课程设计说明书课程设计名称：太阳能光伏系统课程设计题目：家用独立型光伏发电系统的优化设计学院名称：光电信息与能源学院专业班级：光电信息科学与工程学生学号：学生姓名：学生成绩：***师：***课程设计时间： 2018.06.19 至 2018.06.25武汉工程大学本科课程设计武汉工程大学本科课程设计格式说明（打印版格式，手写版不做要求）（1）任务书三项的内容用小四号宋体，1.5倍行距。
（2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。
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页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。
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课程设计任务书一、课程设计的任务和基本要求要求：1、具备独立查阅光伏发电系统设计的相关文献和资料的能力；具有查阅光伏电池、蓄电池、控制器和逆变器等光伏器件参数和型号的能力；具有收集、加工各种信息及获取新知识的能力；具备撰写文献综述报告的能力；2、具备独立设计光伏发电系统的能力，能提出并较好地实施方案，能对光伏发电系统的结构和配置进行分析研究和优化设计；具备撰写课题开题报告的能力；3、具备数值计算、仿真、绘图和文字处理等能力；具备撰写科技论文的能力；4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。
5、报告内容简练完整、立论正确、讨论充分、论述流畅、结构严谨、结论合理；技术用语准确、符号规范统一、编号齐全、书写工整、图表完备；6、具备一定的科研意识和思维，掌握科研基本方法和技巧，具备团队协作的能力。
7、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解；8、内容不少于3000字；技术参数：1、光伏发电系统安装地点：广州2、使用单晶硅光伏电池（多晶硅光伏电池、非晶硅光伏电池）；任务：1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器；2、设计合理的光伏发电系统；3、利用PVsyst软件和有关理论模拟优化设计，并对结果进行分析和总结本科生课程设计成绩评定表二、进度安排1.2018.06.19解读课程设计任务和要求、解释选题；系统讲解科研方法、策略和技巧；熟悉PVsyst软件；查找分析相关文献资料；2.2018.06.21提出设计方案；根据设计方案对太阳能光伏系统进行优化设计；光伏发电系统各部件的选型与配置；支架、防雷和接地设计；3.2018.06.22-2018.06.24讨论、修改、进一步优化设计方案；撰写课程设计报告；4.2018.06.25课程设计答辩与总结。
摘要随着地球资源日益缺乏，但太阳能具有分布广泛、清洁、可持续等优点被逐渐认可。
如何低成本、高效率的利用太阳能是一直研究的课题。
所以本课程设计一种直流型家用光伏发电系统。
以解决部分地区用电难的问题。
首先，对光伏电池的工作原理和输出特性进行深入研究，并建立了光伏电池的数学模型。
并以此为基础研究了光伏电池最大功率跟踪方法，进行了在PVsyst 仿真实验。
其次，选择根据负载的年耗电量选3040wh，选择60Wp14v Solarex-MSX60.PAN 单晶硅电池，根据电池工作电压和电流确定了“10串2并”的组合方式。
由于阴雨天和其他未知因素的影响还要加入蓄电池组，最终选定800Ah的蓄电池。
关键词：太阳能光伏发电；PVsyst；单晶硅电池武汉工程大学本科课程设计ABSTRACTToday, with the decreasing of the earth’s resources, the solar has been gradually accepted by mare and more people because of itsadvantages of broad distribution, clean sustainability, How toimprove the efficiency of the solar energy with lower cost has been extensively discussed these days and many solutions have been proposed.a special household directly current photovoltaic power generationsystem is desigened based on the power consumption of ordinaryfamilies. To solve the problem of power shortage in some areas.Firstly, The working principle and output characteristic of photovoltaic cell are studied in depth, and established themathematical model of photovolaticcell.Based on it,the maximum power tracking method of photovoltaic cell is studied, then simulation experiment in PVsyst.Second, select 3040wh for the annual consumption of the load, and choose 60Wp14v Solarex - msx60-60, a single crystalline siliconbattery, and based on the voltage and current of the battery, the "10 series of 2" pairs. Due to the influence of rainy and rainy days and other unknown factors, the battery group was added, and the 800Ah battery was finally selected.Key word: solar photovoltaic generation；PVsyst；Monocrystalline siliconcell目录第一章绪论 (2)第二章太阳能光伏发电系统结构 (3)2.1 太阳能发电的由来 (3)2.2 太阳能系统的构成 (3)第三章家用太阳能光伏发电系统设计 (5)3.1广州市气候资料及地理条件 (5)3.2客户用电需求 (6)3.2 太阳能电池组的方位角与倾斜角 (6)3.3太阳能电池组件及方阵的设计方法 (7)3.4蓄池组的选择 (9)3.5家用光伏发电系统逆变器的选择 (10)3.6太阳能光伏组件支架和基础的设计 (10)3.7防雷与接地系统的设计 (10)第四章家用光伏发电系统仿真优化结果 (11)参考文献 (15)第一章绪论在当今油、碳等能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。
美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2015年达到商业化竞争的水平;日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量;欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。
中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。
太阳电池及组件产量逐年稳步增加。
经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。
在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。
“十二五”时期我国新增太阳能光伏电站装机容量约1000万千瓦，太阳能光热发电装机容量100万千瓦，分布式光伏发电系统约1000万千瓦，光伏电站投资按平均每千瓦1万元测算，分布式光伏系统按每千瓦1.5万元测算，总投资需求约2500亿元。
尽管我国是太阳能产品制造大国，不过我国太阳能产品只用于出口。
在2010年时，全球太阳能光伏电池年产量1600万千瓦，其中我国年产量1000万千瓦。
而到2010年，全球光伏发电总装机容量超过4000万千瓦，主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利，其中德国2010年新增装机容量700万千瓦。
不过，我国太阳能资源十分丰富，适宜太阳能发电的国土面积和建筑物受光面积也很大，其中，青藏高原、黄土高原、冀北高原、内蒙古高原等太阳能资源丰富地区占到陆地国土面积的三分之二，具有大规模开发利用太阳能的资源潜力。
太阳能资源丰富、分布广泛，是21世纪最具发展潜力的可再生能源。
随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。
第二章太阳能光伏发电系统结构2.1 太阳能发电的由来当光触及硅等半导体，半导体中的低能电子吸收光能活化，形成高能电子流的基本原理，可追溯到爱因斯坦光量子理论的光电效应。
现代形态的太阳能是1954年美国贝尔研究所Person等3位科学家发明的，其后太阳能电池用于人造卫星、灯塔等电源，并得到进一步的发展。
20世纪70年代，发达国家以国家级研究计划积极研究开发太阳能发电，其中日本于1974年开始的国家“Sunshine”尤为突出。
太阳能电池是太阳能发电装置的核心，用硅等半导体制作的太阳能电池是将太阳能直接转化为电能变换器，半导体受日照射产生电流，但没有蓄电功能。
本设计的家用太阳能发电系统为独立发电系统而家用太阳能光伏发呆你系统一般安装在比较偏远的地区使用。
因此设计过程中应充分考虑实际情况一般遵循经济适用原则、可靠性高牢固耐用原则[1-2]。
光伏发电系统（PV System）是将太阳能转换成电能的发电系统，利用的是光生伏特效应。
光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统和分布式太阳能光伏发电系统。
其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。
2.2 太阳能系统的构成光伏发电系统（PV system）是指无需通过加热直接将光能转变为电能的发电系统。