分布式光伏发电在冬暖式大棚的应用

摘要

随着人类社会经济的快速发展，能源短缺和环境污染成为当今世界面临的两大挑战。太阳能资源丰富，分布广泛，开发利用前景广阔。太阳能发电作为太阳能利用的重要方式，已经得到世界各国的普遍关注[1]。在目前的技术条件下，太阳能的利用主要有两个方面，一是直接利用太阳光的热能，冬暖式蔬菜大棚就是直接利用太阳光的热能的简单形式;二是利用半导体材料的光伏效应发电。本文主要讨论对这两种太阳能利用方式的结合使用。 冬暖式蔬菜大棚是我国北方特别是山东地区得到广泛应用的蔬菜种植技术。利用泥土、空心砖等保温性能较好的建筑材料建造围墙，利用塑料薄膜作为透光、保温、保湿、阻风的材料，充分利用冬季太阳辐射的热能，在冬季寒冷天气等恶劣环境下，在塑料大棚造成的封闭空间内，充分吸收利用太阳光的热能，提高大棚内的温度，防止外界的冰雪、低温等对蔬菜造成的损害，为大棚内的蔬菜植物提供良好的生长环境。 分布式太阳能光伏发电产生电能的原理是将特定的半导体材料制成太阳能光伏电池，利用光伏电池的光生伏打效应，将太阳能直接转换为直流电能，然后通过必要的转换，成为适合不同的电力负荷要求的电源[2,3]。根据太阳能光伏发电系统的规模及实际条件，可以配置蓄电池作为电能储存、电力供应平衡及短时负荷变化的缓冲，也可以通过光伏逆变器将太阳能光伏组件发出的直流电转换为交流电，并通过变压器进行电压变换，将太阳能光伏发电系统并入电网。 将冬暖式蔬菜大棚和分布式光伏发电这两种得到广泛应用的太阳能利用方式结合起来，可以充分利用冬暖式蔬菜大棚区域的剩余空间，在保证蔬菜生产的同时，利用大棚区空闲外部空间太阳能进行发电，从而更加合理高效的利用土地，发挥综合效益。这种方式能够充分发挥空间优势，形成更加完整合理的太阳能利用方案，符合我国的能源发展战略，符合山东省能源产业政策。山东省作为冬暖式大棚大量推广使用的蔬菜生产地，这种利用模式具有很大的发展空间。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 太阳光能利用条件

1．3 太阳能光伏发电系统

1．4 太阳能光伏发电的发展及现状

1．5 本文工作

第2章 冬暖式大棚技术

2．1 冬暖式大棚的类型及结构

2．2 冬暖式大棚的建造设计原则

2．3 寿光地区资源特点

2．4 本章小结

第3章 生态光伏方阵的设计

3．1 光伏发电结合冬暖式大棚工程概况

3．2 太阳能光伏组件型式的选择与确定

3．3 分布式太阳能光伏对大棚设计及建造的要求

3．4 太阳能光伏组件在大棚上的布置

3．5 本章小结

第4章 分布式光伏发电直流设备设计

4．1 太阳能光伏方阵的直流汇流箱设计

4．2 直流配电柜的设计

4．3 直流输送电缆的选择

4．4 隔离型并网光伏逆变器

4．5 非隔离型光伏并网逆变器

4．6 光伏并网逆变器的选择要求

4．7 太阳能光伏发电并网逆变器的选择确定

4．8 本章小结

第5章 交流并网及辅助设备设计

5．1 交流配电柜

5．2 交流升压变压器及高压配电设备

5．3 系统的防雷与接地

5．4 光伏发电系统接入电网的接线

5．5 系统的继电保护配置

5．6 10kV防雷保护单元

5．7 10kV系统电能计量表

5．8 无功补偿单元

5．9 对配电网带来的主要影响

5．10 采取的应对措施

5．11 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢