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1 光伏发电系统的简介 1.1 光伏发电系统的背景 当今世界的能源支配中，以化石燃料为主。2011年我国的能源消费结构中化石能源占92%，非化石能源仅占8%.在国外国内双重压力下，能源调整不得不为之，“十二五”期间，国家出台了一系列的可再生能源产业政策。 太阳能是最丰富的可再生能源，光伏发电技术为太阳能的利用开辟了广阔的空间。同时，太阳能光伏发电具有安全可靠、无污染、就地发电等优点，使得该技术快速的发展。 1.2 光伏发电系统的简介 光伏发电系统是将太阳能直接转换成电能的发电系统，利用的是光生伏打效应。光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统。 独立的太阳能光伏发电系统示意图如下： 图1 独立的太阳能光伏发电系统示意图 并网的太阳能光伏发电系统示意图如下： 图2 并网的太阳能光伏发电系统示意图 太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）和太阳跟踪控制系统组成。 太阳能光伏发电系统的现状 随着低碳生活的到来，各国对太阳能光伏发电的认可和重视度越来越高。1997年，美国宣布发起“百万太阳能屋顶计划”和最近的“太阳能先导计划”；1998年，德国宣布于1999年实施“十万太阳能屋顶计划”；日本和欧洲光伏应用市场也迅速增加。而中国2009年提出了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、2010年国务院颁布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》以及“十二五”计划等政策支持光伏发电产业的发展。截至2011年底中国太阳能光伏发电累计装机量达300万千瓦。 随着科研资金的大力投入和产业的快速发展，太阳能光伏发电技术得到较大的发展。其中太阳能电池组件已有晶硅电池（单晶硅和多晶硅）、非晶硅薄膜电池，转化率越来越高，单价越来越便宜。近年来发展的太阳跟踪控制系统大大的提高太阳能电池组件的发电效率。 1.4 太阳能光伏发电系统的前景 太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。 根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计，到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。 2 太阳能跟踪控制技术的简介 2.1 光伏发电的光电转化率与太阳光线角的关系 根据研究，太阳能板的发电效率与太阳光的入射角有关，当太阳光与太阳能板平面垂直时发电效率最高。采用单轴自动跟踪控制系统比固定式可提高25%，双轴跟踪控制系统比固定式可提高40% 下图是晴天时，同一地点两块参数相同的太阳能板，在两种安装方式下的光伏发电功率对比曲线图： 图3 两种安装方式下光伏发电功率的对比曲线图 从图中可以明确的看到两种安装方式下光伏发电功率的曲线，从早上6:30到10:30和12:30到16:30这两个时间段，自动跟踪系统装置的发电功率明显比方向固定式装置的发电功率强很多。 根据另一光伏发电产业研究人员的研究报告得到同样的结果：跟踪系统装置比固定式装置的发电功率强很多。 研究人员对固定式和自动跟踪式太阳能板工作时的输出电压和电流进行了记录，记录数据如下： 表一：太阳能板固定（板面朝南与水平线成30度角） 续表一： 表二：太阳能板自动实时跟踪太阳光线 续表二： 同一时刻，自动跟踪装置光电转换率相对固定式装置光电转化率的提高系数公式如下： 跟据公式计算得到不同时刻的提高系数如下表： 表三：不同时刻自动跟踪装置的光电转化率提高系数 序号 时间 光电转化率提高系数 1 12:30 28.18 2 13:00 10.03 3 13:30 9.42 4 14:00 8.76 5 14:30 19.77 6 14:45 8.61 7 15:00 11.05 8 15:15 11.54 9 15:30 10.14 10 16:00 11.39 那么，自动跟踪系统光电转化率的提高系数： 从该研究员的数据中得到的结论：装置从12:30到16:40这个时段进行跟踪太阳光线，提高系数达到12.89. 综合上述，可以得到这样的一个结论，随着跟踪系统技术