主要分独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统两大类。[7]随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问
题
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日益突出，太阳能作为理想的可再生能源受到许多国家的重视。在可再生能源中，太阳能取之不尽，清洁安全，是理想的可再生能源。我国的太阳能资源比较丰富，且分布范围广，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。此外，目前太阳能光伏发电技术已日趋成熟，是最有可持续发展性的可再生能源技术之一。专家预测，在今后的十几年中，太阳能电池的市场走向将发生很大的变化，特别是从以前的大多数独立光伏发电系统转向并网发电系统。[8]3.1太阳能光伏技术的应用太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳每年到达地球表面的总能量相当于目前世界主要能源探明储量的1万倍，在加上太阳能的普遍性、清洁性和经济性，太阳能在未来世界能源结构转换中担当重任，成为理想的替代能源。[9]（1）太阳能电源用户：小型电源10~100W不等，用于边远无电地区，如高原，海岛，牧区，边防哨所等军民生活用电；3~5kw家庭并网发电系统；（2）交通领域：如航标灯，交通/铁路信号灯，交通警示/标志灯，路灯，高空障碍灯，高速公路/铁路无限电话亭，无人值班室供电等。（3）通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站，光缆维护站，广播/通信/寻呼电源系统，农村载波电话光伏系统，小型通信机，士兵GPS供电等。（4）石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统，石油钻井平台生活及应急电源，海洋监测设备，气象/水文观测设备等。5）家庭灯具电源：如庭院灯，路灯，手提灯，野营灯，登山灯，垂钓灯，黑光灯，割胶灯，节能灯等。光伏电站：10K~50000KW独立光伏发电站，风光(柴)互补电站，各种大型停车场充电站等。太阳能建筑：将太阳能发电站与建筑
材料
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相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来的一大发展方向。其他领域：配套的太阳能汽车/电动车，电池充电设备，汽车空调，换气扇，冷冰箱等；太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统；海水淡化设备供电；卫星，航天器，空间太阳能电站等。[10-12]总结在一系列可再生能源中，风能，水能，生物质能等都要受到地域，原料的影响，发展空间有限。核能是最危险的，没人有愿意生活在一颗原子弹边上。太阳能则没有地域的限制，阳光普照大地，处处皆有，可直接开发利用。而且多余的能量不会浪费，可以用储存在蓄电池中，当日照不足时也可以产生足够的电能，不会影响正常的供电。太阳能光伏技术有其他能源不能比拟的优势，但是它的缺点也很明显：就是它的分散性和不稳定性。所以在有限的地方提高太阳能光伏的转换效率，降低生产成本才是今后发展光伏发电系统的主要方向。参考文献王侠•发展可再生能源[M].山东：山东人民出版社，2008,10.刘凤君.现代逆变技术及应用[M].北京：电子工业出版社，2006,09.汪令祥.光伏发电用DC/DC变换器的研究[D].合肥：合肥工业大学，2006.杨海柱，金新民•最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究[J]北方交通大学学报,2004.(02):65-68.陈道炼.DC-AC逆变技术及其应用[M].北京：机械工业出版社，2003，11.王兆安，黄俊等.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009，6.王志娟.太阳能光伏技术[M].杭州：浙江科学技术出版社，2009，9.王长贵，王斯成等.太阳能光伏发电实用技术[M].北京：化学工业出版社，2009，10.AntonioLuque，StevenHegedu.HandbookofPVScienceandEngineering[M].American：Wiley，2003，07，07.杨志刚，杨乐等.小型太阳能光伏电源实用技术[M].上海：科学普及出版社，2009,1.罗玉峰，陈裕先，李玲.太阳能光伏发电技术[M].江西：江西高校出版社，2009，2.JulianRandall.DesigningIndoorSolarProducts[M].American：Wiley，2005，9.
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