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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

能源一直是人类生存和发展的重要物质基础，随着社会的发展，能源在社会发展的重要性越来越突出，近年来世界不断呈现的能源问题，化石能源的逐步消耗以及化石能源的开发利用所造成的环境污染和生态破坏问题，开发和利用能够支撑人类社会可持续发展的新能源和可再生能源成为人类急切需要解决的问题。新能源和可再生能源资源丰富，分布广泛，可再生且不污染环境，是国际社会公认的理想代替资源。新能源的开发利用不仅可以解决目前世界的能源紧张问题，还可以解决环境污染和生态破坏问题，促进社会和经济可持续发展。根据国际权威机构预测，到本世纪中期，全球的新能源与可再生能源的比例将会发展到世界能源构成的百分之五十以上，成为人类社会未来能源的基石和化石能源的替代能源。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源,具有储量大、利用经济、清洁环保等优点，而当今世界各国对太阳能光伏发电非常重视，自上个世纪八十年代以来，太阳能光伏发电产业快速发展，九十年代后期太阳能光伏发电产业发展更为迅速，成为全球增长速度最快的新能源技术之一。太阳能光伏可以降低温室气体和污染物排放、创造就业机会、保障能源安全和促进农村尤其是边远农村的发展。总之，发展太阳能光伏有许多经济、社会和环境保护的积极意义。

国内外研究现状

我国太阳能光伏发电产业起步晚，但发展很快。近几年来，我国光伏产业经历了爆发式增长，已基本形成了涵盖多晶硅材料、铸锭、拉单晶、电池片、封装、平衡部件、系统集成、光伏应用产品和专用设备制造的较完整产业链。产业链各个环节的专用设备和专用材料的国产化加快，许多设备完全实现了国产化并有部分出口。截止到2007年底，全国太阳能电池和组件的生产能力分别达到2.9gwp和3.8gwp，当年产量分别比2006年增长148％和138％，达到1.1gwp和1.7gwp，均占世界总产量的27％以上，使我国成为全球第一大太阳能电池和组件生产国。2007年我国光伏产业的销售收入也增加到1000亿元，从业人员达到8万人以上。特别是多年持续严重制约我国光伏产业发展的高纯多晶硅制造技术，在这两年内实现了重大技术突破。在科技部和国家发展改革委等有关部门支持下，2007年新光硅业、洛阳中硅、江苏中能等3个企业分别建成了千吨级高纯硅生产线，使得全年高纯硅产量大幅增加到1130吨。2008年，随着江苏中能二期和重庆大全的各自1500吨多晶硅工程的建成投产，预计国内超纯多晶硅的全年产量将超过4000吨。而且，重庆大全和江苏中能公司实现了还原尾气回收利用技术和多晶硅还原炉制造技术的重大突破。 随着我国光伏产业的迅速发展壮大，不少地方和企业近年来积极建设mw p级并网光伏系统(主要是建筑屋顶光伏系统)，一些光伏设备制造企业还积极探寻建设更大规模光伏发电站的机会。目前太阳能光伏发电技术已日趋成熟，是最具可持续发展的可再生能源技术之一。目前，太阳能光伏发电的应用领域遍及我们生活的各个方面，如交通、通讯、公共设施、家庭生活用电等。尤其是在边远地区，太阳能光伏发电更加显示它的优势，给偏远地区有足够的电量使用。在今后的十几年中，太阳电池的市场走向将发生很大的改变，在2010年以前中国太阳电池多数是用于独立光伏发电系统，从2011年到2020年，中国光伏发电的市场主流将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。

世界光伏发电的高速发展主要表现在以下几方面。 （1）光伏电池产量持续增长 ，多年来光伏产业一直是世界增长速度最高和最稳定的领域之一，1999~~2005年间，光伏电池产量以年均增长率超过40%的速度高速发展，太阳电池的产量从1999年的202mw增加到2005年的1818mw，增长了9倍。 （2）生产规模不断扩大 ，光伏产业的领头企业电池产量早已突破100mw，且有越来越多的企业已经提出了建设年产1000mw电池生产线的目标。 （3）光伏市场飞速膨胀不断有新的国家出台激励光伏发展的政策。2004年德国补贴法修订后，仅用了一年，即在2005年，德国市场年装机容量便达到了837mw，占全球市场的57%，政府政策对光伏的激励可想而知。而2006年，美国加州正式出台3000mw光伏安装计划，带动美国其它各州也纷纷仿效。美国将成为继日本、欧洲之后又一大的光伏市场。（4）新技术不断出现，电池效率不断提高， 随着自动化程度和生产技术水平的提高，电池效率将由现在的水平向更高水平发展。光伏发电技术不断得到提高与完善，并逐步降低开发成本，光伏发电技术进一步规范化、产业化，并成为当前全世界主要的绿色可持续资源之一。

2. 研究的基本内容

太阳能光伏发电系统的基本组成：太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换成电能的一种新型发电系统。一套基本的光伏发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变器和蓄电池组成。

光伏发电是通过利用光伏电池板来实现太阳辐射能转换为电能的一种发电方式。整个光伏发电系统都是由以下几个部分构成：光伏电池阵列、控制器、电能变换装置和电能储存装置。一般情况下，我们可以把光伏发电系统分为独立型系统、并网型系统和混合型系统。

太阳能电池:太阳能电池多为半导体材料制造，主要有1．硅太阳能电池2．化合物半导体太阳能电池 3．有机半导体太阳能电池4．薄膜太阳能电池

3. 实施方案、进度安排及预期效果

太阳能电池原理、转换效率和特性测试的基础上，阐述了光伏发电系统中的DC/DC变换、功率点跟踪、逆变并网等应用环节。首先,概述了太阳能光伏发电系统的组成,介绍了目前国内外太阳能光伏发电技术的应用,并根据不同场合的需要,对太阳能光伏发电系统进行了分类。 其次,分析了太阳能电池板的工作原理,利用MATLAB仿真软件对不同环境及不同日照强度下的太阳能电池输出特性进行了建模、仿真。仿真结果证明了太阳能电池的非线性。 再次,通过比较三种常用的DC/DC变换器的工作原理,提出利用BOOST型DC/DC变换器实现转换,对参数进行分析后建立了BOOST型DC/DC变换器的仿真模型。 最后,分析了最大功率点跟踪原理,比较了几种常用的最大功率点跟踪方法。

4. 参考文献

赵争鸣，刘建政 《太阳能光伏发电及其应用》

王长贵，王斯成 《太阳能光伏发电实用技术》

张培明，黄建华 《太阳能光电利用基础》