發(fā)布時(shí)間：2021-10-24 11:08

　　在化石生物燃料日漸稀缺的經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下,可再生清潔能源以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)取得世界關(guān)注,太陽(yáng)能更是其中的佼佼者。實(shí)現(xiàn)高效利用光伏太陽(yáng)能的一種重要方式之一就是光伏發(fā)電有關(guān)技術(shù),對(duì)其進(jìn)行深入的研究可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文以光伏發(fā)電系統(tǒng)為主要研究的對(duì)象,對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)中較為關(guān)鍵的兩個(gè)問(wèn)題,即系統(tǒng)最大輸出功率預(yù)測(cè)和最大輸出功率跟蹤（MPPT）兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入的分析和研究。介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)基本的構(gòu)成設(shè)備以及光伏發(fā)電基本原理,以光伏電池廠家向用戶提供的光伏電池相關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ),建立均勻光照和局部陰遮兩種光照條件下的仿真模型,并設(shè)置不同環(huán)境參數(shù),通過(guò)分析系統(tǒng)的輸出特性曲線來(lái)研究環(huán)境參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響;另一方面結(jié)合了部分地區(qū)光伏電站歷史數(shù)據(jù),從太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、溫度等環(huán)境因素分析其對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的有功輸出和發(fā)電能力的直接影響。利用了基于反向傳播（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的全局輸出功率進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析,針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)結(jié)果中存在的問(wèn)題,創(chuàng)新性的提出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的優(yōu)化策略對(duì)原有算法進(jìn)行改良,并用改良后的算法對(duì)系統(tǒng)輸出的功率進(jìn)行預(yù)測(cè),通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證了該改良算法的可行性,極大... 

【文章來(lái)源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

世界能源消費(fèi)需求圖

2光伏電池模型及影響光伏電池功率的因素92.2光伏電池模型建立及輸出特性2.2.1光伏電池原理光伏發(fā)電系統(tǒng)中最為重要的組件為光伏電池，其具有光能轉(zhuǎn)化為電能的的特性，可以利用光生伏特效應(yīng)（PhotovoltaicEffect)實(shí)現(xiàn)發(fā)生在材料界面之間的能量轉(zhuǎn)換，是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最基本也是最重要的單元。光生伏特效應(yīng)（簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)）的過(guò)程如圖2.2所示。在一般光伏電池中除了大量硅元素，還摻雜了少量其他特殊元素，這些元素的加入使得材料界面分子的電荷分布極不均衡，從而產(chǎn)生了一種獨(dú)特的電特性。如果太陽(yáng)輻射強(qiáng)度滿足特定要求，半導(dǎo)體材料分子轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，產(chǎn)生了可以自由移動(dòng)的自由電荷，由于正負(fù)電子相互吸引排斥的作用，自由電荷聚集在半導(dǎo)體材料邊緣，正負(fù)電子間形成電動(dòng)勢(shì)，電荷在封閉電路中開(kāi)始流動(dòng)。如圖2.2（a）中所示，在太陽(yáng)輻射強(qiáng)度滿足要求的條件下，一部分光子被介質(zhì)表面阻擋，一些光子則在遠(yuǎn)離P-N結(jié)的地方被材料吸收，另外一部分光子則直接穿過(guò)半導(dǎo)體材料。研究結(jié)果表明光子只有在P-N結(jié)附近被吸收，才會(huì)在光伏效應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮作用。圖2.2光伏效應(yīng)示意圖在半導(dǎo)體材料中，電子吸收了足夠的太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)成為激發(fā)電子，分子共價(jià)鍵的斷裂產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)數(shù)量的空穴，由于正負(fù)電荷的吸引排斥作用形成了空間電場(chǎng)，這些成對(duì)的電子-空穴受到電場(chǎng)的作用力，N區(qū)、P區(qū)附近分別聚集著帶正電荷的電子和空穴，電荷在閉合回路中流動(dòng)從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，光伏電池的形成也正是利用半導(dǎo)體的這種特性。2.2.2光伏電池等效電路半導(dǎo)體材料是制作光伏電池的核心，為純電阻負(fù)載時(shí)，光伏電池的模型可以由如下電路概括：

2光伏電池模型及影響光伏電池功率的因素13圖2.4光伏組件仿真模型圖2.5光伏組件封裝模塊對(duì)模型加以仿真計(jì)算，即可以得到光伏電池的輸出特性曲線。在實(shí)際工程應(yīng)用中根據(jù)公式(2.5)，本小節(jié)僅研究分析溫度和光照強(qiáng)度對(duì)光伏電池的輸出特性的影響。結(jié)合光伏電池模型的仿真成果，采用定量分析法將外界溫度設(shè)定恒等于25℃，光照強(qiáng)度分別設(shè)置為1000W/m2、800W/m2、600W/m2和300W/m2，仿真I-U、P-U輸出曲線如圖2.6所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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