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[2012] 太阳能供电系统解决方案 [太阳能户用系统篇 ] 2 4 小 时 免 费 服 务 电 话 4 0 0 - 6 0 0 - 7 1 1 7 太阳能光伏户用发电系统 2 太阳能光伏发电系统(户用型)设计方案 太阳能发电系统由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如 输出电源为交流 220V或 110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为 (一) 太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分, 也是太阳能发电系统中价值最高的部分。 其作用是将太阳的辐射能力转换为电 能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。 (二) 太阳能控制器 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态, 并对蓄电池起到过充电保护、 过放电保护的作用。 在温差较大的地方, 合格的 控制器还应具备温度补偿的功能。 其他附加功能如光控开关、 时控开关都应当 是控制器的可选项; (三) 蓄电池一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍 镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起 来,到需要的时候再释放出来。 (四) 逆变器太阳能的直接输出一般都是 12VDC、 24VDC、 48VDC。为 能向 220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换 成交流电能,因此需要使用 DC-AC逆变器。 太阳能光伏户用发电系统 3 太阳能发电系统的设计需要考虑的因素 1、 太阳能发电系统在哪里使用该地日光辐射情况如何 2、 系统的负载功率多大应该考虑未来 5 年的负荷增长需求。 3、 系统的输出电压是多少,直流还是交流 4、 系统每天需要工作多少小时 5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天 6、 负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大 7、 系统需求的数量。 一、 太阳能光伏发电系统方案的设计步骤 1 首先确定系统直流电压 根据负载功率确定系统的直流电压,即蓄电池的 电压。确定的原则是 ( 1)在条件允许的情况下,尽量提高系统电压,以 减少线路损失; ( 2)直流电压的选择要符合我国直流电压的标准等级,即 12V、 24V、 48V等; ( 3)直流电压的上线最好不要超过 300V,以便于选择 元器件和充电控制器。 太阳能光伏户用发电系统 4 2 太阳能电池方阵倾角的计算和确定 在大型太阳能供电站中,应该采用计 算机辅助设计软件,进行太阳能电池方阵倾角的优化设计计算,要求在最 佳倾角时冬季和夏季辐射量的差异尽可能小,而全年总辐射量尽可能大, 二者应当兼顾。这对于高维度地区尤为重要,高纬度地区的冬季和夏季水 平面太阳能辐射量非常大 (比如黑龙江省相差约 5 倍) , 如果按照水平面辐 射量进行设计 , 则蓄电池的冬季存储量要远远大于阴雨天的存储量 , 造成蓄 电池的设计容量和投资都加大 . 选择了最佳倾角 , 太阳能电池方针面上冬夏 季辐射量之差就会变小 , 蓄电池的容量也就可以减少 , 系统造价降低 , 设计 更为合理。在一般的小型户用系统中,我们不必采用专业的计算机进行倾 角优化设计,我们可以根据当地的纬度有下列关系粗略确定固定太阳能电 池方阵的倾角 安装纬度在 0° -25 °时, 倾角等于纬度; 安装纬度在 26° -40 °,倾角等于纬度加 5° -10 °;安装纬度在 41° -55 度,倾角等于纬 度加 10° -15°,纬度大于 55°时,倾角等于纬度加 15° -20°。 3 太阳能电池总容量的设计 根据负荷的总耗电量来确定太阳能电池的总发 电量,一般单体电池板的工作电压选择有两种 17 伏(为 12 伏蓄电池充 电) , 34 伏(为 24 伏蓄电池充电) 。 在户用系统中,一般采用 17 伏工作电压的组件。 太阳能电池组件的串联数 系统直流电压÷ 12V 太阳能电池组件的并联数 负载日耗电量 WH÷系统直流电压 V÷日峰 值日照时间 H÷系统效率系数÷太阳能组件工作电流 A( 一般系统效率系数 有 3 个参数,蓄电池的充电效率系数取 0.9 ,逆变器效率取 0.85 ,太阳能 组件组合损失,组件衰减,尘埃遮挡等综合系统取 0.9 ) ,上述系数在实际 太阳能光伏户用发电系统 5 设计中可以适当调整,也可以根据设计经验取经验值来确定。 4 蓄电池容量计算和设计 需要根据当地的气候情况和连续阴雨天情况,确 定蓄电池的类型 , 一般有免维护铅酸和胶体电池两种 , 不建议使用开口电池 , 车用启动用电池 , 单体电池电压一般选用 12 伏和 2 伏两种选择 ,2 伏的设计 寿命更长性能更好。一般在光伏系统中,选择放电深度高的电池,延时天 数根据用户的要求量身计算设计。 蓄电池串联个数 系统直流电压÷单体蓄电池电压 蓄电池容量 AH数 负载日耗电÷系统直流电压考虑阴雨天天数÷ 逆变器效率÷放电深度 5 逆变器的设计 在系统需要将直流变交流的时候,需要配置逆变器设备, 在选择逆变设备的时候,需要了解用户负载的特性,不同的交流负载有不 同的特性, 电阻性负载有白炽灯泡 , 电子节能灯 , 电加热器等 , 电流和电压同 相 , 没有冲击电流产生 ; 电感性负载有电动机、电冰箱、水泵等,电压超前 于电流,有冲击性;电力电子类负载有带电子整流器的荧光灯,电视机, 计算机等,有冲击电流产生。根据负载的类型选择逆变器的类型,一般方 波和修正波的逆变器大多用于 1KW以下的小功率系统中,大型系统均采取 正弦波逆变器。 二、 针对不同用户需求的常用设计方案 1、 适用的气象地理条件 北纬 30。 45。 , 东经 90。 -120 。 , 海拔高度为 1000 米 -4000 米,最长阴雨天 3 天,水平面全年总辐射量不低于 165Kcal/cm 2, 太阳能电池方阵面上的总辐射量不低于 180Kcal/cm 2。 2、 目标设施 分布在电力无法延伸或者延伸电力成本极高的边远地区个 太阳能光伏户用发电系统 6 人住宅。 3、 优点 ●系统结构简单。 ●非常适合分散居住的乡村。 ●系统可靠性更高,使用直流供电安全性更高。 4、 不同的负载需求和使用时间要求,具体的负载明细要求和配置表 方案一 只用于解决 2 个房间照明问题 负载的数量和耗电量统计表 编号 负载名称 AC/DC 负载功率 负载数量 每日工作时间 每日耗电量 1 LED节能灯 DC 3W 1 只 4 小时 12WH 2 LED节能灯 DC 5W 1 只 4 小时 20WH 合计 8W 32Wh 设备配置表 名称 太阳电池组件 峰值功率 免维护蓄电池 容量和个数 充电控制器 逆变器 安装方式 规格 20W 12V12AH 1 只 12V5A 无 简易自安装 预算成本 240 元 120 元 96 元 0 总计价格 456.00 元 方案二 用于解决 3 个房间的照明,一个房间看电视的需求 各种负载的数量和耗电量统计 编号 负载电器名称 耗电功率 数量 每日工作时间 日耗电量 1 LED直流节能灯 3W 2 6H 36WH 2 LED直流节能灯 5W 1 6H 30WH 3 光伏专用直流电视机 25W 1 5H 125WH 4 直流卫星接收机 5W 1 5H 25WH 合计 41W 216WH 设备配置表 太阳能光伏户用发电系统 7 名称 太阳电池组件 峰值功率 免维护蓄电池容 量和个数 控制器 逆变器 安装方式 规格 100W 12V100AH 1 只 12V10A 无 简易自安装 预算成本 1200 元 850 元 130 元 无 总计价格 2180.00 元 方案三 用于解决 3 个房间的照明,一个房间看电视,一个电饭煲用电 各种负载的数量和耗电量统计 编号 负载电器名称 耗电功率 数量 每日工作时间 日耗电量 1 LED直流节能灯 3W 2 6H 36WH 2 LED直流节能灯 5W 1 6H 30WH 3 光伏专用直流电视机 25W 1 5H 125WH 4 直流卫星接收机 5W 1 5H 25WH 5 电饭煲 700W 1 1H 700WH 合计 741W 916WH 设备配置表 名称 太阳电池组件 峰值功率 免维护蓄电池容 量和个数 控制器 逆变器 安装方式 规格 480W 12V100AH 4 只 24V20A 24V1000W 简易自安装 预算成本 5760 元 3400 元 550 元 1150 元 总计价格 10860.00 元 方案四 用于解决 3 个房间的照明,一个房间看电视,一个电饭煲做饭, 一台水泵日常供电 各种负载的数量和耗电量统计 编号 负载电器名称 耗电功率 数量 每日工作时间 日耗电量 1 LED直流节能灯 3W 2 6H 36WH 2 LED直流节能灯 5W 1 6H 30WH 3 光伏专用直流电视机 25W 1 5H 125WH 4 直流卫星接收机 5W 1 5H 25WH 5 电饭煲 700W 1 1H 700WH 太阳能光伏户用发电系统 8 6 水泵 750W 1 台 0.5H 375 合计 1491W 1291WH 设备配置表 名称 太阳电池组件 峰值功率 免维护蓄电池容 量和个数 控制器 逆变器 安装方式 规格 640W 12V100AH 6 只 24V30A 24V2000W 指导安装 预算成本 7680 元 5100 元 830 元 2250 元 总计价格 15860.00 元 方案五 用于解决 3 个房间的照明,一个房间看电视,一个电饭煲做饭, 一台水泵 ,一台家用冰箱。 各种负载的数量和耗电量统计 编号 负载电器名称 耗电功率 数量 每日工作时间 日耗电量 1 LED直流节能灯 3W 2 6H 36WH 2 LED直流节能灯 5W 1 6H 30WH 3 光伏专用直流电视机 25W 1 5H 125WH 4 直流卫星接收机 5W 1 5H 25WH 5 电饭煲 700W 1 1H 700WH 6 水泵 750W 1 台 0.5H 375 7 冰箱 100W 1 台 24H 1000WH 合计 1591W 2291WH 设备配置表 名称 太阳电池组件 峰值功率 免维护蓄电池容 量和个数 控制器 逆变器 安装方式 规格 1200W 12V100AH 12 只 48V30A 24V3000W 指导安装 预算成本 14400 元 10200 元 1290 元 3950 元 总计价格 29840.00 元
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