户用光伏建筑一体化发电系统及太阳能半导体照明技术研究

论文摘要

户用光伏建筑一体化是应用太阳能发电的新热点，具有节约占地，减少输电线路的投资和损失，替代或部分替代建筑材料等优点。本工作是在国家十五科技攻关项目“广东户用光伏建筑一体化工程的设计与示范”和“采用光伏电源的半导体照明系统研发”的资助下完成的。主要是对户用光伏建筑化的一些关键问题进行了研究，特别是首次对广州地区的户用光伏建筑一体化中朝向和倾角对光伏阵列的产能影响进行了详尽的理论和实验研究，为在广州地区发展太阳能并网发电提供了理论和实验支持，并且建立了广州地区第一个光伏并网发电系统，为户用光伏建筑一体化研究提供了良好的实验平台。 一、通过倾斜面上太阳辐照量计算模型和电池组件电学模型，分析光伏阵列的朝向和倾角对并网系统产能的影响，结果发现：在广州地区，当光伏阵列朝向正南19°倾角时，并网发电系统中有最大的年产出电能，而当阵列朝向偏离正南时，需要减小阵列的倾角来增加光伏阵列的年产出电能；并网发电系统中，高纬度地区光伏阵列朝向对阵列产电的影响较低纬度地区更明显。 二、朝向和倾角对光伏阵列性能影响的实验研究表明：朝向正南不同倾角太阳电池组件月平均产出电能的总体趋势与模型计算分析的结果很接近；水平布置以及小倾角布置时，灰尘、雨水等因素对光伏阵列产能有较大的影响。 三、在光伏屋顶和光伏长廊建设中的户用光伏并网发电系统的设计、太阳电池组件在不同风格建筑上安装施工规范和技术要求进行了总结。 四、光伏屋顶和光伏长廊户用光伏并网发电系统自从安装之后一直工作正常，没有发生任何异常情况。对光伏屋顶和光伏长廊户用光伏并网发电系统进行了理论和实验分析，结论如下： (1) 对光伏屋顶的光伏阵列实际工作条件下的性能进行了测试，结果可以发现：影响光伏阵列最大输出功率的主要因素是太阳辐照度；光伏阵列的转换效率

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 太阳能光伏发电的发展历史与现状
• 1.2 太阳能光伏产业状况
• 1.3 各国光伏产业政策介绍
• 1.4 光伏建筑一体化的研究和应用状况
• 1.5 本论文的研究工作及内容安排
• 第二章 朝向和倾角对光伏阵列性能影响的理论研究
• 2.1 引言
• 2.2 倾斜面上太阳辐照量计算模型
• 2.3 太阳电池组件的特性及模型
• 2.4 广州地区气候情况
• 2.5 独立光伏发电系统设计
• 2.6 光伏建筑一体化并网发电系统设计
• 2.7 小结
• 第三章 朝向和倾角对光伏阵列性能影响的实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验装置
• 3.3 结果与分析
• 3.4 小结
• 第四章 户用光伏建筑一体化示范系统的设计与分析
• 4.1 引言
• 4.2 中山大学户用光伏建筑一体化示范系统设计
• 4.3 并网发电系统软件模拟分析
• 4.4 经济和社会效益分析
• 4.5 光伏屋顶工作性能测试分析
• 4.6 光伏屋顶的通风和温度分布研究
• 4.7 小结
• 第五章 太阳能半导体照明关键技术研究
• 5.1 引言
• 5.2 太阳能半导体照明驱动技术研究
• 5.3 太阳能LED路灯照明系统优化设计
• 5.4 太阳能半导体照明路灯一年实验测试和分析
• 5.5 带蓄电池的光伏系统中MPPT充电效果理论分析
• 5.6 小结
• 第六章 全文总结
• 攻读博士学位期间发表论文目录
• 致谢