建筑光伏电气系统的优化设计与研究

发布时间：2017-09-09 04:36

  本文关键词：建筑光伏电气系统的优化设计与研究

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【摘要】：本毕业设计选题取材于学校承担的辽宁省科学技术基金项目"太阳能光伏与光热在住宅中的应用"(2007220015)课题。鉴于目前中国房屋总建筑面积约500亿m2,可利用面积约计50亿m2。如果利用20%的面积安装太阳光伏方阵就会有100GWp。因此如果利用光伏发电与住宅结合在一起并网运行,那么可以改变负荷高峰电力供应不足、负荷低谷电能不能充分利用的现状,大大提高电网的运行质量。根据项目研究内容,本文通过方案的比选形式,自行设计光伏住宅。通过分析地理位置、气候条件、一年四季太阳能资源分布情况、由周边环境产生的遮阴情况等基本资料,对光伏住宅进行空间布局,对其朝向、高度、空间环境进行规划。最重要的是要对项目中的所有光伏组件进行有效平衡地分配,以保证既能满足屋顶面积最大化的原则,又能达到光伏发电量的对称性。光伏组件的合理设计才能有助于接下来的汇流箱设计、逆变控制设计、电缆走线设计等等。本文对屋顶微网部分、屋顶并网部分、科技楼并网部分、光伏玻璃幕墙并网部分四个系统模块进行电气设计,同时对系统进行优化分析,从而确定光伏住宅发电系统中所需要的汇流箱、逆变器规格,在此基础上对逆变器的结构原理进行分析研究。最后应用此光伏住宅采集各并网部分发电量与负载使用量,分析并研究数据,观察并网情况。利用本项目的现场条件,通过试验验证了阴影对光伏发电量的重要影响,并对此提供了优化设计及其可行性研究。本案例从建筑的总体节能出发,采用微能耗太阳能建筑技术,通过光伏建筑的优化设计,提高光伏系统的发电效率,实现建筑的能源完全可以来自太阳能,即实现光伏住宅的零排放。
【关键词】：建筑光伏 电气系统 并网发电 优化设计
【学位授予单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-22
• 1.1 论文的目的、背景与意义14-15
• 1.1.1 论文的目的14-15
• 1.1.2 论文的背景及意义15
• 1.2 太阳能光伏发电系统的国内外现状15-20
• 1.2.1 光伏发电历史16
• 1.2.2 国外发展现状16-18
• 1.2.3 国内发展现状18-20
• 1.3 论文主要研究内容20-21
• 1.3.1 设计部分20
• 1.3.2 研究方案20-21
• 1.4 本章小结21-22
• 2 光伏发电系统及其相关概念22-27
• 2.1 光伏发电系统的分类22-23
• 2.2 光伏发电系统的构成23-25
• 2.2.1 独立型光伏发电系统23
• 2.2.2 并网型光伏发电系统23-25
• 2.3 光伏发电系统的应用25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 建筑光伏系统的优化设计与分析27-50
• 3.1 总体结构设计27-30
• 3.2 光伏阵列设计30-36
• 3.2.1 光伏组件选型30-32
• 3.2.2 光伏阵列的排布32-36
• 3.3 汇流箱设计36-38
• 3.4 控制-逆变一体机设计38-44
• 3.4.1 控制-逆变方案39-41
• 3.4.2 逆变器配置41-44
• 3.5 蓄电池设计44-48
• 3.5.1 蓄电池的连接方式对充放电的影响45-48
• 3.6 防雷保护48-49
• 3.7 本章小结49-50
• 4 建筑光伏电气系统的优化与研究50-63
• 4.1 逆变器优化50-52
• 4.2 阴影对发电量影响的研究52-62
• 4.2.1 实验模型53-55
• 4.2.2 测试方法和步骤55-56
• 4.2.3 优化前测试结果及分析56-58
• 4.2.4 辐射强度对遮挡电池性能的影响58-59
• 4.2.5 优化后测试结果及比较分析59-62
• 4.3 本章小结62-63
• 5 光伏系统数据分析63-68
• 5.1 电能计量63
• 5.2 发电和用电情况63-65
• 5.3 光伏建筑一体化并入配电网后问题65-67
• 5.4 小章总结67-68
• 6 结论68-69
• 参考文献69-74
• 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果74-75
• 致谢75-76
• 作者简介76-77

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本文编号：818337