光伏发电在氯碱工业中的应用研究

摘要

氯碱工业中，通过电解会产生氢气氯气氢氧化钠，氢能，是很干净的一种能源，因为氢气燃烧所发出的热量比较高，而且燃烧生成水没有污染，是最为理想的能源物质，现在火箭发射中都是液态氢作为燃料，氯气是一种化学工业上使用非常频繁而且非常必要的一种化工产物，自来水中消毒都是通入的氯气，而氢氧化钠也是一种化工上的必要产物，但是氯碱工业的电解需要消耗大量的能量。
　　通过对氯碱制取的研究，发现氯碱的电解需要的是直流电源，而如果将太阳能转变成化学能，通过直接电解氯化钠水溶液将电池板吸收的太阳能转变为化学能，生成的产物有氢气是一种清洁的能源，氯气和氢氧化钠是工业和生产上非常需要的化工产品。太阳能作为本世纪最有发展和最为有潜力的能源已经越来越被人们所认可，太阳所发出的光能作为一种新兴起能源，已经开始跃入我们的眼帘，但是如何能将太阳能更好的利用已经成为国内外众多学者的主要研究。
　　太阳光在生活中随处可见，光子被电池板吸收以后也可以作为电源来并网发电，但是太阳能通过光伏电池板所发出的电能由于其不稳定性，并入电网后容易产生谐波并会造成电能质量下降，所以通过其他方式将太阳能利用起来是需要我们考虑的。
　　通过研究，对光伏电池板所发出的电能主要是通过光子照射在电池板上产生的光电效应，形成电流，这样电流会随着关照强度和外界的温度变化，所以说用光伏电池板发出的总是不是很稳定的电能，而这种变化的电能想要并网也对电网增加了滤波的难度，鉴于光伏发电的不稳定性，所以希望能够将这种能量转化为别的形式的能量储存起来，进行供能。本文主要内容如下：
　　1．通过对氯碱工业的分析，选择电极以及隔膜，通过实验仿真不同材料的电极电解的性能选择合适的电极，最后通过实验测算出电解氯化钠的合适电压。
　　2．通过对太阳能光资源的分析，分析太原市光资源情况，设计光伏电池板安装的方式，对比了太阳能电池板不同的安装方式，然后为了能够全年最大发电量就要对光伏电池板的最佳倾角进行计算和设计，通过PVsystem软件进行仿真分析最佳倾角。
　　3．针对光伏电池的数学模型利用matlab进行仿真，分析光伏电池在不同温度和光照强度的功率曲线图，发现功率曲线存在最大值点，为了能够使功率输出最大化，引入MPPT用来寻找电池板所发出的最大值功率，通过比较不同方法最终选定固定电压与扰动法结合应用，然后通过用C＃编程将最大功率的方法进行了改进和仿真。
　　4．通过对光伏发电和氯碱工业的应用分析，然后根据电解电压对发电量计算得到了每年的节约能耗量以及减少污染排放的值。

目录

声明

第一章绪论

1.1 选题的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要内容

第二章 氯碱电解工艺的研究

2.1 氯碱电解原理

2.2 氯碱电解槽的类型

2.3氯碱电解电极的研究

2.4氯碱原料盐的提纯

2.5氯碱电解电压的测定

2.6气体的处理

2.7本章小结

第三章 光伏电池板的安装方式和最佳倾角的计算仿真

3.1 太阳能资源的分析

3.2太阳能电池板的选型

3.3 光伏电池板安装方式

3.4 最佳倾角的计算和选择

3.5 本章小结

第四章 太阳能电池板的仿真特性以及mppt算法研究

4.1 太阳能电池板的原理

4.2太阳能电池的仿真模型

4.3最大功率追踪算法研究

4.4 本章小结

第五章 光伏发电在氯碱工业中应用以及经济效益

5.1 光伏发电系统电压控制

5.2 光伏发电系统的搭建

5.3 光伏电解氯碱的经济和社会效益

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果