一、 主要研究内容、研究意义及预期目标

1、 研究内容：太阳能光伏发电是利用科学的技术手段将太阳能辐射直接转变为电能的一种方法[1],离网太阳能光伏发电的居民家用系统设计是利用太阳能发电， 将所发电能储存、变换在供给给家用电气设备，完成太阳能发电对居民一般家用照明等进行供电，减少电网电能的使用。

2、 研究意义：当前中国电能主要来源为火力发电、水力发电及核电，火电厂耗费大量煤炭产生污染大，而且能量转换率低，水电前期投资大建设难度高及选址移民搬迁等问题。特别是今年的高温天气造成各地用电紧张供电不足等问题。家用分散式小型并网发电系统, 特别是光伏建筑一体化发电系统, 由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点, 逐渐成为并网发电的主流[5]。对于普通居民特别农村地区家用电主要为照明家电用电，利用建造离网太阳能发电系统对其进行供电，即不会产生污染等问题，又能减轻电网负荷，居民减少电费支出。家用太阳能使用的是光伏发电系统, 该系统的使用与我国走可持续发展道路相吻合,也是我国改变能源结构的重大举措。随着科技的进步,这对于保护地球环境和资源，实现可持续发展有重大意义[2]。

3、 预期目标：完成基本的太阳能发电及储存、变换、控制系统设计，能对一般照明等稳定供电。

二、 拟采用的技术路线、研究方法及步骤

1、技术路线：太阳能发电板通过光伏发电原理产生电能（直流电)，由导线传输至控制器，控制器与蓄电池（储电）进行充电放电，控制器汇集后直流负载直接经控制器进行供电，交流负载则由逆变器将直流变换为交流后供给给交流负载。

原理图：

2、研究方法及步骤：

[9]

1、选定对象（本题选取西昌为参考地，本题需求选取 100W 照明灯 4 盏，及少量手机充电器）。

2、根据用户需求的电压、功率选择设计太阳能电板，由需求及当地太阳辐射强度环境条件等计算选取太阳板型号、数量及安装。                 3、根据（2）条件设计选取控制器（控制器升压、降压电路，控制策略，选型等）太阳能电池会随着太阳辐射强度的变化而变化, 导致其转换的直流电不稳定,而不同的直流电会对直流负载造成一定程度的损耗。因此, 设计太阳能充放电控制器的主要作用除了给蓄电池充电外,还起到稳定太阳能电池所输出的直流电, 对其进行调节和控制, 从而达到对蓄电池的充放电进行保护的目的[14]。                                                   4、蓄电池的设计，蓄电池工作原理，电池输出特性，电池设计选取。蓄电池组就是对太阳能电池传输来的直流电进行储存, 以便在无光照下有电能够向负载供电。考虑系统是在白天光照条件下进行发电, 而用电的高峰则集中在太阳落山之后, 因此需要配备相应容量的蓄电池组[10]。

5、逆变器的设计选择，逆变器结构，仿真模拟选型设计。逆变器是将直流电转换为交流电的设备，太阳能电池和蓄电池输出的电能都属于直流电，当负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的[12]。

三、 进度计划

进度计划：

1、1 月上半月太阳能发电原理的学习及太阳能板安装和数量选取。

2、1 月下半月完成第一部分的功率等太阳能板发电部分设计。

3、2 月上半月完成控制器直流变换，变换电路及控制器的设计选型。

4、2 月下半月完成逆变器部分设计。

5、3 月初完成整体论文的初稿。

四、所需条件及落实措施

1、所需条件：相关基本资料列如当地光照时间强度等，和技术软件（仿真软件),涉及的知识计   算方式，选取原则等。

2、落实措施：

1、查阅相关材料文献。

2、知网学习相关技术方法。

3、下载学习使用相关软件。

4、网上学习涉及的新知识。

5、咨询老师向老师寻求帮助。

五、参考文献
[1］周虹，林丽华，朱锐敏，等．太阳能光伏发电的前景分析 ［J］现代物业( 中旬刊) ，2014，
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[2]佟伟.太阳能光伏发电技术应用综述[J].工程技术引文版，2016（4）188.
[3]龙维绪，涂洁磊，王志刚，等.家用太阳能光伏系统优化设计[J]阳光能源，2008（8）.
[4]何道清，何涛.太阳能光伏发电系统原理与应用技术[M].2012(3).
[5]董博.户用光伏发电系统控制策率略的研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2011.
[6].焦阳，宋强，刘文华.光伏电池实用仿真模型及光伏发电系统仿真[J].电网技术，2010，34：
198-202.
[7]邢广成，陈芳.太阳能光伏电池建模及仿真研究[J].电气自动化设备，2013，33（2）.
[8].陈德，唐杰，贺仲科，李然，张曙云.离网型太阳能光伏发电系统逆变器的设计[J].仪表技
术，2013（3）：40-42.
[9]程天龙，黄伟林.离网型太阳能光伏发电系统设计研究[J].电子制作，2014（20）：9-10.
[10]赵禹唐，王希业. 蓄电池充电技术[J]. 电源技术，2001，25 (5)： 375-377.
[11]卢汉辉. 蓄电池组充电管理系统关键技术的研究[D]. 上海：上海 交通大学，2007：38-43.
[12]朱成花.一种新颖的串/并联输出双 BUCK 逆变器[J].中国电机 工程报,2005,25(20):12-15.
[13]马丽梅等.buck-boost DC-DC 变换器的控制[J].河北工业大学.
[14］盖立丰．小型光伏发电系统的设计与研究［D］北京: 华 北电力大学，2012.
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［16］叶莎，方鑫．独立运行的家用光伏储能系统的设计和运行 ［J］电气开关，2016，( 03) :
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[18］成竹．新能源光伏发电系统的应用途径［J］电子技术与软件工程，2017（14）：233.
[19]张莹.四川地区农村居住建筑太阳能应用探索，硕士电子期刊出版信息，2018（09).
[20]邹一铭．光伏发电系统的技术分析［J］.中国战略新兴产 业，2017，( 24) : 119.
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