序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]一篇太陽能與建筑應(yīng)用發(fā)展探討范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

經(jīng)濟的快速發(fā)展，房屋建筑的不斷增多，人們對電能的需求越來越大。傳統(tǒng)能源已不是長久之計，積極開發(fā)利用新能源應(yīng)是國家能源利用的首要任務(wù)。在報告中也提出了“推進能源生產(chǎn)和消費革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”的要求。建筑能耗在能源消費中占相當(dāng)大的比重，在發(fā)達國家已占到能源消費總量的35%~45%，在我國也已經(jīng)占到能源消費總量的25%以上。因此在我國的建筑領(lǐng)域中，推廣應(yīng)用太陽能等新能源，可以代替或盡可能減少傳統(tǒng)能源的消耗，現(xiàn)以太陽能為對象展開研究。

一、太陽能在建筑中的應(yīng)用方法

（一）太陽能光伏發(fā)電原理[1]

“光生伏特效應(yīng)”是光伏電池的工作原理。即當(dāng)陽光照射太陽能板時，內(nèi)部產(chǎn)生電子-空穴對，電子流向N區(qū)，空穴流向P形成電場，在P-N結(jié)的兩端形成電壓。當(dāng)用導(dǎo)線將太陽能電池的正負(fù)極連接時，在外電路中就會有電流流通。

（二）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的檢測

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)[2][3]有兩種，包括獨立式光伏發(fā)電和并網(wǎng)式光伏發(fā)電。由于并網(wǎng)式光伏發(fā)電包含獨立式光伏發(fā)電，因此下面只對并網(wǎng)式發(fā)電做分析研究。

（三）對發(fā)電系統(tǒng)檢測與控制需求分析

發(fā)電系統(tǒng)檢測準(zhǔn)備：a）在室外裝設(shè)光照強度傳感器，監(jiān)測室外光照強度b）在電池板上裝設(shè)溫度傳感器，監(jiān)測太陽能光伏方陣表面溫度；c）在電池板輸出端裝設(shè)電流、電壓傳感器，監(jiān)測太陽能光伏方陣輸出電流、電壓;d）對逆變器輸出端的電壓、電流檢測；控制計量需求分析準(zhǔn)備：a）對室外溫度和光照強度實時計量；b）對太陽能電池方陣輸出電流、電壓和逆變器輸出電流電壓的計量；通過將實時采集的太陽能電池方陣的輸出電壓和電流值傳給DDC接收器，DDC接收器對接收的數(shù)據(jù)進行分析得出一定規(guī)律，然后對系統(tǒng)控制做進一步優(yōu)化。通過檢測計量可以對電池板的最大輸出功率點[4][5][6]進行追蹤以及對各環(huán)節(jié)進行保護。運用MATLAB軟件對MPPT控制[7]模型進行仿真。通過MPPT算法控制使輸出功率最大。目前用于最大功率跟蹤的方法有間歇掃描法、擾動觀察法、改進擾動法、電導(dǎo)增量法和恒壓法，而改進擾動法[8]是模塊化控制回路，跟蹤法簡明，容易實現(xiàn)。其原理是對輸出電壓值進行擾動，若測其功率比之前大則擾動正確可繼續(xù)朝該方向進行擾動，反之，擾動錯誤應(yīng)朝反方向擾動。

（四）并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)控制

由于光伏電池產(chǎn)生的電能是直流電，而電網(wǎng)中的電流是頻率為交流電。因此，若想將剩余電能傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上就必須加上逆變器使電流變成與電網(wǎng)同頻同相交流電。對于逆變器的選擇，在單相中由電力電子技術(shù)可知電壓型單相全橋逆變電路是當(dāng)今市場最常用的一種，其使用簡單、使用器件少、負(fù)載能力強。在并網(wǎng)控制中采用雙閉環(huán)控制的方法，運用MATLAB軟件中的simulink對雙閉環(huán)控制模型進行仿真。

二、太陽能在建筑中的應(yīng)用方法

（一）MPPT仿真結(jié)果

模型中的兩個零階保持器的采樣時間都為0.0001s，占空比每次改變0.001s。在溫度28℃、光強由1000W/2m降至700W/2m下，可以看到輸出電壓從1000W降到800W，在光強為1000W/m2時，溫度從30℃降到25℃輸出電流基本不變，而電壓從100V升至104V，功率也因溫度下降而上升。可以看出輸出功率會穩(wěn)定在某一個值的附近。因此可見改進擾動法的MPPT控制模型可以很好的用在最大功率跟蹤上面，使太陽能電池高效發(fā)電。

（二）并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)控制仿真結(jié)果

在該仿真模型中，逆變器為工具箱中自帶的全橋逆變電路，電容為2200μF，電容給定電壓為350V，電感為10mH開關(guān)器件為IGBT，滯環(huán)比較器的上限為0.1-0.09，下限為0.09-0.1，并采用幅值為1與電網(wǎng)電壓同頻同相的正弦信號作為電流環(huán)給定電流的同步信號。同樣在溫度28℃、光強1000W/2m下進行仿真。仿真結(jié)果可以看出在0.06s往后電網(wǎng)電壓的波形與并網(wǎng)電壓的波形基本相似，也就是說可以保持同頻同相，從而實現(xiàn)并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)的控制。

三、結(jié)論

（1）通過仿真的結(jié)果可知，在最大功率跟蹤控制上可以較好的找到最大功率點，該方法簡單容易實現(xiàn)（2）并網(wǎng)控制中方法具有簡單、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點，得到電流幅相與電網(wǎng)基本相同。（3）本文也只進行了初步的仿真分析，選擇的參數(shù)和條件都是比較理想的，還需要在實際中做進一步研究驗證。

參考文獻：

[1]馮垛生.太陽能發(fā)電原理與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2007.3-5

[2]周志敏，紀(jì)愛華.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[3]鄭詩程.光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文.2005，3.

[4]趙宏，潘俊民.基于Boost電路的光伏電池最大功率點跟蹤系統(tǒng).電力電子技術(shù)，2004，38（3）：55~57

[5]雷元超，陳春根．光伏電源最大功率點跟蹤控制方法研究．電工電能新技術(shù)，2004，23（3）：76~80

[6]吳理博，趙爭鳴，劉建政等．單級式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中的最大功率點跟蹤算法穩(wěn)定性研究．中國電機工程學(xué)報，2006，26（6）：73~77

[7]崔巖，蔡炳煌，李大勇等．太陽能光伏系統(tǒng)MPPT控制算法的對比研究．太陽能學(xué)報，2006，27（6），535~539

[8]張超，何湘寧．短路電流結(jié)合擾動觀察法在光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制中的應(yīng)用．中國電機工程學(xué)報，2006，26（20）：98~102

作者簡介：

1.曹振江，工作單位：山東科技大學(xué)，年齡：21，性別：男。民族：漢，學(xué)歷：本科，職稱：學(xué)生。職務(wù)：生活宿管委員。

2，王清玉，工作單位：山東科技大學(xué)DOI:10.19474/j.cnki.10-1156/f.006997