第一章 能源课题的背景

1.1 面向全球的能源问题

人类的文明发展离不开能源，能源是发展的基础，人类现在处于能源匮乏和使用其所带来的生态恶化的环境中，对新能源的开发尤为重要。在当代的世界中，引用新能源而不污染环境是全人类共同所关心的问题，当然这也是我国现在发展所关心的重要问题，我国石油等化石能源匮乏，对国外进口依赖逐年增大，对新能源的开发急切需要。

在人类发展的过程中，人类所利用的主要还是化石能源，如煤炭、石油、天然气等，化石能源不可再生，而且目前其储量也是日益减少。能源的消耗随着人口的增加、世界经济的发展是与日俱增，这种传统的化石能源日益枯竭，能源危机正一步一步的逼近我们。

在二十世纪初进行的世界能源数据调查显示[1]，全世界的石油储量可开采39.9年，天然气是61年，煤炭比较长点是227年。目前世界传统的化石能源非常拮据，而且我国更是不容乐观。在2000年的统计中，我国可开发的能源总储存量占世界的10.1%，在这之中煤炭约占58.8%，石油约占3.4%天然气约占1.3%，水资源约占36.5%。这些能源只够我国经济发展开采利用129.7年。我国人口众多，对能源的需求更加严重，并且我国的化石能源可开采量都低于世界平均水平，能源问题面临着日益严重的挑战[3]。

 传统化石能源日益减少，而且其分布不均匀，传统化石能源容易带来环境和生态的破坏，这些都是我国能源紧缺的原因，不符合我国的经济可持续发展，开发新能源已经成为我国的趋势。

新能源跟传统的化石能源比较有很明显的可再生性，比如说：太阳能、水能、风能、潮汐能、和生物质能等等。在这其中太阳能更加具有广泛性和情节性，是新能源发展的焦点。太阳能有取之不尽、用之不竭、廉价、无环境污染等优点，人类可以更加自由的利用。太阳到达地面的辐射能量高达80万千瓦/秒，如果把照射到地球表面的0.1%的太阳能能够转化为电能，即使很低的转化率5%，那么每年的发电量也能达到5.6×10 千瓦/时，是目前世界能耗的40倍。其主要的特点有[4]：

1、可再生能源。太阳能取之不尽，用之不竭。据估算，一年之中投射到地球的太阳能，其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量，大约为目前全球一年内利用各种能源所产生能量的两万倍。 

    2、清洁无污染。太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染。 

    3、资源分布广泛。太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性地开采。我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源。 

    4、间歇性。光伏发电是间歇性的，有阳光时才发电，且发电量与阳光的强弱成正比关系。 

    5、投入成本少。光伏发电是静态运行，没有运动部件，寿命长，无需或极少需要维护。 

    6、光伏系统模块化。可以安装在靠近电力消耗的地方，在远离电网的地区，可以降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性[5]。

从上述所讲，长远的看，太阳能的潜能大，利用前景好。在近几十年里太阳能的利用技术在研究开发和市场开拓方面有了长足的发展，作为新兴产业之一快速稳定的发展。在这其中，太阳能光伏发电成为世界上节能、倡导绿色电力的高新技术产业。发展光伏产业是解决能源危机与生态环境保护的最佳途径之一。

随着不断发展，光伏产业所需要的组件成本不断的下降，光伏技术应用已经正在逐渐的渗透人们的日常生活和生产的各个方面。在光伏产业技术中港服控制系统是不能缺少的，采用高效、可靠、安全的光伏控制系统，是在光伏系统中的关键，控制系统是整个光伏系统持续、平稳、可靠的运行[1]。 Matlab多种算法的光伏MPPT方法设计仿真(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_80503.html