煤矿瓦斯发电技术的研究与应用
发表时间：2018-12-24T16:06:55.267Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：李定远1,2 陈堂贤1 吴卓璠2
[导读] 摘要：随着我国经济的发展，对能源的需求也不断的增大，电力行业在国家的重视下不断的发展壮大。
（1.三峡大学湖北宜昌市 430074；2.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉 430000）
摘要：随着我国经济的发展，对能源的需求也不断的增大，电力行业在国家的重视下不断的发展壮大。但是正因为电力能源对我国发展的重要性，在电力系统行业中电力企业之间的竞争也越来越明显，为了能够使得电力企业在电力行业中的竞争力加强，这就要求电力企业在发展优化现有发电技术的基础上，研究新的发电技术。本文将从煤矿瓦斯发电技术来进行分析和研究，论述煤矿瓦斯的应用和研究方向。
关键词：煤矿瓦斯发电技术；电力能源；新型发电技术
一、煤矿瓦斯的发电意义
1.1煤矿瓦斯对我们生活的影响
煤矿瓦斯又叫煤层气，这种气体对于我们人类来说危害十分巨大，我们可以把它的危害分为以下两个方面：
1.1.1瓦斯有爆炸燃烧的风险
煤层气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中的浓度达到5%－16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。国内煤矿矿难70％~80％都是由瓦斯爆炸引起的，给人民群众生命财产造成了重大损失。国务院办公厅出台了文件，提出瓦斯“必须坚持先抽后采、治理与利用并举的方针”，规定“煤层中吨煤瓦斯含量必须降低到规定标准以下，方可实施煤炭开采”。
1.1.2瓦斯对于环境的危害巨大
瓦斯属于不可排放气体，若直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍。我们在进行煤矿的开采中难免会造成瓦斯的排放，瓦斯排放到大气中将会增加空气的污染，这种污染给我们的生态环境带来威胁。
1.2瓦斯的资源储存量
我国陆上煤层气资源量36.8万亿立方米，与陆上常规天然气资源量（38万亿立方米）相当，仅次于俄罗斯和加拿大。但是我国对于瓦斯的利用还不够到位，大量的瓦斯因为没有合理利用和保护造成了瓦斯的泄露事故，排放到大气环境中，给我们的生活带来了危害，也不利于瓦斯资源的保护，造成能源的浪费。煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于30%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于30%的瓦斯，我国煤矿60%以上的瓦斯是低浓度瓦斯。
二、瓦斯在现代生活中的利用
根据调查显示，2015年，煤矿瓦斯抽采量136亿立方米、利用量48亿立方米，全国煤矿瓦斯利用率仅为35.3％。煤矿瓦斯按所含甲烷浓度分为四大类：一类是地面抽采的煤矿瓦斯，甲烷浓度大于80%，主要用于民用、汽车燃料、发电等；二类是煤炭开采过程抽排出，甲烷浓度在30%至80%之间的瓦斯，称为高浓度煤矿瓦斯，主要用于民用、化工、发电、燃烧等；三类是煤炭开采过程中抽排出来，甲烷浓度大于或等于3%且小于30%的，称为低浓度瓦斯，用于发电；四类是煤矿通风系统中排出的甲烷浓度低于1%的，称为“通风瓦斯”，直接放散。
我国瓦斯的利用率不高，这也给瓦斯的防治工作带来挑战。我国未来应该加强瓦斯的普及工作以及利用工作，鼓励通过民用、CNG、LNG、浓缩、发电、乏风瓦斯氧化等方式，实现煤矿瓦斯安全利用、梯级利用和规模化利用。
瓦斯发电是主要利用瓦斯作为燃料，通过蒸汽轮机、燃气轮机或者燃气内燃机做功发电。煤层气发电可以使用直接燃用煤层气的往复式发动机和燃气轮机，也可用煤层气作为锅炉燃料，利用蒸汽发电。将瓦斯内部的热能转化为电能，瓦斯的发电热效率比较好，并且发电以后没有任何废渣的残留，属于有效的清洁能源。对于甲烷浓度超过30%的高浓度的煤矿瓦斯，无论是民用或发电，都有很好的利用方式及利用率。而对于甲烷浓度小于30%的煤矿瓦斯，进行煤矿瓦斯发电是最好的利用方式。尤其是我国，60%以上的瓦斯是低浓度瓦斯，因此，需要我们做好低浓度瓦斯发电的技术研究和项目建设工作。
三、瓦斯发电项目的问题
瓦斯发电项目的主要难点是根据实际情况如何选择合适的发电技术方案，以保证瓦斯发电项目在社会效益和环境效益等基础上，取得最大化的经济效益。主要体现在以下几个方面：
3.1发电机组的选型及装机容量的确定
瓦斯的质量及含量决定着瓦斯发电项目技术方案的选择。在进行瓦斯发电电站建设之前应该先对煤矿中瓦斯的含量进行测评，以此来确定煤矿中瓦斯的浓度以及特性，再根据这些数据来作出最适合的方案，来为瓦斯的生产带来最为科学的依据。
目前，燃气内燃发电机组是最高效的瓦斯发电机组型式。对于浓度超过30%的煤矿瓦斯，进口高浓度瓦斯内燃发电机组是比较合适的选择。虽然进口发电机组一次性资金投入较高，但进口发电机组的发电效率、检修时间、年运行小时数等都优于国产机组。而对于浓度低于30%的低浓度煤矿瓦斯，因国外低浓度瓦斯发电机组较少，国产品牌更具优势。
与此同时，瓦斯发电项目的装机容量也是影响项目效益的一个关键因素。如果装机容量过大，会造成投资过大，设备闲置、利用率低，降低项目的经济效益；反之如果装机容量过小，会造成瓦斯资源浪费，如果没有对浪费的瓦斯进行处理，更会造成环境污染等问题。因此，装机容量需要对煤层中甲烷含量、瓦斯抽采工艺、煤矿开采进度等因素进行综合考量，选择合适的装机容量来确保项目的经济效益。
3.2瓦斯气源的处理
燃气内燃发电机组对瓦斯浓度、湿度、含尘粒度、温度、压力等都有一定要求，瓦斯品质的好坏，直接影响机组的发电效率，检修周期和使用寿命。
瓦斯成分对于瓦斯发电机组的影响十分巨大，所以发电机组的选择必须建立在对瓦斯成分准确掌握的基础上。尤其是从国外进口的发电机组对于瓦斯的性质要求十分严格，因此需要对瓦斯气源进行复杂的处理，以此满足进口发电机组对气源参数的要求。虽然国内生产的发电机组对于瓦斯的特性要求没有进口那么严格，但是如果不对瓦斯气源进行处理，难免会影响机械的使用年限，也不利于项目实现高效
压电陶瓷发电技术的研究 摘要：信息技术的飞速发展并没有带动电源技术的快速发展，电源的能量密度没有明显的提高［1］。虽然化学能电池因使用方便而被广泛使用，但环境污染、回收困难、浪费材料等问题也日益突出。压电陶瓷振动发电机是一种持久、清洁、免维护的新型发电装置，压电陶瓷发电技术的研究已得到广泛重视，在无线传感器网络自供电方面具有较广阔的应用前景。 Abstract: The rapid developme nt of in formatio n tech no logy has n ot led to the progress of power source, an dsupply en ergy den sity is no tsig nifica ntly improved. Although the chemical batteries are widely used, but the disadva ntage that they waste materials, pollute environment and recycle difficulty. Piezoelectric vibration generator is an inno vative type ofpersiste nt, clea n and maintenan ce-free power gen erati on d evice. The research of piezoelectric ceramic tech no logyfor power gen erati on has received wide atte ntio n, which has good prospect of applicati ons in wireless sensorn etworks.
太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究 发表时间：2016-03-29T17:40:08.700Z 来源：《基层建设》2015年23期供稿作者：雷云 [导读] 中信建筑设计研究总院有限公司此外本文所设计的太阳能光伏发电系统可以将电能直接输送到交流电网系统中，这样可降低蓄电池的费用。 雷云 中信建筑设计研究总院有限公司 摘要：本文针对太阳能光伏发电系统的常规要求，提出了一种实用的太阳能光伏发电系统的主电路、控制电路方案，并设计了相关的硬件电路原理图。 关键词：最大功率跟踪；电导增量法；Boost变换器；太阳能光伏发电系统 一引言 本文设计的太阳能光伏发电系统的基本输出参数为：单相AC220V、50Hz，输出功率为3kVA。 系统的结构框图如图1.1所示。光伏电池96V～128V直流经过DC－DC升压变换器，升压得到400V的直流电压，再经过DC－AC逆变器，可输出220V、50Hz的正弦电压。 根据系统的输入输出的特点，整个系统分为两级，前级的DC－DC升压变换器和后级的DC－AC逆变器，从而避免了工频变压器的使用，缩小了装置的体积。此外本文所设计的太阳能光伏发电系统可以将电能直接输送到交流电网系统中，这样可降低蓄电池的费用。DC－DC变换器的功能主要是将光伏阵列的输出直流升压成400V直流电，并实现最大功率跟踪。因此，DC－DC变换器的拓扑结构采用Boost电路，采用电导增量法，使光伏阵列工作在最大功率点。 DC－AC逆变器的功能主要是将直流电转换成220V、50Hz的正弦交流电压，并维持DClink的电压为400V。DC－AC逆变器的拓扑结构采用全桥式逆变器，控制方法选用平均电流控制。 图1.1 太阳能光伏发电系统结构框图 二太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究 1 电导增量法（导纳微分法） （1）电导增量法 电导增量法在光伏发电系统中广泛使用，它通过比较光伏电池阵列的检测变量的增量和瞬时电导值跟踪最大功率点。电导值的增量通过测量光伏电池阵列的输出电压、电流的变化量来确定。 dP/dV的值是与输出电压值一一对应的： ●当dP/dV=0（≈0），在最大功率点处或在非常接近最大功率点处（电压应该保持不变）。由于d I和d V不是精确计算的结果，因此在实际中可以认为dP/dV＝ e（e ≈ 0）时系统就工作在最大功率点。 ●当dP/dV>0，在最大功率点左边（应该增加电压）。 ●当dP/dV<0，在最大功率点右边（应该减小电压）。 通过测量和计算I/V和dI/dV的值就可以通过上边的关系判断出太阳能输出电压与实际最大功率点输出电压的关系。具体的实现方法如下： V（k）、I（k）为阵列当前电压、电流值；V（k－1）、I（k－1）为阵列上一周期电压、电流值；Vref为Boost电路开关占空比的参考电压值；△V为单个采样周期的电压增量。 因为dP/dV=d（IV）/dV=I+VdI/dV，所以通过判断I/V+dI/dV即G+dG的符号，就可以确定工作点在曲线的左、右哪侧的位置，从而对电压Vref进行相应的调节。 ● 若dV＝0（表示系统在上一周期已经工作在最大功率点）： 若dI＝0，电压Vref保持不变；若dI>0，增加Vref；若dI<0，减小Vref； ● 若dV≠0： 若dI/dV＝－I/V，阵列已工作在最大功率点，无须再调节电压Vref；若dI/dV>－I/V，增加Vref；若dI/dV<－I/V，减小Vref。（2）改进的电导增量法 针对电导增量法存在固定步长的缺点，采用变步长的寻优策略。 期望的目标是：
浅谈如何确定煤矿瓦斯发电项目装机容量 浅谈如何确定煤矿瓦斯发电项目装机容量 【摘要】本文笔者以某新建矿井为例，通过对资源储量、瓦斯抽采方法和抽放量预测数据进行分析，确定燃机装机容量，并结合矿井供热热负荷和供热参数，合理配置余热利用发电系统。 【关键词】煤矿瓦斯；投放量预计；发电项目装机容量 一、瓦斯抽放系统和抽放量预计 （一）矿井瓦斯涌出量 矿井瓦斯抽放初步设计中矿井瓦斯涌出量预测和矿井瓦斯抽采设计按瓦斯含量最大值33.66m3/t计算。按瓦斯含量最大值 33.66m3/t、瓦斯含量平均值22.97m3/t和平均含量经地面预采后降低20%的数值18.37m3/t。 （二）瓦斯抽采方法 1、千米定向钻机区域性瓦斯抽采 该矿井工作面瓦斯涌出量大，周边矿井同一煤层为煤与瓦斯突出煤层，为了确保安全生产并提高工作面瓦斯抽采效果，实现工作面的顺利接续生产，设计由首采面下方的底板瓦斯抽采岩巷向首采面和接续采煤工作面范围内施工区域性预抽钻场，利用千米定向钻机布置瓦斯抽采钻孔，进行区域性瓦斯抽采，预抽时间12个月以上，全面预抽后再进行首采面和首采面接续面的掘进和采煤工作，并优先掘进预抽后的接续面顺槽，便于在顺槽内施工下一组区域预抽钻孔。 2、掘进工作面瓦斯抽采 掘进工作面抽采瓦斯方法主要为利用巷道两帮的卸压条带，向巷前方施工抽采钻孔进行瓦斯抽采，在掘进巷道两侧打钻场，在钻场及贯眼和掘进巷道正前方内布置钻孔进行提前抽采。 3、半封闭采空区瓦斯抽采 半封闭采空区是指回采工作面后方的、工作面回采过程中始终存在、并且随着采面的推进范围逐渐增加的采空区。当采空区积存和涌出瓦斯较大时有可能使盘区总回风流瓦斯处于超限状态，特别是当顶
瓦斯的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体。 具体可分为液化石油气与天然气、煤气三大类液化石油气，由原油炼制或天然气处理过程中产生的混合气体，主要成分是丙烷与丁烷天然气，由古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物，主要成份为甲烷，并含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物及少量之不燃性气体 煤气（指生活中人们对其称呼），也俗称为“瓦斯”。指的是煤炭不完全燃烧所产生的气体，主要成分是一氧化碳 煤矿瓦斯发电，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。 低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。 低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。我国60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送，更谈不上利用了。 低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。 中国工程院周院士认为“低浓度瓦斯发电机组，适合我国煤矿点多量小的特点，堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙”。 2004年以来，胜利油田胜利动力机械集团开始对“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”进行开发研究并与第二年试验成功，使低浓度瓦斯发电技术得到了快速发展。目前装机总容量达到45万KW ，每年可发电21亿KW·H ，利用瓦斯7亿立方米。新版《煤矿安全规程》对浓度在30％以下的瓦斯用于内燃机发电作出了明确的规定，《规程》第148条第五项规定抽采的瓦斯浓度低于30%时，不得作为燃气直接燃烧；用于内燃机发电或作其他用途时，瓦斯的利用、输送必须按有关标准的规定，并制定安全技术措施。这给低浓度瓦斯发电提供了制度保障。
压电材料发电 压电材料的晶体结构使其具有正压电效应和逆压电效应,即将机械能转化成电能,和将电能转化为机械能。压电发电正是利用压电陶瓷的正压电效应。在压电发电领域中,电量储存的研究基本局限于以电容作为电量储存媒介的方法上,在国内,尚未发现以可充电电池为压电发电储能媒介的研究。 压电陶瓷发电装置的优点在于结构简单、无污染、能量密度大、易于加工等,尤其适用于各类传感器网络及监测系统。压电陶瓷换能器通过一定的工艺加工可以制成各种电子设备的供电能源,能够使电子设备适应环境进行自供电，提高设备的免维护性。由于这些特点，使得压电陶瓷发电技术的应用逐渐成为研究的热点[1]。 1.惯性自由振动式 曾平等人[2]在总结国外研究者的试验结果基础上，提出了利用小面积压电振子为电能源,给可充电电池充电的研究思想。在他的文章中所研究的压电发电装置中的压电振子由磷青铜基板和一个粘在其表面的矩形压电晶片构成,磷青铜板和压电晶片的厚度分别为0.3m m和0.3mm。 1.1压电发电装置的实验研究系统如下图所示。 压电陶瓷 图1压电发电实验装置 磷青铜板 将压电振子一端基板的露出部分作为固定支撑端,另一端自由,在自由端基板露出部分上端和激振器的激振头接触,形成悬臂梁激振系统。试验时,通过脉
冲信号发生器输出控制信号,激振器振子产生振动,并将振动传递给悬臂支撑的压电振子,使压电振子产生上下弯曲振动,则压电振子上的压电晶片在弯曲变形的作用下,将产生电量。通过示波器可观测到压电振子在上下弯曲振动时产生电信号的变化情况。 1.2充电电池储存电路设计 以充电电池为储存媒介的储存电路,其作用是将来自压电振子的电量,储存到一个镍氢钮扣电池中。为减少其他因素的干扰,电路的组成元件较少。图2为设计研制的以充电电池为储存媒介的储存电路。其基本结构为压电振子(电能发生源)、全桥校正器、储存电容元件、充电电池及连接线路等。 图2镍氢电池充电电路 试验研究时,压电振子在外加振动激励的作用下,产生交流变化的电荷信号,产生的电荷经全桥校正器,收集进入一个大容量的电容中,电容一般大于1 000μF,电池和电容并联,电容将收集来的电量储存入充电电池中。 2.冲击自由式振动[3] 冲击自由振动式，是利用自由振动金属球(或有一定势能的冲击头)撞击压电振子，使之产生弯曲振动，如图3所示。该发电方式能产生瞬间的大电流，产生的电量可以点亮数十个mW级的发光二极管。
第一章概述 1.1 项目概况 项目名称：**市**瓦斯综合利用有限公司 ——**煤矿煤层气发电站建设项目建设单位：**市**瓦斯综合利用有限公司 法人代表： 项目负责人： 项目地址：**市**县**煤矿 **市**煤矿煤层气发电站是由**市**瓦斯综合利用有限公司投资建设的，该发电站利用**煤矿采煤伴生气体煤层气作为燃料，利用煤矿矿井水作为燃气发电机组冷却水进行发电，所发电量除自用电外全部经变压器升压，通过并网专线并入**电网。项目总装机容量1.5MW，年发电量648万KWH，消耗煤层气398.9万m3，实施后对节约能源、保护大气环境、降低煤矿生产成本均有积极作用，同时对当地电力供应具有补充作用。 1.2 可研编制依据 1、**市**煤矿煤层气发电站建设项目可研报告编制委托书 2、《中华人民共和国经济和社会发展第十一个五年规划纲要》 3、《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划》 4、国家八部委《煤矿瓦斯治理与利用实施意见》 5、国家发改委《煤矿瓦斯治理与利用总体方案》
6、《**市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》 7、《火电工程可行性研究报告书内容深度要求（试行）》 8、《小型火力发电站设计规范》GB50049－94 9、国家、省、市有关政策、法规、规范、标准 10、建设单位提供的基础资料 1.3 研究原则 1、严格遵守国家有关政策和法规，坚持经济效益、社会效益和环境效益并举的方针，提高城市电网供电能力； 2、推广使用较为成熟的工艺和节能环保的设备，降低能耗指标； 3、在瓦斯抽放站附近就近建立坑口发电站，就近入网，减少建设投资； 4、合理确定建设用地面积和配套设施建设规模，同时为远期发展留有余地。 1.4 主要研究内容 本报告对项目建设的背景、必要性及可行性、建设条件、工艺及工程技术方案、节能节水措施、环境影响评价、劳动安全卫生、投资估算、经济效益、项目风险等进行了研究分析。 1.5 主要研究结论 项目建设符合我国煤层气综合利用的基本政策，项目年发电量648万KWH，对当地供电能力具有补充作用；该项目气源供应充足，工艺技术成熟，实施后具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，项目可行。
1、项目概况： 盘县石桥镇鹏程煤矿年产15万吨，有抽排系统，井下相对涌出瓦斯量61方/分，浓度50%以上。根据厂负荷800KW左右，可以上2台500GF1-2RW机组，后期如果负荷增加，或者上网手续办理好后可以再增加机组。 2.项目方案 根据瓦斯浓度本项目方案采用胜利油田胜利动力机械有限公司生产的“胜动”牌500GF1-2RW瓦斯发电机组，该发电机组适用于瓦斯浓度大于30％以上的瓦斯发电。 本方案从“胜动”瓦斯发电机组技术可行性、安全保障、经济可行性等方面，进行建站项目可行性分析论证。 3.瓦斯发电的可行性 内燃机对瓦斯的适应性 胜利油田胜利动力机械有限公司是全国唯一的系列化、专业化燃气机生产企业，燃气机的生产已经有20多年的历史。近几年在瓦斯、煤层气、天然气、石油炼化尾气、焦炉尾气的利用上取得了突破，产品已经在全国各地得到广泛应用。我公司生产的瓦斯发电机组已经在贵州水城、重庆松藻、山西晋城、山西阳泉、安徽淮南、淮北、辽宁阜新、辽宁抚顺等地煤矿成功应用。 瓦斯发电机组针对瓦斯特点设计，采用了数字点火技术、电控技术、增压中冷、稀燃技术等多项国家专利技术和实用新技术，很好地解决了燃烧控制、浓度变化等问题。 瓦斯发电机组应用的技术 煤矿瓦斯抽放过程中，瓦斯的压力和CH 浓度是在不断变化的，胜利油田胜利动力机 4 械有限公司生产的瓦斯发电机组适应瓦斯的变化，具有以下技术特点： 3.2.1空燃比自动调节技术 煤矿抽排瓦斯过程中浓度和压力不稳定,该瓦斯发电机组采用电控混合技术对发动机的空燃比进行实时控制。发动机自动实时监控燃烧状况，由中央控制单元发出指令，执行器调整燃气通道，从而改变燃气进气量，达到自动调节混合比的目的，使发动机空燃比始终保持在理想状态，整个调整过程自动实现。 瓦斯发电机组采用电子控制技术，通过闭环自动调节混合气空燃比，显着提高对燃气浓度变化的适应能力，瓦斯浓度在6%－100％之间变动时，机组都能适应。 3.2.2低压进气技术 针对一些瓦斯压力低的特点，该发电机组采用先混合后增压技术设计使机组对燃气的 O以上即可达到机组的使用条件，不需要压力要求较低，只需要燃气进气压力达到300mmH 2 增加加压装置，减少投资。未采用此技术的国内其他厂家的发电机组需要增加加压装置，这样不仅增加了投资，同时也增加了机组故障点、安全隐患，并消耗了电力。 3.2.3稀燃技术
煤矿低浓度瓦斯发电技术及经济性研究 摘要：中国煤矿每年排放到空气中的瓦斯占全世界总量的将近1/2[1]。瓦斯是重要的温室气体，也是一种燃料。如果能合理地将瓦斯变废为宝，不仅能够减少温 室效应将多余的电量上网，还能够在一定程度上缓解中国能源紧缺的现状。瓦斯 发出的电可以用于抽取瓦斯，而抽取的瓦斯又能够发电，这就形成了一种良性循环，使这项技术能够快速发展起来。 关键词：低浓度瓦斯；燃气发电；煤矿；安全 引言 煤矿瓦斯的处理方式一般分为3类：高浓度瓦斯采抽进入燃气管线；中浓度 瓦斯经过提纯压缩后应用；低浓度瓦斯一般存在于煤矿乏风中，瓦斯浓度一般在30%CH4以下，可用于燃烧供热和发电用途。就煤矿低浓度瓦斯发电供热技术及 其经济性进行研究，提出应用低浓度瓦斯进行热电联产的必要性，并对其经济性 进行测算。 1用于发电的矿井瓦斯浓度预处理 ①由于煤矿井下含水量多，空气湿度相对较大，所以抽采出的瓦斯气体里含有大量的水蒸气。这些水蒸气不但不能用于发电，还会对发电设备造成一定程度 的损坏。所以必须对抽出的瓦斯气体进行脱水处理。目前比较常用的脱水方法是 冷凝法，就是将抽出的气体温度降低、使水蒸气液化自动与其他气体脱离。 ②由矿井直接抽采出的瓦斯里一般都会含有一些不能燃烧的有害气体，这些气体是不能够用来燃烧发电的。所以需要采用一定的方法将它们分离出去。对于 粉尘，一般是采用过滤方法清除的，而其他的有害气体是利用它们的物理性质来 分离。 ③由于抽采的瓦斯浓度不一样，它们的压力也不一样，而在发电机组里需要瓦斯的压力是一定的，所以在送入之前必须要对瓦斯进行稳压处理以达到所需的 压强。在初始阶段即瓦斯在矿井下刚刚被抽出来的时候，由于矿井下环境条件比 较复杂，直接抽采出的瓦斯混合气体的压力和浓度变化幅度比较大，波动比较强烈，这时将抽采出的瓦斯气体经过均压装置，能够起到稳压的作用，以达到要求 的压强范围，使发电机能够持续高效安全地运行。 ④低浓瓦斯气从矿井抽采出来要经过管路输送到发电站的发电机组，而低浓瓦斯易爆炸，这就要求输送配套安全装置，确保低浓度瓦斯在输送中的安全，常 用的有细水雾低浓瓦斯输送系统、两相流瓦斯输送系统。 2各种发电技术及其特点 2.1内燃机发电技术特点 内燃机能够保持理想燃烧状态的关键技术是能否自动调节燃气和空气进气量 的百分比，一般这个混合气体的浓度保持在6%左右是最为理想的状态。由于矿 井抽采的瓦斯不像汽油等化石燃料一样能够保持稳定的浓度，各种情况的存在使 矿井抽采到的瓦斯在浓度及压力等方面变化比较频繁。这就要求内燃机的控制系 统能够根据瓦斯的实时浓度和空气进行配比，使混合后的气体浓度基本保持在6%左右，该控制技术最适合浓度比较低但是流量很大的瓦斯气体发电。如果混合气 体的浓度不够稳定，内燃机就会在缸内发生爆燃，这种情况最直接的后果就是增 大内燃机发生回火的概率，尤其是当内燃机气缸内的温度超出一定限度后，这个
公共必修课 思想道德修养及法律基础、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学英语、大学体育、计算机文化基础、大学语文、军事理论、大学生就业与创业指导、沐浴经典、红色江西、形势政策 专业基础课 高等数学、大学物理、光伏技术概论、电工电子学、半导体物理器件、太阳电池材料、光伏设备概论 专业课 专业技能课 工程计价与计量、工程制图、AutoCAD 专业必修课 太阳电池原理与工艺、太阳能发电技术、光伏建筑电气控制技术、光伏系统设计与施工、供配电系统、光伏建筑工程 专业任选课 高级语言程序设计、工业计算机控制技术、新能源发电技术、专业英语 集中实践教学 太阳能发电技术课程设计、光伏系统设计与施工课程设计、光伏建筑工程课程设计、军事训练、入学教育、岗位实训、毕业设计(论文) 主干课程 （1）《太阳电池原理与工艺》 课程简介：本课程主要讲授光生伏打效应机理、p-n结、太阳电池的工作原理、制造工艺、测试和应用等方面的技术，使学生对太阳电池器件的原理及工艺有较为系统的掌握。 （2）《太阳能发电技术》 课程简介：本课程主要讲授太阳能光伏发电工作原理、内容包括太阳能电池组件的特性、结构及种类，功率调节器的工作原理、功能、电路构成及种类、选择方法、相关设备及部件，太阳能光伏发电系统设计与施工、维护检查与测量，熟悉太阳能光伏发电系统的法律法规及并网系统技术要求准则。 （3）《光伏系统设计与施工》 课程简介：主要介绍光伏系统的构成及设计原理和规则,阐述光伏系统的施工技术和方法。使学生初步掌握光伏系统的设计方法，了解光伏系统的施工步骤，为学生将来独立参与光伏系统的设计和施工打下基础。 （4）《光伏建筑电气控制技术》 课程简介：本课程主要结合光伏发电讲授建筑配电系统常用的电器元件、继电器、接触器控制的基本控制电路、建筑电气控制技术的设计、建筑中常用的电气设备的控制原理、可编程控制器的基本工作原理及其在光伏建筑中的应用等方面知识。 （5）《太阳电池材料》 课程简介：介绍太阳能及光电转换的基本原理、太阳电池的基本结构和工艺，着重从材料制备和性能的角度出发，阐述常用的太阳能光电材料的基本制备原理、制备技术以及材料结构组成对太阳电池的影响。 （6）《工程计价与计量》 课程简介：本课程主要介绍太阳发电建设项目在决策、设计、招投标、实施、竣工验收等阶段的计价方法，使学生初步掌握工程计价与计量专业技能，扩展学生的工程经济知识与相关能力。
《新能源发电与控制技术》 蓄能元件及辅助发电设备 3大部分组成。 多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池 、碲化镉太阳电池 与 铜铟硒太阳电池5种类型。 18. 天然气是指地层内自然存在的以 碳氢化合物为主体的可燃性气体。 19.燃气轮机装置主要由 燃烧室、压气机 和 轮机装置3部分组成。 二、简答题 1. 简述能源的分类？ 答：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地 热能、核聚变能。还可以分为：一次能源、二次能源、终端能源，可再生能源、非可再生能源，新能源、 常规能源，商品能源、非商品能源。 2. 什么是一次能源？ 所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源 ，它包括：原煤、原油、天然 气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等 3. 什么是二次能源？ 由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品 ，称为二次能源，例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴 油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等 4. 简述新能源及主要特征。 答：新能源是指技术上可行，经济上合理，环境和社会可以接受，能确保供应和替代常规化石能源 的可持续发展能源体系。新能源的关键是准对传统能源利用方式的先进性和替代性。广义化的新能源体系 主要包涵两个方面：①、新能源体系包括可再生能源和地热能，氢能，核能；②、新能源利用技术，包括高 效利用能源，资源综一、填空题 1. 一次能源是指直接取自 自然界没有经过加工转换 的各种能量和资源。 2. 二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到 的能源产品。 3. 终端能源是指供给社会生产、非生产和生活中直接用于消费的各种能源。 4. 典型的光伏发电系统由 光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和 负载等组成。 5. 光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为 独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。 6. 风力发电系统是将 风能转换为电能，由机械、电气和控制3大系统组合构成。 7. 并网运行风力发电系统有 恒速恒频方式和变速恒频方式两种运行方式。 8. 风力机又称为风轮，主要有 水平轴风力机和垂直轴风力机。 9. 风力同步发电机组并网方法有 自动准同期并网和自同步并网 10. 风力异步发电机组并网方法有 直接并网、降压并网 和晶闸管软并网 11. 太阳的主要组成气体为 氢 和氦。 12. 太阳的结构从中心到边缘可分为 核反应区、辐射区 、对流区和太阳大气。 13. 太阳能的转换与应用包括了太能能的 采集、转换、 储存、运输与应用。 14. 光伏发电是根据 光生伏特效应 原理，利用 太阳电池 将太阳光能直接转化为电能。 15. 光伏发电系统主要由 太阳电池组件 ，中央控制器、充放电控制器、逆变器 和蓄电池、 17.生物质能是绿色植物通过叶绿素将 太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。 16.太阳电池主要有单晶硅太阳电池
煤矿瓦斯发电上网技术规范（试行) 1 范围 适用于贵州省遵义地区煤矿坑口煤层气，抽采瓦斯浓度达到6%以上的煤矿企业建设500kW ——8000kW煤矿瓦斯发电系统，发电上网（10kV配电网）。凡本规范中未规定的事项，均应符合GB755—81《电机基本技术要求》的规定。 2 规范性引用文件 《国家发展改革委印发关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作实施意见的通知》发改能源〔2007〕721号 《发电厂并网运行管理规定》电监市场[2006]43号 GB755—81《电机基本技术要求》 DL/T 1033.10-2006电力行业词汇 第10部分:电力设备 DL/T 1033.2-2006电力行业词汇 第2部分:电力系统 DL/T 1033.6-2006电力行业词汇 第6部分:新能源发电 DL/T 1033.9-2006电力行业词汇 第9部分:电网调度 GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL/T 5136-2001《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》 3 总则 3.1 为保障电力系统安全、优质、经济运行，促进厂网协调，维护电力企业合法权益，制定本技术规范。 3.2 煤矿企业申请瓦斯发电上网项目必须报经政府相关部门审批，并经电网运行管理部门同意后方可实施。 3.3 煤矿瓦斯发电上网系统建设，必须委托具有设计资质的设计单位出具煤矿瓦斯发电上网系统工程设计方案，报电网运行管理部门审批合格后，方可实施。 3.4 发电厂并网运行遵循电力系统客观规律和建立社会主义市场经济体制的要求，实行统一调度，贯彻安全第一方针，坚持公开、公平、公正的原则。 3.5煤矿瓦斯发电上网系统工程竣工，必须经电网运行管理部门组织验收合格后方可投运。 3.6煤矿瓦斯发电上网在电力调度机构的指挥下，落实调频调压的有关措施，保证电能质量满足国家标准。 3.7煤矿瓦斯发电系统及用户端设备与主网（配电网）连接，只允许有一个接入点。10kV 高压计量点采用双向计量装置，发电系统接入示意图，如附图A。 4 瓦斯发电场总体布局 瓦斯发电场总体布局包含：瓦斯发电机组工作区（室内或室外）、升压变压器工作区、配电室（主屏控制室）。 5 瓦斯发电机组 5.1发电机组 5.1.1发电机组选型必须满足国家标准，发电机额定容量：500kW—8000kW；额定功率因数：0.8；额定频率50HZ；额定电压400V，每台发电机，均应有制造的定额铭牌。 5.1.2为了检查制造、安装和检修后的质量，以及掌握发电机的参数和特性，应按照部颁有关规程的规定进行必要的试验，以决定发电机是否可以投入运行。 5.2测量、信号、保护和联锁装置 5.2.1发电机应按照部颁各有关规程的规定装设必要的继电保护、过电压保护、各种联锁装置和监视测量仪表，并在仪表上标出运行定额的红线。
光伏发电技术及应用专业介绍 一、培养目标： 面向光伏发电、供电企业，培养德、育、智、体等全面发展，具有良好的职业素质，掌握光伏发电系统所涉及的相关基本理论知识及其实际操作能力，能够从事光伏离网、并网发电系统的分析、设计、安装、调试与技术管理、电能质量管理等岗位工作的高等应用型技术人才。 二、主要课程 光伏发电系统的设计及其应用、光伏太阳能电池、PLC技术、单片机原理与应用、电力电子技术、数电、工厂供电、传感器技术应用、PLC技术实训、光伏智能控制器的设计与实践。 三、职业证书 《中级维修电工》证书、《全国CAD等级》认证、《高级电工证》、等证书。 四、就业方向 在光伏发电系统设备制造与应用企业，从事光伏材料加工、光伏产品生产、检测与质量控制，光伏发电系统的安装调试、光伏发电系统的运行维护、光伏产品的销售及售后服务、小型光伏系统集成、生产技术管理、主要是太阳能方向工作。 五、专业人才需求 伴随着太阳能投资热潮在中国的兴起，中国的太阳能产业已经成为全球瞩目的焦点。著名投资银行拉扎德资本预计，2011年前中国太阳能产业规模能达到1-1.5GW。2012年前该行业规模将达到2GW，2020年前则会达到20GW。另外，预计我国太阳能光伏有望吸引逾100亿美元的私人投资，并有助中国未来三年成为全球主要的太阳能设备市场。 作为国家的战略新兴产业已经上升到国家战略高度，新能源属于战略新兴产业的一部分，而光伏是新能源里面的重头戏。如在天津的滨海新区，刚刚确定的一项大手笔投资就是未来三年将投入18亿元助推新能源产业。温州经济技术开发区13家光伏在德国慕尼黑国际太阳能光伏史上满载而归，揽下了共计650兆瓦的意向订单，总价值约为56余亿元。杭州横滨轮胎有限公司已启动了阳光屋顶光伏发电项目，该项目总投资300万元，预计全年可减排二氧化碳约13万
目录 第一章概述 (1) 1.1项目概况 (1) 1.2编制依据 (3) 1.3项目建设的必要性 (4) 1.4研究范围 (9) 1.5主要技术设计原则 (10) 1.6工作简要过程 (10) 第二章燃料供应及供应方式 (12) 2.1燃料供应 (12) 2.2瓦斯供应方式 (16) 第三章机组选型和规模确定 (18) 3.1低浓度瓦斯利用工艺技术方案选择 (18) 3.2燃机设备选型 (20) 3.3低浓度瓦斯发电机组的系统组成 (23) 3.4建设规模的确定 (24) 3.5发电系统流程 (24) 3.6主要技术经济指标 (25) 第四章电力系统 (27) 4.1电网现状 (27)
4.2电力接入系统 (27) 4.3电气主接线 (28) 第五章站址条件 (29) 5.1选址概述 (29) 5.2站址自然条件 (30) 5.3站址选择意见 (32) 第六章工程设想 (33) 6.1总图 (33) 6.2热机系统 (35) 6.3瓦斯输送系统 (38) 6.4水工部分 (43) 6.5电气部分 (47) 6.6热控 (53) 6.7建筑结构 (56) 6.8采暖、通风与空气调节部分 (58) 第七章环境卫生 (59) 7.1环境现状 (59) 7.2采用的环境保护标准 (60) 7.3瓦斯发电环境影响分析 (62) 7.4瓦斯利用污染防治基本原则 (65) 7.5污染防治措施 (66)
7.6环保管理、监测及投资 (68) 7.7项目的环境效益 (69) 7.8结论和建议 (69) 第八章消防专篇 (70) 8.1概述 (70) 8.2火灾爆炸危险性分析 (71) 8.3总平面布置与交通安全要求 (72) 8.4建筑物及构筑物要求 (73) 8.5消防给水和站区消防措施 (73) 第九章劳动安全与工业卫生 (78) 9.1职业危害 (78) 9.2安全卫生规程及标准 (78) 9.3主要危害因素分析 (79) 9.4主要防范措施 (79) 9.5劳动安全卫生机构设置与人员配备 (85) 9.6预期效果及建议 (85) 第十章节约能源及原材料 (87) 10.1用能标准及节能规范 (87) 10.2节约能源的措施 (88) 10.3节能减排效果分析 (90) 第十一章劳动组织与定员 (94)
巩义三中专“光伏发电技术及应用”专业 一、培养规格与培养目标 培养规格：中职，初中起点三年制两年的在校学习，半年实习，半年顶岗实习，三年后完成学业发中专毕业证；高中起点一年制，主要学习专业理论和专业技能课，一年后完成规定的学业，发放专业合格证，安排就业。 培养目标：本专业面向光伏发电系统，培养德、智、体、美全面发展，适应光伏发电产业发展需要，具有光伏发电基础理论知识，系统掌握光伏发电及应用技术，具有现代企业管理意识，能在光伏发电及应用领域，包括电能检测、设备控制、发电技术管理等方面能够胜任岗位需要的中、初级技术应用性人才。 二、课程模块设置 本专业中专起点共设置4个模块，分别是：公共基础课、专业基础课、专业课、实践课。 高中起点设置3个模块，分别是：专业基础课、专业课、实践课。 三、课程设置 中专起点： 1．公共基础课。 （1）德育课：职业生涯规划、职业指导与法律、经济政治与社会、哲学与人生。 （2）文化基础课：语文、数学、英语、物理、化学、计算机应用基础、体育与健康教育。 （3）选修课：普通话口语训练、礼仪与交际、书法。
2．专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图、机械基础。 3．专业课。 （1）必修课：太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 （2）选修课：太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 4．本专业统设必修综合实践包括电工与电子学实验、金工实习、综合实训（光伏）。 高中起点： 1．专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图。 2．专业课。 （1）必修课：太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 （2）选修课：太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 就业面向：具有在太阳能光伏系统及相关领域从事系统安装与维护、调试、生产运行、技术管理、产品检测与质量控制等方面的工作能力。毕业生主要面向光伏企业。也可以从事光伏专业职业教育的实践教学工作。 2010年12月6日
杂质能级的位置位于禁带中心附近，电离能较大，在室温下，处于这些杂质能级上的杂质一般不电离，对半导体材料的载流子没有贡献，但是它们可以作为电子或空穴的复合中心，影响非平衡少数载流子的寿命，这类杂质称为深能级杂质 常用的形成p n 结的工艺主要有合金法、扩散法、离子注入法和薄膜生长法，其中扩散法是目前硅太阳电池的p 一n 结形成的主要方法。合金法是指在一种半导体单晶上放置金属或半导体元素，通过升温等工艺形成p-n 结。 扩散法是指在n 型（或p 型）半导体材料中，利用扩散工艺掺人相反类型的杂质，在一部分区域形成与体材料相反类型的p 型（或n 型）半导体，从而构成p-n 结。 离子注人法是指将n 型（或p 型）掺杂剂的离子束在静电场中加速，使之具有高动能，注人p 型半导体（或n 型半导体）的表面区域，在表面形成与体内相反的n 型（或p 型）半导体，最终形成p-n 结薄膜生长法是在n 型（或p 型）半导体表面，通过气相、液相等外延技术，生长一层具有相反导电类型的p 型（或n 型）半导体薄膜，在两者的界面处形成p-n 结。 p-n 结具有许多重要的基本特性，包括电流电压特性、电容效应、隧道效应、雪崩效应、开关特性、光生伏特效应等 没有整流效应的金属和半导体的接触，这种接触称为欧姆接触。欧姆接触不会形成附加的阻抗，不会影响半导体中的平衡载流子浓度。从理论上讲，要形成这样的欧姆接触，金属的功函数必须小于型半导体的功函数，或大于p 型半导体的功函数，这样，在金属一半导体界面附近的半导体一侧形成反阻挡层（电子或空穴的高电导区），可以阻止整流作用的产生。 常用的欧姆接触制备技术有：低势垒接触、高复合接触和高掺杂接触。 所谓的低势垒接触，就是选择适当的金属，使其功函数和相应半导体的功函数之差很小，导致金属一半导体的势垒极低，在室温下就有大量的载流子从半导体向金属或从金属向半导体流动，从而没有整流效应产生。对于p 型硅半导体而，金、铂都是较好的可以形成低势垒欧姆接触的金属。 高复合接触是指通过打磨或铜、金、镍合金扩散等手段，在半导体表面引人大量的复合中心，复合掉可能的非平衡载流子，导致没有整流效应产生。高掺杂接触，是在半导体表面掺人高浓度的施主或受主电学杂质，导致金属一半导体接触的势垒区很薄。在室温下电子通过隧穿效应产生隧道电流，从而不能阻挡电子的流动，接触电阻很小，最终形成欧姆接触。 光生伏特效应，当p 型半导体和n 型半导体结合在一起，形成p 一n 结时，由于多数载流子的扩散，形成了空间电荷区，并形成一个不断增强的从n 型半导体指向p 型半导体的内建电场，导致多数载流子反向漂移。达到平衡后，扩散产生的电流和漂移产生的电流相等。如果光照在p-n 结上，而且光能大于p-n 结的禁带宽度，则在p-n 结附近将产生电子一空穴对。由于内建电场的存在，产生的非平衡电子载流子将向空间电荷区两端漂移，产生光生电势（电压），破坏了原来的平衡。如果将p 一n 结和外电路相连，则电路中出现电流，称为光生伏特现象或光生伏特效应 太阳电池主要工艺步骤：绒面制备、p 一n 结制备、铝背场制备、正面和背面金属接触以及减反射层沉积。 绒面制备是利用晶体硅化学腐蚀的各向异性，在NaOH 等化学溶液中处理，形成金字塔形的结构，增加了对人射光线的吸收； p n 结制备是在掺硼的p 型硅上，通过液相、固相和气相等技术，扩散形成n 型半导体；然后沉积铝作为铝背场，再通过丝网印刷、烧结形成金属电极。绒面结构对于单晶硅而言，如果选择择优化学腐蚀剂，就可以在硅片表面形成金字塔结构，称为绒面结构，又称表面织构化，除化学腐蚀以外，还可以利用机械刻槽、激光刻槽和等离子蚀刻等技术，在硅片表面制造不同形状的绒面结构，其目的就是降低太阳光在硅片表面的反射率，增加太阳光的吸收和利用 P- n 结制备晶体硅太阳电池一般利用掺硼的p 型硅作为基底材料，在900 ℃ 左右，通过扩散五价的磷原子形成n 型半导体，组成p-n 结。 磷扩散的工艺有多种，主要包括气态磷扩散、固态磷扩散和液态磷扩散等形式。 铝背场为了改善硅太阳电池的效率，p 一n 结制备完后，在硅片的背光面，沉积一层铝膜，制备P+ 层，称为铝背场，其作用减少少数载流子在背面复合的概率，作为背面的金属电极。 制备铝背场最简便的方法是利用溅射等技术在硅片背面沉积一层铝膜，然后在800 一1000℃ 热处理，使铝膜和硅合金化并内扩散，形成一层高铝浓度掺杂的p+ 层．构成铝背场。 丝网印刷电极制备．就是利用丝网印刷的方法，把金属导体浆料按照所设计的图形，印刷在已扩散好杂质的硅片正面、背面。然后，在适当的气氛下，通过高温烧结，使浆料中的有机溶剂挥发，金属颗粒与硅片表面形成牢固的硅合金，与硅片形成良好的欧姆接褳，从而形成太阳电池的上、下电极。减反射膜的基本原理是利用光在减反射膜上、下表面反射所产生的光程差，使得两束反射光干涉相消，从而减弱反射，增加透射。 减反射层的薄膜材料通常要求有很好的透光性，对光线的吸收越少越好；同时具有良好的耐化学腐浊性良好的硅片粘接性如果可能最好还具有导电性能。化学气相沉积(CVD) 、等离子化学气相沉积(PECVD) 、喷涂热解、溅射、蒸发等技术，都可以用来沉积不同的减反射膜。减反射膜的最佳厚度为70nm 工业上和实验室一般使用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD) 来生成氮化硅薄膜。这是因为，相对于其他制备技术，PECVD 制备薄膜的沉积温度低，对多晶硅中少数载流子的寿命影响较小，而且生产能耗较低；而且沉积速度较快，生产效率高；氮化硅薄膜的质量好，薄膜均匀且缺陷密度较低 非晶硅薄膜太阳电池与晶体硅太阳电池相比，具有重量轻、工艺简单、成本低和耗能少等优点，主要应用于电子计算器、手表、路灯等消费产品。 由于非晶硅材料具有独特的性质，所以其太阳电池结构不同于晶体单的p 一n 结结构，而是pin 结构。这是因为非晶硅材料属于短程有序、长程无序的晶体结构，对载流子有很强的散射作用，导致载流子的扩散长度很短，使得光生载流子在太阳电池中只有漂移运动而无扩散运动。 晶体硅薄膜太阳电池一般被设计成pin 结构，其中p 为人射光层，i为本征吸收层，n 为基底层。由结和i 一n 结形成的内建电场几乎跨越整个本征层。当人射光穿过p 型人射光层在本征吸收层中产生电子一空穴对很快被内建电场分开，空穴漂移到p 层，电子漂移到n 层，形成光生电流和光生电压 非晶硅的pi n 结构通常是利用气相沉积法制备的，根据不同的技术又可以分为辉光放电法、溅射法、真空蒸发法、热丝法、光化学气相沉积法和等离子气相沉积法。其中，等离子气相沉积法在工业界和研究界被广泛应用 多晶硅薄膜太阳电池制备在具有一定机械强度的低成本的衬底材料上，衬底为玻璃、晶体硅、低纯度的多品硅、s ℃等。在此基础上，利用等离子化学
编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题目光伏发电系统控制系统设计 学生姓名*** 学号**** 系部电气工程系 专业机电一体化 班级***** 指导教师【***】【讲师】 顾问教师 二〇一二年十月 摘要 进入二十一世纪，人类面临着实现经济和社会可持续大战的重大挑战，而能源问题日益严重，一方面是常规能源的缺乏，另一方面石油等能源的开发带来一系列的问题，如环境污染，温室效应等。人类需要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进进步，大规模开发利用可再生能源和新能源。太阳能是一种有前途的新型能源，具有永久性、清洁型和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长，
只要有太阳在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染问题；光伏发电系统可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，而且还缓解了目前能源危机与环境危机，只是其它电源无法比拟。 关键词：太阳能供电系统蓄电池逆变
目录 编号 ..................................................................................................................... 错误!未指定书签。摘要 ................................................................................................................. 错误!未指定书签。目录 ............................................................................................................. 错误!未指定书签。第一章绪论 ................................................................................................... 错误!未指定书签。光伏发电控制系统简介 ........................... 错误!未指定书签。问题的提出 ..................................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要目的和意义 ..................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要内容 ........................... 错误!未指定书签。第二章可编程控制器（）基础知识 ............................................................. 错误!未指定书签。可编程控制器（） ............................... 错误!未指定书签。 的定义......................................... 错误!未指定书签。 的特点......................................... 错误!未指定书签。 的简介及模块................................... 错误!未指定书签。第三章系统硬件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。 光伏供电装置................................... 错误!未指定书签。光伏供电系统 ................................... 错误!未指定书签。 基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。 基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。第四章系统软件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。 主程序设计..................................... 错误!未指定书签。 子程序设计..................................... 错误!未指定书签。 监控界面的设计................................. 错误!未指定书签。第五章系统调试 ............................................................................................... 错误!未指定书签。 调试主要内容................................... 错误!未指定书签。调试结果 ....................................... 错误!未指定书签。第六章总结与展望 ........................................................................................... 错误!未指定书签。 总结........................................... 错误!未指定书签。 展望........................................... 错误!未指定书签。