太陽能供電冷庫系統(tǒng)設計論述參考

1、專業(yè)文獻綜述題 目: 太陽能供電冷庫系統(tǒng)設計論述 姓 名: 學 院: 專 業(yè): 班 級: 學 號: 指導教師: 職稱 年 月 日太陽能供電冷庫系統(tǒng)設計論述作者： 指導老師：摘要：化石能源由于儲量有限，既不能滿足現(xiàn)代經濟發(fā)展和人口增加的需要，更不宜作為未來世界能源的依托面對日益增長的能源需求，人們必須尋找一些可以長期源源不斷地滿足人類需要的能源，以彌補當前能源的不足，并作為未來世界能源的依托。正是在這種情況下，太陽能作為一種新型能源因其無污染，無地域限制而且近乎無窮無盡的總量使得目前在世界范圍內都受到了廣泛的關注并進行大量的研究。在世界潮流當中，我國作為一個能耗大國發(fā)展新型能源的情勢尤為迫切，目

2、前國內太陽能技術的研發(fā)創(chuàng)新處于飛速發(fā)展的階段。各項新技術被大量應用在生活當中。國內太陽能發(fā)電行業(yè)得到了國家的大力支持出現(xiàn)大跨步增長。本文就利用太陽能發(fā)電提供冷藏系統(tǒng)的供電進行了論證。通過對太陽能發(fā)電各部件的分析，明確闡述了太陽能供電制冷系統(tǒng)的優(yōu)勢及發(fā)展前景。關鍵字：太陽能； 供電系統(tǒng)； 并網逆變器； 利用率Systematic design of cold storage discusses solar energy current supply Name：Zhai Hong Fei Adviser:Yue YongAbstract:Fossil energy, due to limited

3、reserves, cant satisfy the demands of modern economic growth and accretion of population and can not be inappropriate support, on which the future world energy relies to face the growing energy demands. It is an imperative to search for some energy that could satisfy mankinds continuous demands for

4、ages so as to make up for the insufficiency of the current energy and seen the energy as the support for the future world energy. Just in this circumstance, worldwide attention is paid to and a lot of researches are carried out for the solar energy for its non-pollution, non-geographic limitation an

5、d nearly inexhaustible volume as a new type of energy. In the world trend, it is extremely urgent for China, as a energy consumption country, to develop new type of energy. Currently, the research and innovation of the solar energy technology is at the fast development stage in China. Various techno

6、logies are applied in our daily life. Great step has been witnessed in the growth of Chinas solar electrical energy generation industry under the great support of our country. The power supply of cryogenic storage system supplied by the use of solar energy is demonstrated in the passage. The advanta

7、ges and prospect of the solar energy power supply and refrigerating system is definitely elaborated through the analysis of various components of the solar electrical energy generation.Key words ：Solar energy；Feed system ； Grid-connected Inverter ； Utilization ratio 前言：目前，太陽能熱發(fā)電正成為世界范圍內可再生能源領域的投資熱點。

8、但是，由于太陽能發(fā)電的利用率低，收益緩慢，發(fā)電裝機量小等因素導致遲遲未能大范圍的利用光能發(fā)電。我國一直大力支持太陽能的開發(fā)利用，伴隨著越來越深入的研究和貼近生活的設計應用，目前太陽能在生活中的利用越來越多。正文：太陽能是太陽內部高溫核聚變反應所釋放的輻射能。太陽向宇宙空間所發(fā)射的輻射功率為3.8*10 23千瓦，即每年發(fā)射出約相當于3.8*10 11萬億噸煤的能量，其中只有20億分之一（約相當于190萬億噸標煤的能量）到達地球大氣層。其中約有45%（相當于每年85.5萬億噸標煤）的輻射能到達地球表面。如果，世界每年總能耗量按150億噸標煤計算，那么每年到地面的太陽能便是世界年能耗的5700倍，

9、所以20世紀以來，在新能源和可再生能源的開發(fā)及利用中。太陽能是一種清潔的，可再生的能源。太陽能的利用技術主要有：太陽能熱能轉換。太陽能電能轉化（如用特殊半導體材料和光的伏打效應，直接將太陽能轉化成電能）；太陽能化學能轉換（如利用太陽能分解水，變成氧氣和氫氣）。目前太陽能已在人們日常生活中得到廣泛應用，如大量應用的太陽能熱水器，太陽能感應飾品，太陽能電池等等。而伴隨著世界范圍內的能源危機和國際形勢的改變，作為能耗大國的中國亟需開發(fā)新能源以減小對化石類能源的依賴以維持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。因此生活用太陽能發(fā)電設備的開發(fā)被提上日程。1.1國內外發(fā)展形勢作為太陽能大規(guī)模發(fā)電的重要方式，太陽能發(fā)電具有一

10、系列明顯優(yōu)點，首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據國外研究僅有18g/kwh。另外，該技術在現(xiàn)有太陽能發(fā)電技術中成本最低，更易于迅速實現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)化。此外，太陽能發(fā)電還具有非常強的與現(xiàn)有火電站及電網系統(tǒng)的相容性優(yōu)勢。2009年全球新裝置的太陽能發(fā)電容量為7.2GW，其中歐盟就占了5.8GW。至于德國，由于第4季需求大增，全年新增的太陽能發(fā)電容量有3.8GW，約占全球的1/2。2010年7月下旬美國通過的千萬太陽能屋頂計劃引發(fā)全球光伏市場激增。隨著發(fā)電成本下降和補貼政策出臺，美國光伏發(fā)電安裝量不斷攀升，正逐步追趕傳統(tǒng)的歐洲市場，預計北美市場將在未來幾年成為全球光伏發(fā)電應用的主要新興市場。而隨

11、著成本的持續(xù)降低，光伏發(fā)電應用最終將向中國和世界其他地區(qū)轉移。2008年中國光伏安裝總量是40MW，累計安裝總量只有140MW，而2009年全年安裝量就有160MW，是上一年的4倍，比以往累計安裝總量還要多，足見中國光伏呈現(xiàn)飛速發(fā)展的趨勢。1.2太陽能發(fā)展前景目前，太陽能熱發(fā)電正成為世界范圍內可再生能源領域的投資熱點。在當今能源短缺的現(xiàn)狀下，各國都加緊了發(fā)展光伏的步伐。美國提出“太陽能先導計劃”意在降低太陽能光伏發(fā)電的成本，使其2015年達到商業(yè)化競爭的水平。日本也提出了在2020年達到28GW的光伏發(fā)電總量。歐洲光伏協(xié)會提出了“setfor2020”規(guī)劃，規(guī)劃在2020年讓光伏發(fā)電做到商業(yè)化

12、競爭。在發(fā)展低碳經濟的大背景下，各國政府對光伏發(fā)電的認可度逐漸提高。2009年我國相繼提出了太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法、金太陽示范工程等鼓勵光伏發(fā)電產業(yè)發(fā)展的政策，2020年的光伏發(fā)電目標從原先的1.6GW提高到現(xiàn)在的20GW，一系列的政策支持和長遠規(guī)劃讓中國的光伏發(fā)電發(fā)展之路更加寬廣。2009年10月，“中國太陽能光熱產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”成立，該聯(lián)盟計劃在“十二五”期間，爭取在中國西部建設1000兆瓦級規(guī)模的太陽能熱發(fā)電站。2009年12月，中國科學院電工研究所作為第一承擔單位的國家重點基礎研究計劃（即“973計劃”）“高效規(guī)?；柲軣岚l(fā)電的基礎研究”項目正式啟動。從20

13、09年起，五大發(fā)電集團頻繁進出電工所，希望以持股形式參與電站建設，被壓抑許久的光熱投資熱情正迅速釋放?！笆濉逼陂g，光熱產業(yè)將獲得一個爆發(fā)式的發(fā)展。政府的支持必將對國內的太陽能熱利用發(fā)展起到推波助瀾的作用。由此，國內太陽能熱利用企業(yè)也將獲得發(fā)展良機，可以預計，未來光熱發(fā)電市場必將成為實力企業(yè)必爭之地。2.1太陽能供電技術太陽能的利用技術主要有：太陽能熱能轉換。太陽能電能轉化（如用特殊半導體材料和光的伏打效應，直接將太陽能轉化成電能）；太陽能化學能轉換（如利用太陽能分解水，變成氧氣和氫氣）。目前生活中使用的太陽能熱水器普遍采用的是太陽能熱能轉換，通過吸收太陽能加熱生活用水。近幾年伴隨著太陽能發(fā)

14、電的成本降低和電網電費的增長野外施工的一些地方開始使用太陽能發(fā)電進行供電，解決了野外供電難的問題。作為太陽能供電系統(tǒng)因為供電量小，發(fā)電時間有限制因此并不能大量提供穩(wěn)定的工業(yè)供電。而供電要求小耗能少的冷庫系統(tǒng)完全可能利用太陽能發(fā)電作為供電的輔助系統(tǒng)提供電力來源。通過轉換裝置把太陽輻射能轉換成電能利用的屬于太陽能發(fā)電技術，光電轉換裝置通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉換的，因此又稱太陽能光伏技術。太陽能光伏發(fā)電是依靠太陽能電池組件，利用半導體材料的電子學特性，當太陽光照射在半導體PN結上，由于PN結勢壘區(qū)產生了較強的內建靜電場，因而產生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產生在勢壘區(qū)外但擴散進

15、勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區(qū)，結果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢降低，從而在外電路中產生電壓和電流，將光能轉化成電能。光伏系統(tǒng)應用非常廣泛，光伏系統(tǒng)應用的基本形式可分為兩大類：離網發(fā)電系統(tǒng)和并網發(fā)電系統(tǒng)。因為冷凍物品需要全天候的穩(wěn)定供電，所以作為冷庫系統(tǒng)的供電設施，太陽能發(fā)電在夜間和陰天時不能保證提供穩(wěn)定的供電，因此需要并入電網使用并網發(fā)電系統(tǒng)。并網發(fā)電系統(tǒng)是將太陽能電池產生的波形頻率不穩(wěn)定的直流電逆變指定的正弦波交流電，并且能夠適時的并網或者直接供給交流負載。并網系統(tǒng)對逆變器有較高要求，并網逆變器必須要有最大功率跟蹤、孤島檢測技術、低電壓穿越和各種

16、保護功能。并網系統(tǒng)沒有蓄電池組，節(jié)省了成本以及日常維護的工作，并且與電網智能的結合工作，有利于緩解電網的高峰用電緊張的情況。離網系統(tǒng)由于有蓄電池，日常維護工作比較多，而且蓄電池使用壽命不長。2.2太陽能供電系統(tǒng)組成太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為： （一）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質量和成本。（二）太陽能控制器：

17、太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。（三）太陽跟蹤系統(tǒng)：為了更充分、高效地利用太陽能 , 現(xiàn)普遍采用跟蹤太陽的方式是為最大限度地獲得輸出功率。太陽能跟蹤系統(tǒng)在晴朗的氣候條件下，比固定式至少提高發(fā)電量 25%。（四）逆變器：在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。目前組串逆變器已成為

18、現(xiàn)在國際市場上最流行的逆變器。組串逆變器是基于模塊化概念基礎上的，每個光伏組串（1kW-5kW）通過一個逆變器，在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網。許多大型光伏電廠使用組串逆變器。優(yōu)點是不受組串間模塊差異和遮影的影響，同時減少了光伏組件最佳工作點與逆變器不匹配的情況，從而增加了發(fā)電量。技術上的這些優(yōu)勢不僅降低了系統(tǒng)成本，也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時，在組串間引入“主-從”的概念，使得在系統(tǒng)在單串電能不能使單個逆變器工作的情況下，將幾組光伏組串聯(lián)系在一起，讓其中一個或幾個工作，從而產出更多的電能。最新的概念為幾個逆變器相互組成一個“團隊”來代替“主-從”的概念，使得系統(tǒng)的可靠性又進了一

19、步。目前，無變壓器式組串逆變器已占了主導地位。2.3電供系統(tǒng)成本國內生產用太陽能供電系統(tǒng)由于目前大多使用單硅晶體，目前基本裝機成本為每瓦20元左右，每千瓦時即2萬元。太陽能發(fā)電在國內預計今年最低成本降為大概0.75美分每度，而作為核心部分的太陽能電池板由于國家的大力支持現(xiàn)在獲得了較快發(fā)展，相較以前成本預計會進一步減小。預計在未來三年后將達到0.65每度，實用性能進一步提高。目前國內新研發(fā)的新型太陽能薄膜能提供更好的能源利用率，太陽能利用率到達12.5%。將進一步減小太陽能發(fā)電板的面積，使得供電系統(tǒng)更穩(wěn)定，成本更低，維護更容易。冷庫系統(tǒng)的太陽能發(fā)電設備使用并網系統(tǒng)，將通過并網開關實現(xiàn)于電網的接軌。白天當天氣狀況良好能過提供穩(wěn)定的供電時并網開關將閉合實現(xiàn)太陽能供電，當天氣狀況不好或日照強度較弱時將自動打開并網開關，關閉太陽能供電并自動提供電網電流維持冷庫制冷系統(tǒng)的正常運行。結論：太陽能作為新型能源，無污染可再生的特性將會成為我國能源利用上的重要發(fā)展方向。目前國內供電以火電為主，既污染環(huán)境又浪費資源，煤炭屬于不可再生資源，無論是開采還是使用都對環(huán)境產生影響。因此在冷庫制冷系統(tǒng)上使用這類低功率大范圍的環(huán)保能源勢在必行，同時在商業(yè)用電領域也有著廣泛的應用前景。使用太陽能供電系統(tǒng)是非常有遠見的做法，在國內電價頻頻上漲的今天使用太陽能既能保證良好的環(huán)境，同時能夠降低長期投