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摘 要

太阳能作为具有清洁可再生等特点的绿色能源，在近年的发展中已经获得了一定的成果。光伏发电作为太阳能利用的主要方式，也在一定程度上取得了进步。我国是一个拥有丰富太阳能资源的地方，为了使能源得到充分的利用，屋顶并网光伏电站成为一个比较有光明前景的光电转换项目。本文首先运用PVSYST V4.1软件针对南京地区设计了80kWp的屋顶并网光伏电站，并对它的发电量、收益、环保效益等进行分析；然后比较了组件在不同温度和辐照条件下的性能，以及不同月份、不同方位角、不同地点的年发电量和效益。

通过对比分析，得出屋顶并网光伏电站建造的最佳建造条件和设计方式。

关键词：太阳能 屋顶并网光伏电站 仿真

Design and Simulation of 80kWp Rooftop Grid-connected

Photovoltaic Power Station

ABSTRACT

As a green energy with clean and renewable characteristics, solar energy has achieved certain results in recent years. As the main way of solar energy utilization, photovoltaic power generation has also made progress to some extent. China is a place with abundant solar energy resources. In order to make full use of energy, the rooftop grid-connected photovoltaic power station has become a relatively promising photoelectric conversion project. This paper firstly uses PVSYST V4.1 software to design 80kWp roof-connected photovoltaic power station for Nanjing area, and analyzes its power generation, revenue and environmental benefits. Then compare the performance of PV modules under different temperature and irradiation conditions, as well as the annual power generation and benefits in different months, different azimuths and different locations.Through comparative analysis, the optimal construction conditions and design methods for the construction of rooftop grid-connected photovoltaic power stations are obtained.

Key Words: Solar energy; Roof grid-connected photovoltaic power station ; Simulation

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 太阳能利用前景 1

1.2 光伏发电 1

1.2.1 光伏发电原理 1

1.2.2 光伏发电优缺点 1

1.2.3 光伏发电应用简介 2

1.3 并网光伏发电 2

1.4 屋顶光伏发电 3

1.5 仿真 3

1.6 此次设计与仿真的主要任务 3

第二章 设计计算 4

2.1 南京地区的气象数据 4

2.2 太阳能光伏电池的选择 4

2.3 光伏组件倾斜表面月均太阳能总辐照量计算 6

2.4 逆变器的选择 9

2.5 光伏组件串并联优化计算 10

2.6 最优阵列间距计算 11

2.7 汇流箱及线缆选择 12

第三章 光伏发电系统的成本、效益及环保分析 13

3.1 成本分析 13

3.1.1 初始投资建造成本 13

3.1.2 年运行成本 14

3.1.3 偶生成本 14

3.2 效益分析 14

3.3 环保分析 15

第四章 多工况下对比分析 17

4.1 分析的目的和方法 17

4.2 不同方位角对年预期发电量的影响 17

4.2.1 研究方法 17

4.2.2 数据分析与结论 17

4.3 不同月份对于光伏电站发电量的影响 18

4.3.1 研究方法 18

4.3.2 数据分析与结论 18

4.4 温度变化对组件性能的影响分析 19

4.4.1 研究方法 19

4.4.2 数据分析与结论 19

4.5 辐照度对光伏组件性能的影响分析 21

4.5.1 研究方法 21

4.5.2 数据分析与结论 21

4.6 光伏电站在不同地区发电量及成本对比 23

4.6.1 研究方法 23

4.6.2 相似纬度比较 23

4.6.3 相似海拔比较 24

4.6.4 相似经度比较 26

4.6.5 不同城市投资成本和收益分析 27

第五章 结论和展望 28

5.1 结论 29

5.2 展望 30

参考文献 31

致谢 33

80kWp屋顶并网光伏电站的设计与仿真

第一章 绪论

1.1 太阳能利用前景

当经社会，经济快速发展，能源消耗速率不断加快，化石能源的储存量已经无法满足人们的发展需求。与此同时，过多化石能源使用所带来的能源昂贵，环境污染，地球变暖等生态问题愈发严重。因此，开发可再生能源，实现能源的情节高效利用成为现在比较热门的话题。

太阳能是新能源和可再生能源的重要组成部分，光伏发电是现在开发使用太阳能的重要方式。它产生的噪声污染较小；零燃料消耗，可以节省存储运输费用；能源可以随处得到，并且很难用完，能源的获得不受环境和地域的限制；不需要人看管，建造的时间比较短，建设规模不受限制，维修成本也比较低廉。屋顶太阳能光伏并网发电绿色环保、土地资源占用少，能够缓解输电网压力，并且比太阳能独立光伏发电的成本降低30%左右，受到国际社会的广泛关注 ^[1]。就我国国情而言，人口众多，用电需求大，电供不应求，因此在我国发展屋顶光伏并网发电具有十分重要的意义^[2]。同时，我国国土资源大，太阳能资源丰富，开展光伏发电项目具有很大的优势^[3]。但是，光伏发电也存在可利用太阳辐射不稳定，能源转换效率低下，创办成本较高等问题，所以，太阳能光伏发电的普遍和大规模应用成为问题。

1.2 光伏发电

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