Matlab面向实验室建设的太阳能发电系统设计(2)
4.3 电量检测与信号处理电路 22
4.4 驱动电路 22
4.5 本章小结 24
5 逆变电路的Matlab仿真及主控电路的实验运行 25
5.1 Boost电路建模及仿真 25
5.1.1 Boost电路参数设计 25
5.1.2 前级升压电路的仿真 26
5.2 后级逆变电路的仿真 27
5.3 主控电路的实验运行 28
5.3.1 Boost升压电路的运行试验 28
5.3.2 逆变电路的运行实验 29
5.4 本章小结 30
6 总结与展望 31
6.1 总结 31
6.2 展望 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1 太阳能光伏发电的背景及意义
近些年来，资源短缺和环境污染问题正在日益突出，成为全球关注的热点。人们意识到——利用自然资源满足自身需要、发展经济不能以其迅速消耗和环境的恶化为代价。因此，世界各国都在大力开发、推广可再生能源。在目前已知的新能源中，太阳能以其特有的优势而备受各界关注。这主要是因为太阳能是取之不尽、用之不竭、无污染、分布广泛并且能够被人类轻易获取的资源。据不完全统计，太阳每秒辐射到地球表面的能量高达800MW。如果把地球表面0.1%的太阳辐射能按5%的转化率转化为电能来计算，那么每年的总发电量可达5.6×109MW•h，这相当于全球能耗总和的40倍[1]。
如今，很多国家都制定了一系列的政策用以扶植太阳能产业的发展，从而使太阳能产业成为当今发展最快的高新技术产业之一。从目前来看，光伏发电的成本是比较高的，但从长远看，随着科学技术的进步，以及其他形式能源利用的逐渐饱和，太阳能有望在二十年之后成为主要的能源来源，有着巨大的发展潜力[2]。
1.2 太阳能光伏发电的特点
太阳能光伏发电的依据是光的伏打效应——半导体器件可以将太阳辐射的光能转化为电能。与常规形式的发电以及其他新型的绿色发电技术相比，太阳能光伏发电有以下几个特点：
（1） 太阳能储量极大，地球表面收到的太阳辐射能，能够满足全世界能源需求的一万倍。只要在地球4%的沙漠上安装太阳能光伏发电装置，所发出的电能就可以满足全世界的需求。
（2） 太阳能发电安全可靠，不会受到能源危机或市场不稳定的影响。
（3） 太阳能分布极其广泛，可以就近供电，避免了长距离输送导致的线路损耗。
（4） 太阳能光伏发电系统中没有运动部件，从而减少了损坏，使得文护简单，适合无人值守条件下使用。
（5） 太阳能发电不需要燃料，运行成本低，且发电过程中不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，是有利于环境保护的理想能源。
（6） 太阳能发电系统建设快，而且可以根据负荷的增减，改变光伏阵列容量，避免了浪费。
（7） 太阳能密度低，在标准条件下，单位地面上受到的太阳辐射强度为1000W。需要占用很大面积才能发出大容量的电能。
（8） 设备造价比较贵，为常规发电形式的4~10倍，初期投资较大。
综合分析上述特点，光伏发电仍然因其突出优势而备受重视。长远来看，光伏发电可以通过分布式电源的形式进入电力市场，并部分取代现有的常规能源；从近期看，光伏发电可以作为现有常规能源的补充，满足特殊的应用领域，如通信、信号电源以及边远地区无法接上电网的居民的生活用电需求，具有相当重要的意义[3]。
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