船用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計及性能評估.pdf

1、進(jìn)入充滿挑戰(zhàn)的新千年，在節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的雙重制約下全社會如何保持經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、繁榮和發(fā)展已成為全球熱點(diǎn)問題。國際市場上煤炭、石油等傳統(tǒng)燃料資源的價格起伏跌宕，廣泛使用不可再生能源對環(huán)境造成的危害日益加劇，能源問題已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。另一方面，取之不盡、用之不竭的太陽輻射能作為一種重要的可再生能源，在開發(fā)利用過程中具有顯著的優(yōu)勢，可以預(yù)見在后化石燃料時代其必將成為人類社會主要的利用能源之一。
　　 值得注意的是，盡管

2、太陽能光伏發(fā)電經(jīng)過近幾年的研究和發(fā)展，技術(shù)上已幾近成熟，而且在電力電子技術(shù)先進(jìn)的德國、日本、美國和加拿大等發(fā)達(dá)國家也已經(jīng)有成熟、技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)秀的產(chǎn)品問世，但將其作為交通運(yùn)輸工具的動力及輔助設(shè)備能源方面的研究起步較晚，涉及能源的轉(zhuǎn)換綜合利用和船舶電網(wǎng)匹配并網(wǎng)方面的研究還較薄弱，實(shí)際應(yīng)用尚不廣泛，可謂是剛起步。以現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平而言，太陽能作為船舶動力及輔助設(shè)備能源的研究屬高技術(shù)含量的科技，有不少關(guān)鍵性的技術(shù)尚有待研發(fā)或改進(jìn)。若從當(dāng)前

3、的實(shí)際情況出發(fā)，著眼于船舶航運(yùn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和長遠(yuǎn)發(fā)展，先期開發(fā)應(yīng)用于大型遠(yuǎn)洋船舶的太陽能光伏系統(tǒng)，即船用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，無疑是一個值得深入思考的方向。
　　 針對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，文中就其技術(shù)原理、系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，其中關(guān)鍵技術(shù)主要涉及軟件控制方面，主要包括最大功率點(diǎn)跟蹤控制、直交流逆變和蓄電池充放電等對太陽能光伏發(fā)電整個起到?jīng)Q定性影響的技術(shù)。通過對陸用光伏系統(tǒng)技術(shù)本身及特性的綜合分析，參照船舶電力能源體系的特

4、點(diǎn)，為后續(xù)章節(jié)對船用光伏試驗系統(tǒng)的設(shè)計及性能分析提供理論和技術(shù)支撐。
　　 從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個層面選取適宜的目標(biāo)船，分析了其典型航線上的太陽能資源分布狀況并初步評估光伏能源利用率；根據(jù)目標(biāo)船電力設(shè)備負(fù)荷，優(yōu)化選擇太陽能光伏系統(tǒng)與船舶電力體系匹配耦合模型并確定在設(shè)定光伏系統(tǒng)容量的前提下實(shí)際選定的光伏系統(tǒng)類型；評估光伏輔助電力系統(tǒng)的各模塊效率及總體效率；完整論述了在大型遠(yuǎn)洋船舶上安裝使用太陽能光伏系統(tǒng)的優(yōu)化與分析過程。