数学在光伏发电方向的应用研究
Introduction
在中国经济全球化的大环境下,我国对电能的需求越来越旺盛,当下已经成为世界上使用电能量最多的国家,这也在一定程度上证明了电能在社会经济发展中的重要作用,这就要求我国高度重视发电技术方面的工作,通过更加高效的光伏发电提高电能转换效率,同时减少发电过程中的污染问题。数学在光伏发电方向的应用研究已经不是一个新的研究方向,这一现代化发电方法打破了传统发电中火力为主体的发电理念,将新能源作为发电的主体,通过数学知识准确地设计出最优的发电模式。光伏发电最大的优点就是提高了发电的效率、减少了发电对大自然环境的污染。不仅如此,由于传统的发电方法是利用火力发电,因此对发电的场所要求是非常高的,只能在产煤地区生产电再输送到各个地区,这样的成本是非常高的,但是现代化的光伏发电就直接避免了这个麻烦,随时随地都可以发电,提高了发电效率的同时,摒弃了传统火力发电对位置的要求,降低了发电的成本,这也在很大的程度上提高了发电效率,为我国经济的长远发展奠定 了坚实的基础。
希望能够通过此次的研究工作提供一定的借鉴意义,并为光伏发电以后的发展提供更加有意义的理论体系,以此优化当下的发电手段,提高我国的发电质量与效率,大力 降低发电成本,为我国电力技术的发展奠定坚实的基础。
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第一章 太阳电池
第一节 太阳电池的特点
第二节 太阳电池的发电原理及构造
一、太阳电池发电的必要性
二、太阳电池发电的必要性及构造原理
第三节 太阳电池的种类
一、单晶硅太阳能电池
二、化合物太阳电池
三、有机太阳能电池
四、透明太阳能电池
五、积层太阳能电池
六、球状太阳能电池
七、量子点太阳电池
第四节 太阳电池的制造方法
一、单晶硅太阳电池的制造方法
二、多晶硅太阳电池的制造方法
三、非晶硅太阳电池的制造方法
四、化合物半导体太阳电池的制造方法
五、有机薄膜太阳电池的制造方法
第二章 太阳电池组件
第一节 太阳电池组件概述
一、太阳电池组件及其构造
二、太阳电池组件的种类
三、建材一体型太阳电池组件的应用
第二节 太阳光伏基本构成
第三节 大阳电池芯片、组件及方阵
一、太阳电池芯片
二、太阳电池组件
三、功率控制器
四、系统并网保护装置
五、孤岛运行检测
六、独立运行系统
七、升压式功率控制器
八、多功能功率控制器
九、其他设备
第三章 太阳能光伏系统概要
第一节 太阳能光伏系统的种类及用途
一、太阳能光伏发电种类
二、太阳能光伏发电的用途
第二节 独立系统
一、独立系统的分类
二、独立光伏发电系统工作原理
三、独立光伏系统的优点
四、经济和社会效应
五、独立光伏系统的发展现状及前景
第三节 并网系统和混合系统
第四节 储能系统
一、储能问题
二、供求关系
三、储能方式
四、蓄能系统
第五节 小规模新能源电力系统
一、小规模新能源电力系统具有如下特点
二、聚光式太阳能光伏系统
三、聚光式太阳能光伏系统的应用
四、传统获取电能方式缺点
第四章 光伏检测技术及数学应用
第一节 光伏特性检测技术
一、光伏 I-V 特性检测技术面临的问题
二、标准测试条件(STC)与太阳能模拟器等级
三、太阳电池的 I-V 特性测试原理
四、主要存在与户外测试的问题
五、解决方法的分析
六、户外户外光伏组件 IV 测试结果
第二节 太阳能模拟器
一、分类
二、性能评价
三、太阳模拟器光学性能对检测结果的影响
四、标准电池的标定
五、二级工作标准(SWS)太阳电池
第五章 太阳能光伏系统的设计
第一节 太阳能光伏系统设计的诸因素
一、太阳能光伏系统设计时的调查
二、太阳能光伏系统设置的用途、负载情况
第二节 太阳能光伏系统设计步骤
一、太阳能光伏系统设计方法概要
二、参数分析法
三、计算机仿真法
四、住宅用太阳能光伏系统的设计
五、太阳能光伏系统成本核算
第三节 太阳能光伏系统的安装
一、太阳电池的设置场所、安装方式概要
二、住宅用太阳能光伏系统屋顶安装方法
三、太阳能光伏系统的试验与故障诊断
四、太阳能光伏系统的试验方法
五、太阳能光伏系统的故障诊断
第六章 太阳能光伏系统的数学应用
第一节 太阳能智能应用
一、太阳能计算器
二、太阳能钟表
三、太阳能资源计算
四、基于 5G 移动光伏通信技术的物联网应用分析
五、高效太阳能智能用电监察
六、大数据时代太阳能光伏创新组件
七、太阳能光伏组件继电保护的常见故障及维修技术
八、浅谈城市住宅太阳能光伏智能化
九、云计算在太阳能光伏组件运行信息化方面的应用价值研究
第二节 太阳能光伏系统的故障诊断的数学应用
一、太阳能光伏系统常见故障
二、故障诊断方法
三、故障诊断事例
第三节 智能电网与光伏系统中的数学应用
一、太阳能光伏组件
二、浅析太阳能光伏组件检测管理与在线监测技术
三、光伏发电并网技术数学应用
四、太阳能光伏组件性能的分析
五、智能光伏发电结算中的问题及对策分析
六、智能互联网技术在电力互动化太阳能光伏发电的应用探索
参考文献
Author(s) Information
董国伟(1974.8-),工程管理硕士学位,华能山东公司清洁能源主管,长期从事新 能源基本建设,具有丰富的项目建设管理经验,对光伏项目设计优化颇有心得。截至 2020 年 1 月,主持建设 24 个清洁能源项目,总容量 1809.65MW 清洁能源装机容量,其中光 伏项目 13 个,容量占比 654MW。独立获得光伏实用新型专利一项,共同合作实用新型 专利三项。国家核心期刊独立发表论文二篇,合作论文三篇。中国电机学会清洁能源学 会会员。华能 e 学院专家、华能集团专家,曾多次参加光伏国家标准、企业建设标准的 制订、修订工作。
董朝阳(2001.12-),济南市高三学生。本人热爱数学、生物、物理,善于发现新 事物,对新事物以新的视角思考并提出自我见解,积极参加社会实践,注重自我素质提高,受家庭影响,对新能源行业兴趣浓厚,多次利用寒暑假到清洁能源项目体验,积极参加新能源设计、安装工作。多次在光伏项目设计中运用数学知识合理优化了阵列布局、安装工法、组件安装夹角、组件清扫方式等,充分、合理利用了复杂多变地形,合理节 约用地及造价,提高了发电量。曾合作完成光伏实用新型专利一项。
曾祥玲(1975.3-),华能新能源山东公司电气专工。1995 年至 2010 年,一直在华 能济宁电厂担任电气技术员,曾多次在设备运行中、大修、小修、临修中发现设备缺陷,避免或减轻了损失。曾在全厂失电情况下,在关键时刻迅速判断,并合理操作,避免了 重大设备伤害,保障了电厂的安全运行和人员安全。10 年后至今一直从事风电、光伏清 洁能源项目的电气工作,在本书中对光伏项目一次、二次电气设备的选型、操控优化、 参数优化和智慧运维的建成,依据经验和实践提出了自己独到见解。