户用光伏系统设计-solarbe文库

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户用太阳能光伏发电技术方案 1、项目需求我国的太阳能资源比较丰富，但也比较集中，由于在现在的技术条件下太阳能电池板的发电效率还不高，如果要想大规模利用太阳能的话，就必须将太阳能电池板大面积的呈矩形排列在空旷且日照充足的地方，这样要建造太阳能发电站的条件就变得相当苛刻。相比较而言家庭太阳能发电系统适合作为分布式发电发展。单个家庭用电负荷一般较小。只要一个家庭有不大的场地如阳台或屋顶就可以安装太阳能发电系统，而且一个小型的太阳能发电系统发出的电能也足够一个家庭使用并有富余。 2、方案设计（一）用户负载信息根据现在农户家中的情况，基本配置如下用电器额定功率 W 数量用电时数 h 用电量 KWh 节能灯 20 3 6 0.36 节能灯 20 4 3 0.24 电视 65 1 4 0.26 冰箱 120 1 24 1.5 电脑 350 1 2 0.7 合计 3.1 冰箱的耗能根据冰箱的使用模式和开关冰箱门的频率有关，目前普通冰箱的日耗电大约 1 度左右，这里选取耗电为 1.5 度。（二）系统方案设计本系统是一个离网系统，其原理如下图所示 1、蓄电池组的设计在系统中储能主要靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量利用下下面公式计算其中 C蓄电池容量 [kWh] D最长无日照间用电时 [h] F蓄电池放电效率的修正系数（通常取 1.05） Po平均负荷容量 [kW] L蓄电池的维修保养率（通常取 0.8 U蓄电池的放电深度（通常取 0.5 Ka包括逆变器等交流回路的损失率（通常取 0.7，如逆变器效率高可取 0.8）所以此处的蓄电池的容量应该为 C3.1 3 1.05/（ 0.7 0.5 0.8） 35.9KWh 由于系统设计的参考连续阴雨天数为 2 天，所以蓄电池放点深度选择为 0.5。户用电压为 220V，蓄电池电压选择为 24V，蓄电池组由 12V 的蓄电池串并而成，所以每串需要 2 块蓄电池串起来达到 24V。选用 10 块单体为 12V150Ah 的蓄电池，总共 5 串进行并联，蓄电池总容量为 1500Ah，即 36KWh。 2、太阳能电池板方阵的设计 2.1 电池板倾角的计算为了保证系统有足够高的效率，电池板必须按一定的倾角安装。因此有必要先计算不同倾角对效率的影响，这个影响可以用在太阳能电池板面上的日平均辐照强度来量化，辐照强度越大则电池板的效率越高。本系统设计为离网系统，为了保证用户的用电，必须保证用户的基本用电，特别是在 12 月份和 1 月份的时候，平均日辐照强度较低，所以应特别注意保证在这两个月的发电量满足用户的用电需求。根据云南太阳能资源情况，最终支架最佳倾角设计为 30°。 2.2 电池板方阵容量的计算总共需要的电池板方阵功率计算公式为 PW1*F/T m*η 2*η 3*L*Ka W1负载的消耗功率 F蓄电池放电效率的修正系数（通常取 1.05） Tm 峰值日照时数，其值与辐照强度的值基本相同，这里取 3.6h η 2方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数，通常可取 0.90.95 η 3方阵组合损失和对最大功率点偏离以及控制器效率的修正系数，通常可取 0.90.95 Ka包括逆变器等交流回路的损失率（通常取 0.7，如逆变器效率高可取 0.8）所以电池板方阵功率为 P3.191 1.05/3.6 0.95 0.95 0.8 0.81.611KW 考虑连续阴雨天后系统能在较短时间内让蓄电池再次充满，可以适当考虑放大方阵容量，但是在上面的计算中我们是以辐照最低月为准，在其他月份的发电量都有很大余量，所以针对方阵容量进行略微放大即可。 2.3 电池板的选型本方案选用 230W 的单晶硅电池板，则总共需要 8 块，总功率为 1.84KW。所选电池板的基本技术参数如下所示太阳电池种类太阳电池组件型号指标单位数据峰值功率 Wp 230 开路电压（ Voc） V 37.23 短路电流（ Isc） A 8.18 工作电压（ Vmppt） V 30.48 工作电流（ Imppt） A 7.55 尺寸 mm 1630 992 48 2.4 电池板阵列的布置系统的额定电压为 24V，所以电池板阵列输出电压不能太大，根据电压的限制，这里电池板直接并联接入控制器。电池板采用支架结构是电池板成 30°倾角， 8 块电池板按两排进行布置。前后排之间间隔为 2.5m。 3 控制器的设计控制器主要参数如下型号额定电压（ VDC） V 24 负载最大电流（ A） 80 充电最大电流（ A） 80 充电路数 6 最大开路电压（ VDC ） 50 过充（ VDC ）保护 28.8可设定恢复 26.4可设定过放（ VDC ）断开 21.6可设定恢复 26.4可设定负载过压断开 35.0可设定恢复 33.0可设定空载电流（ mA） 300 显示方式数码显示电压降落太阳能电池与蓄电池之间 V 0.7 蓄电池与负载之间 V 0.03 机械尺寸深宽高 mm 380 450 650 使用环境 ℃ -20℃～ 50℃ 海拔高度 ≤ 5500 控制器的输入只有 6 路，使用三通连接器使两块组件并联后接入控制器。 8/24 就有 4 路输入 4 逆变器的设计选择输出电压为 220V 的离网逆变器，经过用户用电器统计可知，用户的最大功率约为 716W，考虑到用户负载中有感性负载，在启动过程时有较大的冲击电流，同时考虑系统的临时增加负载的情况，所以逆变器功率应相对选择较大的。选取 24V1.5KW 的逆变器， 5 逆变器的设计逆变器具体参数见下表型号额定容量（ KVA） 1.5 直流输入额定输入电压（ VDC） 24V 欠压点 VDC） 21.6 欠压恢复点 VDC 25.2 过压点（ VDC） 35 市电输入电压允许范围（ VAC） 220± 15 输入频率（ Hz） 50 切换方式（可选项） 00、 11、 12、 21 交流输出额定电压（ VAC） 220 额定频率（ Hz） 50 输出波形正弦波过载能力 120 1 分钟电压稳定精度 AC 220± 3 频率稳定精度 50± 0.04 波形失真率（ THD） ≤ 3（线性负载）动态响应（ 0～ 100） 5 功率因数（ PF） 0.8 逆变效率 ≥ 85 峰值系数（ CF） 301 环境绝缘强度 1200VAC 1分钟噪音（ dB、 1 米） ≤ 50dB 使用环境温度 ℃ -10 ℃～ 50℃ 储存环境温度 ℃ -20 ℃～ 70℃ 使用海拔（ m） ≤ 5000 显示方式表头或指示灯连续运行时间可连续运行尺寸深 X宽 X 高 500 483 267 设备清单及报价表名称生产厂商型号单位数量单价合价组件 230Wp 晶硅块 8 1000元 8000元光伏控制器 GS- 80PCD6-V 台 1 3200元 3200元蓄电池 6-GFM-150 个 10 750 元 7500 元离网逆变器 GN-1.5KCSP-R 台 1 13000元 13000元三通连接器套 2 125 元 250 元组件支架 -- 套 1.84KWp 260 元 260 元光伏电缆 -- 米若干 200 元 200 元电缆桥架 -- 米若干 100 元 100 元费用总计售后服务 0 利润（设备总价的 18，包括税收） 0 合计总价 32510 元