家用独立型光伏发电系统的优化设计
PVsyst家用独立光伏发电系统的优化设计.
《太阳能光伏发电原理与应用》课程设计课题名称：家用独立光伏发电系统的优化设计专业班级：学生学号：学生姓名：学生成绩：指导教师：刘国华课题工作时间：2012.6.11 至2012.6.15武汉工程大学教务处一、课程设计的任务和要求要求：1、具备独立查阅光伏发电器件参数、光伏发电控制电路、光伏发电系统设计相关文献和资料的能力；能提出并较好地的实施方案；具有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。
2、具备独立设计光伏发电系统的能力，能对光伏发电系统的结构配置进行研究、分析及优化的能力。
3、具备采用计算机软件进行数值计算、仿真、绘图等能力。
4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。
5、综述简练完整，立论正确，论述充分，结论严谨合理；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确。
6、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解。
7、内容不少于3000字，图和计算结果可以打印。
技术参数：1、光伏发电系统安装地点：武汉；2、使用非晶硅光伏电池；3、负载表数量功率使用时间荧光灯8 18w/盏5h/天电视机，电脑 2 120w/个3h/天洗衣机 1 600wh/天电冰箱 1 1000wh/天任务：1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器；2、设计合适的光伏发电系统电路原理图；3、利用PVsyst软件模拟优化此电路，对结果进行分析和总结。
二、进度安排1、2012.6.11 选题、熟悉PVsyst软件2、2012.6.12 分析查找资料、提出设计方案3、2012.6.13 光伏发电系统各部件的选型、系统的优化设计4、2012.6.14 讨论、修改、进一步优化方案，写出初稿5、2012.6.15 整理课程设计报告、交稿三、参考资料或参考文献1、杨金焕、于化丛、葛亮著. 太阳能光伏发电应用技术. 第1版. 电子工业出版社. 2009年。
2、李钟实著. 太阳能光伏发电系统设计施工与维护. 第1版. 人民邮电出版社.2010年。
独立光伏发电系统
二、 系 统 设 计 框 图
三、容量设计
目标：优化太阳能电池方阵容量和蓄电池组容量的相互关 系，在保证独立光伏发电系统可靠工作的前提下，到达本 钱最低。
要求：首先对当地的太阳能辐照资源、地理及气象数据有 尽量详细的了解，一般要求掌握日平均太阳辐照量、月平 均太阳辐照量和连续阴雨天数。
第五节 独立光伏发电系统设计
独立光伏发电系统设计
独立光伏发电系统是指仅仅依靠太阳能电池供电的光 伏发电系统或主要依靠太阳能电池供电的光伏发电系 统，在必要时可以由油机发电、风力发电、电网电源 或其他电源作为补充。
从电力系统来说，kW级以上的独立光伏发电系统也 称为离网型光伏发电系统。
独 立 光 伏 发 电 系 统 设 计
3、确定方阵最正确倾角 β
对于方阵倾角的选择应结合以下要求进行综合考虑：
➢ ① 连续性 一年中太阳辐射总量大体上是连续变化的， 多数是单调升降，个别也有少量起伏；
➢ ② 均匀性 倾角的选择最好满足使方阵外表上全年接收 到的日平均辐射量比较均匀，以免夏天接收辐射量过大， 造成浪费；而冬天接收到的辐射量太小，造成蓄电池过放 电以至损坏，降低系统使用寿命，影响系统供电稳定性。
方法：依据各部件的数理模型，采用计算机仿真，可以拟 合出太阳能电池方阵每小时发电量、蓄电池组充电量和负 载工作情况，并预测在不同的供电可靠性要求下所需要的 太阳能电池方阵及蓄电池组的容量。
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，根据本钱最低化的原那么，确定二者各自的容量。
家庭光伏发电系统的优化与效益分析
家庭光伏发电系统的优化与效益分析近年来，随着环境保护意识的日益增强，人们对可再生能源的关注度也越来越高。
光伏发电作为一种清洁、无污染、可再生的能源形式，受到了广泛的关注和推崇。
越来越多的家庭选择安装光伏发电系统，不仅能为家庭提供电力，还能将多余的电能出售给电力公司，实现经济效益。
本文将对家庭光伏发电系统的优化与效益进行详细分析。
首先，家庭光伏发电系统的优化设计是确保系统高效运行的关键。
对于一个光伏发电系统而言，组件的选型和安装位置是非常重要的。
通过精确的选型，能够选择到适合家庭使用的太阳能电池板，提高能源转化效率。
同时，在安装过程中，应合理选择安装位置，确保光伏电池板能够充分接受太阳辐射，提高能量收集效果。
此外，家庭光伏发电系统的优化还包括逆变器的性能选择和布线方式的优化。
通过选择合适的逆变器，能够将直流能量转换为交流能量，提供给家庭电器使用。
同时，通过合理的布线方式，减少能量损耗，提高系统效率。
在家庭光伏发电系统运行过程中，还需要注意系统的维护和管理。
首先是定期的清洗和检查电池板。
由于长期的暴露在户外，太阳能电池板容易受到灰尘、污物的积累，影响能源转化效率。
定期清洗能够保持电池板的高效工作状态。
其次是定期检查电线和连接器的情况。
由于户外环境的变化，电线和连接器容易受到氧化和老化的影响，影响系统的运行效果。
定期检查和更换受损的电线和连接器，能够确保系统的正常运行。
此外，家庭光伏发电系统还需要进行数据监测和记录，通过对系统性能的持续监测，能够及时发现问题，从而采取相应的措施，提高系统的效率和稳定性。
家庭光伏发电系统的优势不仅体现在保护环境、节约能源方面，更体现在经济效益方面。
首先，通过光伏发电可以减少家庭对传统电网的依赖，节约用电成本。
太阳能光伏发电系统可以为家庭提供足够的电力，满足家庭的日常用电需求。
其次，家庭光伏发电系统还可以将多余的电能出售给电力公司，实现电网并网。
电力公司会以较高的价格收购家庭多余的电能，通过这种方式，家庭不仅能够收回系统安装成本，还能够获得额外的收入。
户用光伏系统设计说明
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20360.36节能灯20430.24电视65140.26冰箱120124 1.5电脑350120.7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：C=3.1 ×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。
光伏系统的设计与优化
光伏系统的设计与优化随着环保意识的普及和能源消耗的不断增加，光伏发电系统成为了可持续能源的一个重要来源。
光伏系统的设计与优化是保证其正常运行和发挥最佳性能的关键。
本文探讨光伏系统的设计和优化问题，分析其关键因素和优化方案。
一、光伏系统的设计1.1 光伏系统的组成结构光伏系统的主要组成结构包括光伏电池、变流器、逆变器、电池储能系统和监控系统等。
其中，光伏电池是光伏系统能量转换的核心，变流器和逆变器则是将直流能量转化为交流能量的重要电子装置，电池储能系统用于储存多余的能量，监控系统则是用于监测和管理光伏系统的性能和运行状况。
1.2 光伏系统的设计关键因素光伏系统的设计需要考虑多个关键因素，如光伏电池的类型和数量、组件的存放位置和角度、电缆的选择和敷设、逆变器和变流器的性能和质量等。
1.3 光伏系统的优化方案针对光伏系统的不同问题，可以采取不同的优化方案。
例如：（1）改变光伏电池的安装位置和角度，使得其能够更好地接收阳光，提高光伏系统的发电效率。
（2）更换优质的逆变器和变流器，提高光伏系统的转换效率和输出功率。
（3）采用先进的电池储能系统，将多余的能量存储起来，减少浪费，提高系统的效率和可靠性。
1.4 光伏系统的设计实施光伏系统的设计实施需要遵循一定的原则和标准。
例如，在选择光伏电池的时候，应该考虑其品质和相应的保修期限，还可以要求生产商提供必要的技术支持和咨询服务，以便及时处理光伏系统的故障和问题。
二、光伏系统的优化2.1 光伏电池的优化光伏电池的优化主要包括两个方面：光电转换效率和故障率。
（1）光电转换效率的优化有效的光电转换效率是实现光伏系统发电效率的关键。
光电转换效率取决于多个因素，如太阳光的强度和角度、光伏电池的材料和制造工艺、电池存放位置和角度、电池板的质量和清洁程度等。
要优化光电转换效率，需要根据实际情况进行分析和调整。
（2）故障率的优化光伏电池作为光伏系统中的核心元件，其故障率直接影响到整个光伏系统的可靠性和稳定性。
光伏发电系统的优化设计及节能措施研究
光伏发电系统的优化设计及节能措施研究一、光伏发电系统的介绍光伏发电是指利用太阳能直接转换成电能的一种技术，通过太阳能光伏电池板将太阳辐射能转化为电能。
它是一种清洁、环保的能源形式，属于可再生能源的一种。
光伏发电系统由光伏电池板、逆变器、电池组、控制器等组成，逆变器是将直流电转变为交流电的关键部件。
二、光伏发电系统的优化设计1. 选用光伏电池板在光伏电池板的选用方面，应该选择质量好、效率高的光伏电池板，这样可以提高光伏发电的效率。
在选用时应注意电池板的品质以及技术参数，如有效面积、光伏电池的类型等。
2. 合理布局在系统布局方面，应该考虑工程的安装、电缆的连接和通路适用等方面。
最好采用标准节距和统一的安装高度，同时还要根据地形和光照状况来进行设备的布局，以最大化利用太阳光照。
3. 选用逆变器选用逆变器是光伏发电系统的重要部分，它的作用是将直流电转换成交流电，因此选择一款高品质的逆变器非常重要。
在选用逆变器时要考虑其品牌、技术参数、功率等方面。
4. 太阳能跟踪系统太阳能跟踪系统是光伏发电系统的另一个优化设计方面。
它不断调整光伏电池板的角度，以便最大化捕捉太阳能，从而提高光伏发电的效率。
三、节能措施研究1. 智能控制在太阳能跟踪系统上添加智能控制，可以最优化光伏发电的效率。
通过控制电池板角度和逆变器输出电压等参数，实现最低电能损耗和最大化光伏发电效率。
2. 整合储能系统将光伏发电系统与储能系统完美整合，可以实现对太阳能的更加充分利用。
在夜间或者天气不佳时可以使用储能系统供电，从而减少对电网的依赖，更好地实现节能环保。
3. 系统监测与维护对于光伏发电系统的监测和维护，可以采用网络监控和可视化监测，这样可以更快发现和处理问题。
同时，可以扩展维保服务，实现系统的实时在线维护，最大程度地避免损失，并提高长期的系统稳定性。
四、总结光伏发电系统的优化设计和节能措施研究，可以大幅度提高光伏发电的效率和寿命。
在未来的发电领域，光伏发电系统将得到更广泛的应用和发展。
小型独立光伏发电系统的分析与设计
小型独立光伏发电系统的分析与设计一、本文概述随着全球能源危机的日益加剧，可再生能源的开发和利用受到了广泛关注。
其中，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的发展潜力。
小型独立光伏发电系统作为一种将太阳能转化为电能的系统，具有独立性、灵活性、环保性等优点，特别适用于偏远地区、家庭及小型商业场所等场合。
本文旨在全面分析小型独立光伏发电系统的设计与应用。
我们将对光伏发电的基本原理进行介绍，包括光伏效应、太阳能电池的工作原理等。
我们将详细探讨小型独立光伏发电系统的设计要点，包括太阳能电池的选择、储能系统的设计、逆变器的选型等。
我们还将对系统的性能评估与优化进行探讨，以提高系统的发电效率和稳定性。
通过本文的阐述，我们希望能够为小型独立光伏发电系统的设计与应用提供有益的参考和指导，推动其在实际应用中的普及和发展。
我们也期待通过本文的探讨，激发更多研究者和工程师对可再生能源领域的兴趣和研究热情，共同为构建绿色、可持续的能源体系做出贡献。
二、光伏发电技术基础光伏发电，又称太阳能发电，是一种利用光生伏特效应将太阳能直接转换为电能的发电方式。
其基本原理是，当太阳光照射到光伏电池上时，光子与电池内的半导体材料相互作用，使得电子从原子中逸出，形成光生电流。
这个过程不涉及任何机械运动或其他形式的中间能量转换，因此光伏发电是一种清洁、高效且静音的能源转换方式。
光伏发电系统的核心组件是光伏电池（也称为太阳能电池），它通常由硅、硒、铜等半导体材料制成。
光伏电池的性能主要受到其转换效率、耐久性、制造成本等因素的影响。
转换效率指的是光伏电池将光能转换为电能的效率，它受到电池材料、结构、制造工艺等多种因素的影响。
耐久性则关系到光伏电池的使用寿命和维护成本，而制造成本则直接决定了光伏发电的经济性。
除了光伏电池，光伏发电系统还包括了逆变器、储能装置、支架等其他组成部分。
逆变器的作用是将光伏电池输出的直流电转换为交流电，以适应大多数电力系统的需求。
光伏发电系统的容量规划与优化
光伏发电系统的容量规划与优化随着环保理念的普及和清洁能源的需求增加，光伏发电系统作为一种可持续发展的能源选择，受到越来越多的关注。
然而，为了确保光伏发电系统的运行效率和经济性，容量规划与优化显得尤为重要。
本文将从容量规划与优化的角度，探讨光伏发电系统的相关问题。
一、容量规划1. 光伏市场分析与需求预测光伏市场分析可以通过调研和数据分析进行，包括行业趋势、政策支持和市场需求等方面的考量。
借助过去数据和相关指标，可以预测未来光伏发电系统的需求情况，进而进行容量规划。
2. 建筑条件与布局在进行光伏发电系统容量规划时，需要考虑建筑条件和布局。
光伏电池板需要足够的日照，建筑物的朝向、倾角和周围环境等因素将会对发电效率产生影响。
因此，在设计容量时应该充分考虑这些条件，以获得最佳的发电效果。
3. 考虑设备的性能与效率光伏发电系统组成中的设备，例如光伏电池板、逆变器等，其性能和效率也是容量规划的关键因素。
选择具有高效能和长寿命的设备，能够提高系统的整体效能，并减少后期维护和更换的成本。
4. 考虑电网接入条件光伏发电系统一般需要与电网进行连接，因此在容量规划时需要考虑电网接入条件。
包括是否需要额外的设备，以及容量规模对于电网的影响，如电网压力、电网平衡等等。
确保光伏发电系统的容量规划与电网接入条件相匹配，以保证光伏电力的稳定输出。
二、容量优化1. 综合考虑发电量与投资回报在进行光伏发电系统的容量优化时，需要综合考虑系统的发电量和投资回报。
一方面，根据光伏电池板的额定发电能力和大致的日照情况，可以估计系统的年发电量，从而确定系统的容量。
另一方面，考虑到光伏发电系统的投资成本和运维成本，需要进行经济性分析，以确定最佳的容量规模。
2. 考虑负载需求与储能系统容量优化中还需要考虑负载需求和储能系统。
根据负载需求的大小，可以合理配置光伏发电系统的容量，使发电量能够满足实际需求，并尽量达到自给自足的状态。
此外，储能系统的加入可以在光伏发电系统产生过剩电力时进行储存，以应对夜晚等无法发电的情况，进一步提高系统的自给自足能力。