随着时代的发展，污染越来越严重，人类的生活环境越来越差。因此，发展新能源产业势在必行。太阳能作为来源最广泛的新能源之一，使用前景十分广阔。发展太阳能可以缓解环境污染，还能造福子孙后代。本设计是为淮安某别墅设计家用小型光伏并网发电系统。本文介绍了光伏发电的背景及国内外研究状况，太阳能电池发电原理。对太阳能光伏发电的设备以及后期的安装维护也有所介绍。设计还阐明了一年的发电量以及并网的利润，还有就是安装所需的费用。家用光伏并网发电可行性非常高，它不仅缓解了电网的用电压力，还能为用户带来额外的收益。随着光伏行业的快速发展以及国家政策的支持，会有越来越多的家庭安装家用光伏发电系统。
目录
1 引言 1
1.1光伏发电的背景 1
1.2设计内容 3
1.3光伏发电原理 3
2 设备的选型 4
2.1太阳能电池板 4
2.2蓄电池 6
2.3控制器 7
3 设计与安装阶段 11
3.1家用电器用电需求量L 11
3.2实际发电量的计算 11
3.3电价补贴 12
3.4阳能电池板倾角及强度设计 13
3.5阴影发生时的损失 14
3.6安装的注意事项 17
3.7成本核算 17
4 维护与故障排除 18
4.1光伏发电系统的检查 18
4.2太阳能光伏组件方阵的检查维护 18
4.3蓄电池组的检查维护 18
4.4光伏控制器和逆变器的检查维护 19
4.5配电柜及输电线的检查维护 19
4.6避雷措施 19
结 论 20
致 谢 21
参考文献 22
附 录 24
1 引言
1.1光伏发电的背景
如果我们将人类社会比作火箭，那能源就是火箭助推器，所以能源的作用无可替代。电力系统传统的化石燃料，大大提高人类社会的发展。但是，大规模的开采，使资源枯竭，化石燃料的使用，生态条件恶化，而且有很多的国家与其他国家和区域有政治和经济纠纷，有的甚至导致战争。中国 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
的煤炭储量丰富的矿物能源资源，但人均能源资源过一半的人均能源不多，而且我们的人口巨多，所以咱们国家的煤炭消费量特别大，这是一个环境变差的原因之一。随着时代的变迁，社会的变革，在科技不断发展同时，能源危机也离我们越来越近。作为现阶段使用最广泛，应用最成熟的传统化石能源，一方面它属于不可再生能源，在人们日复一日的开采、使用中日益走向枯竭；另一方面，在社会带来巨大经济效益的同时，化石能源也引发了雾霾，温室效应等环境问题[1]。因此，大力发展新能源在当今社会势在必行！
我国的国土面积比较大，资源还是比较丰富的，但是我国人口多，这就导致了我国的人均资源占有率少。因此，从根上来讲我国还是一个能源紧缺的国家。最新研究发现，以我国目前的开发水平,我国的煤、石油和天然气的使用时间并不能延迟太久。所以，化石能源并不能一直陪我们走下去，新能源才是未来的希望，而太阳能又是新能源中利用最为普遍的一种能源，也是新能源利用和发展的重要的标志。
太阳能作为新能源的一种，具有清洁、可持续等众多优点，且经历了一定的发展时间，在一些领域已得到了较好的应用。若能解决好尚存的一些问题，在未来将成为替代化石能源的主要能源之一。太阳能是世界上最普遍且永恒的能源。地球太阳能年接收总量为10×1018 kWh，相当于燃烧5×1014桶原油（将近已探明原油储量的一千倍）所产生的能量，这也是每年全球总耗能量的一万多倍[2]。太阳能非常的干净，有许多的优点，比如：用不光、来源清洁和无污染。太阳能的开发利用有着巨大的市场，带来了良好的社会效益、环境效益和经济价值。中国幅员辽阔，拥有丰富的太阳能资源。本设计的要求是设计一个可以为别墅供电的家用的光伏发电系统，非常容易实施[34]。
1.1.1国内外光伏发展比较
一开始，法国人发现光伏现象，并在几十年后发明生产出了光电效率低的硒电池板，但是并没有被推广应用。美国的科学家在1954年发明了硅电池，但是硅很贵，所以应用不广。1973年石油危机爆发，人们开始重视新能源的替代作用，尤以太阳能最为突出。欧洲、美国、日本等国家正在大力推动光伏并网发电的“屋顶计划”的实施，逐步取代化石能源的使用，保护人类的生存环境。
2010年，光伏发电才兴起，全世界的光伏发电为1.27 GW，当时预计在2020年光伏发电总量为42 GW。而仅2016年全球新增太阳能光伏发电量就已约为66.7 GW。由此可见，光伏发电的发展非常迅猛。
而在海外，有许多的澳大利亚家庭都安装了光伏发电系统，约有50%的德国家庭都安装了光伏发电系统。而在中国，虽然有2亿的独立建房和500万栋别墅，但安装光伏发电系统的家庭非常少，光伏发电在我国有着非常非常美好的未来。
德国鼓励所有的家庭用太阳能光伏产生的电来供给自己的日常家庭，如果一个家庭光伏的发电量为500 kW以下的话就采用“自发自用，余电上网”的政策；如果一个家庭的光伏发电量大于500 kW的话，政府就执行“上网电价”政策。此时，日本也大力发展被遗弃来两年的光伏发电计划，并对使用光伏发电的公司或个人给予一定的补助，光伏发电市场也快速发展起来[5]。
我们国家正处于转型的关键的阶段，所以摈弃传统的能源转向发展新能源非常的有其必要性。国家能源局根据之前的政策，制定了新的发展光伏的计划和目标，为我国的光伏发展指明了一条康庄大道。
现在，中国的光伏发电产业正处于蓬勃发展新时期。地方政府鼓励各家各户发展光伏发电产业，自家产的电自家用，多余的并到电网上，拿取国家与政府的补贴。2013年6月，中国光伏产业大省江西要在未来的几年内让几万户的家庭有自己的光伏发电系统，自己产电自己用，鼓励各家各户研究探索出适合自己家庭发电的经营和运行模式。江西省按照每家每户不超过5千瓦的的装机水平来进行施工。现如今，政府提倡的分布式光伏发电的立场是就近发电、就近并网、就近使用，这样就可以降低电力损耗，而且应用的领域很广，如工厂的厂房、公众的建筑以及居民楼顶等。根据中国的计划，要建成150个以分布式可再生能源应用为主的新能源示范城市。而且淮安也有光伏发电项目，如：江苏淮安楚州开发区1.5 MW太阳能光伏屋顶项目。所以发展光伏发电是一个利人利己的好政策，我们要大力支持，让我们国家从一个光伏产品制造业大国转型成为光伏发电大国。但是，国内太阳能光伏发电的发展态势仍然非常的萎靡。

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