独立光伏发电系统设计

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1、独立光伏发电系统设计目录1引言12独立光伏发电系统工作原理13独立光伏发电系统的设计23.1系统容量的设计23.2太阳能电池组件及方阵的设计33.2.1光伏组件方阵设计需要考虑的问题33.2.2太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角43.2.3一般设计方法43.3直流接线箱的选型53.4光伏控制器的选型73.6光伏逆变器的选型8结论9独立光伏发电系统设计摘要太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，发展太阳能光伏发电系统也具有很高的可行性，首先能缓解我国目前的能源问题以及日益严重的环境问题，还能解决边远地区居民用电难，成本高的问题。本论文将从小型独立系统

2、的发电原理，系统设计原理，及其本身具有的优势结合其受众群体的所需考虑的各方面因素来设计适合家庭使用的小型系统。通过理论与实际市场调查相结合的方法设计适合全国各地人民使用的优惠且实用的系统。关键词：小型；独立光伏发电；系统；优惠实用1引言当下，许多国家已把发展可再生能源作为未来实现可持续发展的重要方式，而中国也将以太阳能为代表的可再生能源作为未来低碳经济的重要组成部分。近年来，国家财政对太阳能产业的补贴力度逐年增强。独立光伏发电系统是指未与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统，其输出功率提供给本地负载(交流负载或直流负载)的发电系统。其主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场

3、所，如为公共电网难以覆盖的边远偏僻农村、海岛和牧区提供照明、看电视、听广播等基本生活用电，也可为通信中继站、气象站和边防哨所等特殊处所提供电源。2独立光伏发电系统工作原理通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统。其主要结构由太阳能电池组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变器（在有需要输出交流电的情况下使用）以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。太阳能电池方阵吸收太阳光并将其转化成电能后，在防反充二极管的控制下为蓄电池组充电。直流或交流负载通过开关与控制器连接。控制器负责保护蓄电池，防止出现过充或过放电状态，即在蓄电池达到一定的放电深度时，

4、控制器将自动切断负载，当蓄电池达到过充电状态时，控制器将自动切断充电电路。有的控制器能够显示独立光伏发电系统的充放电状态，并能贮存必要的数据，甚至还具有遥测、遥信和遥控的功能。在交流光伏发电系统中，DC-AC逆变器将蓄电池组提供的直流电变成能满足交流负载需要的交流电。8图1独立型太阳能光伏发电系统工作原理3独立光伏发电系统的设计光伏发电系统的设计要本着合理性、实用性、高可靠性和高性价比（低成本）的原则。做到既能保证光伏系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要，同时又能使系统的配置最合理、最经济，特别是确定使用最少的太阳能电池组件功率和蓄电池的容量。协调整个系统工作的最大可靠

5、性和系统成本之间的关系，在满足需要保证质量的前提下节省投资，达到最好的经济效益。3.1系统容量的设计通过数值分析法，可以解析太阳能电池方阵容量及蓄电池组容量之间存在的相互关系，然后在特定的供电可靠性要求下，根据成本最低化的原则，确定二者各自的容量。在本系统设计中，负载的总耗电量为4000w·h/d，选择的逆变器效率为90%，连续阴雨天数为4天，蓄电池的放电深度为70%,系统电压为48V。蓄电池容量===530AH通常，铅酸蓄电池的容量是在25℃时标定的。随着温度的降低，0℃时的容量大约下降到额定容量的90%.而在-20℃的时候大约下降到额定容量的80%.所以必须考虑蓄电池的环

6、镜温度对其容量的影响。南京地区全年最低气温大约为-4～-6℃，所以在此温度下，蓄电池的容量会下降10%左右。蓄电池实际容量===590AH8图2铅酸蓄电池最大放电深度-温度曲线确定蓄电池的串并联方式每个蓄电池都有它的标称电压。为了达到负载工作的标称电压，将蓄电池串连起来给负载供电，需要串联的蓄电池的个数等于负载的标称电压除以蓄电池的标称电压。这里选用24v/200AH的胶体蓄电池。串联蓄电池数===2所以蓄电池串联数为2并联蓄电池数===2.95≈3综上所述：使用江苏恒华公司生产的24V/200AH型胶体蓄电池，蓄电池串联数2，并联3块，连接方式如图3所示。图3蓄电池连接示意

7、图3.2太阳能电池组件及方阵的设计3.2.1光伏组件方阵设计需要考虑的问题设计太阳电池组件要满足光照最差季节的需要。蓄电池长时间处于亏电状态将使得蓄电池的极板硫酸盐化。8在独立光伏系统中没有备用电源在天气较差的情况下给蓄电池进行再充电，这样蓄电池的使用寿命和性能将会受到很大的影响，整个系统的运行费用也将大幅度增加。太阳电池组件设计中较好的办法是使太阳电池组件能满足光照最恶劣季节里的负载需要，也就是要保证在光照最差的情况下蓄电池也能够被完全地充满电。由于光照最差季节的光照度大大低于平均值，这样设计的太阳电