1．目的及意义

太阳能发电是利用太阳能电池将阳光直接转化为电能的过程。当代社会，随着能源问题的日益突出，太阳能以其清洁，取之不尽的优点逐渐成为重要能源。太阳能作为新型清洁能源，已得到了世界范围内的认可和使用。20世纪80年代，由于硅的广泛使用，太阳能电池对太阳能的利用效率开始提高。到1985硅太阳能电池达到了20%的效率的里程碑。然而目前为止，相比于照射到太阳能电池板的太阳能辐射的量，目前为止的利用效率还是很低，所以如何提高太阳能利用率还是一个非常重要的课题。世界太阳能电池产业已初具规模, 1995年~2004年的十年内平均年增长率达30%以上。目前, 太阳能电池的推广应用主要还是靠政府投资和扶持, 主要原因或者说阻碍其推广应用的瓶颈还是成本太高, 必须努力降低成本, 提高效率。

太阳能发电系统的价格包括太阳能电池组件、蓄电池、转换电路及安装费用, 而太阳能电池组件又包括太阳能电池单元和封装。太阳能电池作为一种商品, 要想在市场上受欢迎就必须有较高的性价比, 也就是说太阳能电池单元的材料和制造成本以及制造过程中能源的消耗都要达到市场和消费者可接受的程度。

在太阳能电池组件提高转换效率方面, 可以对能量损失进行分析。发现太阳光能转换过程中的损失主要在热损失, 以及电子与空穴的复合, 再就是pn结和接触电压引起。为了提高转换效率, 可以对电池组件的结构进行改善。据理论预测, 其转换效率可达到40%以上。

从太阳能电池产业的发展上看, 要从以下几个方面来改进:首先, 要减少材料消耗;其次, 要减少制造过程中的能耗;第三, 要提高太阳能电池的光电转换效率和光电特性的长期稳定性;第四, 要减少生产线设备投资, 降低太阳能电池产业的进入门槛;第五, 要扩大生产规模和采用更大面积的基片[8]。

太阳能电池产业的蓬勃发展, 给困扰人类社会物质文明可持续发展的能源危机和环境污染问题的解决带来了曙光。但成本和价格是摆在我们面前的拦路虎, 太阳能电池产业的继续发展有赖于进一步提高转换效率, 并降低生产成本及减少生产过程中的能耗, 这是摆在我们面前的进一步目标和任务。

本课题的目的就是通过模拟仿真软件——MATLAB探究太阳能电池板安装角对发电性能影响。通过探究太阳能电池板安装角，可以确定某地的太阳能电池的合适倾角，以减少太阳辐射量的损失，确定太阳能电池最优的发电性能角度。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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2.1研究基本内容

通过了解太阳能量中直射光和散射光对太阳能电池发电的影响，通过matlab编程实现太阳能电池板发电性能的仿真，并通过程序研究光伏发电量与太阳光照强度、电池温度间的关系，得出固定角太阳能阵列在不同经纬度下的最佳倾角。

2.2研究目标

本文研究的目标是通过MATLB软件编程确定太阳能阵列在不同经纬度下的最佳固定角，从而指导某一个地区的太阳能的安装与设计。

2.3技术方案

本论文采用的模拟仿真软件为MATLAB，目的是得出固定角太阳能阵列在不同经纬度下的最佳倾角。所以技术方案为：

（1）由于经纬度跨度太大，所以将研究的范围分为朝向赤道倾斜面的最佳倾斜角的设计和偏离赤道倾斜面的最佳倾斜角的设计。采用各向异性模型，经过推导，得出上述两种情况的最佳倾角的数学表达式。根据典型地区的气象数据，编制部分城市全年最佳倾角及其各月平均日辐射量表。

（2）研究光伏发电量与太阳光照强度、电池温度间的关系：了解光伏电池特性，使用MATLAB建立光伏阵列电路模型，改变模型参数，多次进行模拟得出光伏阵列的P-U和I –U