离网型太阳能发电系统的设计与应用
5kWp光伏太阳能离网发电系统设计方案
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市电互补离网光伏发电系统(教学课件PPT)
选择1： 选择2：
1.5.2 光伏控制器结构与种类
2.并联型控制器 开关器件S1：蓄电池充电控制开关
开关器件S2：蓄电池放电控制开关
检测控制电路：随时对蓄电池的电压进行检测，控制S1和S2开关。 VD2二极管：为蓄电池接反保护，当蓄电池极性接反时VD2导通。
1.5.2 光伏控制器结构与种类
3.串联型控制器
串联型控制器：利用串联在充电回路中的机械或电子开 关器件控制充电过程。当蓄电池充满电时，开关器件断 开充电回路，停止为蓄电池充电
1.7 市电互补离网光伏发电系统设计 市电互补情离网景光伏7发反电系馈统电结构路及其应用
市电互补离网光伏发电系统容量设计
1.5.2 光伏控制器结构与种类
【案例引导】离网光伏控制器工作内容
典型任务：蓄电池充放电保护。
1.5.2 光伏控制器结构与种类
1.光伏控制器基本电路
光伏控制器按电路方式的不同分为并联型、串联型、脉宽调制型、多路控制型、 两阶段双电压控制型和最大功率跟踪型
1.5.2 光伏控制器结构与种类
2.并联型控制器 并联型控制器也叫旁路型控制器，它是利用并联在太阳能
电池两端的机械或电子开关器件控制充电过程。
工作过程：当蓄电池充满电时，把太阳能电池的输出分流到旁路电阻器或功率模 块上去，然后以热的形式消耗掉：当蓄电池电压回落到一定值时，再断开旁路恢 复充电。由于这种方式消耗热能，所以一般用于小型、小功率系统。
增量控制法： 可以近似达到脉宽调制控制器的效果
多路控制器一般用于几千瓦 以上的大功率光伏发电系统， 将太阳能电池方阵分成多个 支路接入控制器。当蓄电池 充满时，控制器将太阳能电 池方阵各支路逐路断开；当 蓄电池电压回落到一定值时， 控制器再将太阳能电池方阵 逐路接通，实现对蓄电池组 充电电压和电流的调节。
伊朗太阳能离网光伏发电站系统研发设计方案 (自动保存)
太阳能离网发电系统设计一、工程概述1、工程名称伊朗家用小型离网发电系统2、地理位置（经度、纬度、环境状况、气候条件、风力状况、阳光资源等）伊朗位于亚洲西南部，北邻亚美尼亚、阿塞拜疆、土库曼斯坦，西与土耳其和伊拉克接壤，东面与巴基斯坦和阿富汗相连，南面濒临海湾和阿曼湾。
国土绝大部分在伊朗高原上，是高原国家，海拔一般在900—1500米之间。
西南部为厄尔布尔士山与科彼特山，东部为加恩-比尔兼德高地，北部有厄尔布兹山脉，德马万德峰海拔5670米，为伊朗最高峰。
西部和西南部是宽阔的扎格罗斯山山系，约占国土面积一半。
中部为干燥的盆地，形成许多沙漠，有卡维尔荒漠与卢特荒漠，平均海拔1,000余米。
仅西南部波斯湾沿岸与北部里海沿岸有小面积的冲击平原。
西南部扎格罗斯山麓至波斯湾头的平原称胡齐斯坦。
主要河流有卡流伦河与塞菲德。
里海是世界最大的咸水湖，南岸属伊朗。
伊朗东部和内地属大陆性的亚热带草原和沙漠气候，干燥少雨，寒暑变化大。
西部山区多属地中海式气候。
年降水量除西北部山区与里海沿岸超过1,000毫米外，一般在50-500毫米之间。
中央高原年平均降水量在100毫米以下。
3、气象资料气象资料以伊朗首都NASA数据库中德黑兰气象数据为参考，德黑兰位于伊朗北部。
二、方案设计（一）用户负载信息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）系统方案设计根据用户要求，本方案为光伏离网系统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（容量计算、安装地区户用电压情况、蓄电池型号选择、数量确定、布局）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=3.071×3×1.05/（0.8×0.5×0.7）=34.5KWh 由于系统设计的参考连续阴雨天数为2天。
离网型光伏发电系统设计方案
离网型光伏发电系统设计方案一、引言离网型光伏发电系统是指将光伏发电系统与电网完全隔离，并通过储能设备储存电能，提供给用户使用。
光伏发电系统通过太阳能板将太阳能转换为直流电能，再经过逆变器将直流电转换为交流电，供电给用户使用。
在无法接入传统电网的地区或需要独立供电的应用场景中，离网型光伏发电系统具有广泛的应用前景。
二、系统组成1.光伏电池组：光伏电池组是光伏发电系统的核心部件，由多个太阳能电池板组成。
太阳能板能够将阳光转化为直流电能，为系统提供能源。
2.充放电控制器：充放电控制器主要负责对光伏电池组进行控制和管理，确保系统的充电和放电过程稳定。
充放电控制器还可监测电池组的电压、电流和温度等参数，以提高系统的安全性和效率。
3.储能设备：储能设备是离网型光伏发电系统的关键组成部分，用于储存多余的电能，并在需要时释放。
常见的储能设备包括蓄电池、超级电容、储氢罐等。
蓄电池是较常用的储能设备，能够将电能长时间存储，并通过逆变器将储存的直流电转换为交流电。
4.逆变器：逆变器是将光伏电池组输出的直流电转换为交流电的关键设备。
逆变器可以将直流电的电压和频率转换为符合用户需求的交流电。
三、系统设计1.太阳能资源评估：根据光照强度和日照时间等要素，评估系统所处地区可利用的太阳能资源。
通过太阳能资源评估，确定光伏电池组的组件类型和数量，以及逆变器的容量。
2.负载需求分析：根据用户的用电需求，确定系统的负载容量和负载类型。
负载需求的分析包括负载功率和运行时间的估算。
对于不同类型的负载，可以分配不同的储能容量。
3.储能容量设计：储能容量的设计需要考虑系统的负载需求和太阳能资源。
通过计算所需的电能储存量，确定储能设备的容量。
储能设备的容量应能满足负载的用电需求，并在连续阴天等情况下保证供电稳定。
4.系统可靠性设计：离网型光伏发电系统的可靠性设计是确保系统正常运行的重要因素。
采用双冗余设计可以提高系统的可靠性，例如采用多组光伏电池板、多台储能设备和逆变器等。
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。
太阳能光伏发电毕业设计论文
在能源危机的同时，世界围还有一些食品和矿产资源的短缺，其次一些物品的生产则出现过剩，如小麦和铜的生产过剩，一些铜生产国将铜以铜币的形式出口。
众所周知，能源意义的。目前已经有许多节约能源和发展新能源的计划被提出来。在任何领域节约能源都是可行的。因而，能源工程师这个职业产生并迅速发展起来。能
源工程师的第一个提议是想办法减少能源的消耗同时保证产量不变甚至有所提高，第二个提议是寻找降低能源成本的方法。
传统的工程技术被用来评估能源利用的技术。周期成本与用于节省资金的方法与经济利益同等重要。评价的重点是整个大局中的重要性和减少浪费和使用的资金的方法。
同时，寻找更为理想的能源是非常重要的。解决能源危机的一种理想的能源的要求应该是无限的供应、能够被广泛的使用、价格低廉、而且其使用后不会添加地球的总热量的负担或者不会产生化学空气和水污染物的排放。太阳能满足这些标准，其产生的多余的热量会从地球辐射出去。而且利用照射到地球的一小部分太阳能就能够提供地球所需的能源。
关键词：光伏发电 ；最大功率点跟踪；DSP；占空比
Introduction
Energy means the power which does work and drives machines. All living things (including humans) rely on the sun as a source of energy. Coal， petroleum， and natural gas are energy sources available today because organisms in the past captured sunlight energy and stored it in the complex organic molecules that made up their bodies， which were then compressed and concentrated. With the development of society， a large of energy sources have been used，such as coal， petroleum， natural gas，geothermal energy， nuclear fission power， nuclear fusion power， solar energy， and Hydrogen gas. however， under the circumstances， the quantity of energy source is limited. unlimited usage of energy source results in energy crisis.
光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么？
光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么？光伏发电系统由哪些部分构成,其作用分别是什么,离网型光伏发电系统组成:典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。
其构成如图所示。
光照射到光伏阵列上，光能转变成电能，光伏阵列的输出电流由于受环境影响，因此是不稳定的，需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后，才能加载到蓄电池上，对蓄电池充电，蓄电池再对负载供电。
如果是并网售电，则不需要蓄电池，而是通过并网逆变器，将直流电流转换成交流电流，并到电网上进行出售。
也就是说，离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能，而并网型则不一定需要。
控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样，判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上，然后根据跟踪算法，改变PWM信号的占空比，进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。
在蓄电池过充过放控制模块中，当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后，就会自动关闭或打开。
光伏阵列组件光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。
光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V，工作电流约为20~25mA/cm2，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成了光伏电池阵列组件。
当受到光线照射的太阳能电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端建立起端电压，这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。
它表明在确定的日照强度和温度下，光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系，简称I-V特性和P-V特性。
从图中可以看出，光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性，既非恒压源也非恒流源。
从其P-V特性曲线可以看出，在日照强度一定的前提下，其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。
该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点，对应的电压称为最大功率点电压。
为了提高光伏发电系统的转化效率，就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。
太阳能光伏发电系统原理与应用技术
太阳能光伏发电系统原理与应用技术引言太阳能光伏发电系统是利用太阳能将光能转化为电能的一种可再生能源发电系统。
随着能源问题的日益突出和环境保护意识的增强，太阳能光伏发电系统在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
本文将详细介绍太阳能光伏发电系统的原理和应用技术。
1. 太阳能光伏发电系统原理太阳能光伏发电系统的原理是基于光伏效应的。
当光线照射到光伏电池上时，光子会与光伏电池内的半导体材料相互作用，产生出电子和空穴对。
在特定的电场作用下，电子和空穴会流动起来，从而形成电流。
这个过程就是光伏效应。
光伏电池的主要组成部分是PN结构，其中P型材料与N型材料通过界面连接，形成PN 结。
当光伏电池受到光照时，光子会打破材料的电子束缚，使得电子和空穴产生并分离，从而产生电流。
2. 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、电池组、逆变器和电网组成。
2.1 太阳能电池板太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心部件，负责将太阳能转化为电能。
常见的太阳能电池板有单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板和非晶硅太阳能电池板等。
2.2 电池组电池组是太阳能光伏发电系统的能量储存部分，主要由蓄电池组成。
当太阳能光伏电池板产生的电能超过负载需求时，多余的电能会被储存在电池组中，以备不时之需。
2.3 逆变器逆变器是太阳能光伏发电系统的核心装置，主要功能是将直流电转化为交流电。
由于大部分家用电器和电网都是使用交流电，所以逆变器的作用非常重要。
2.4 电网电网是太阳能光伏发电系统中的一个重要部分，可以将太阳能发电系统产生的电能注入到电网中，实现电能的共享和输送。
同时，当太阳能光伏发电系统产生的电能不足时，电网也可作为备用电源供给电能。
3. 太阳能光伏发电系统的应用技术太阳能光伏发电系统的应用技术主要包括并网发电技术、离网发电技术和混合发电技术。
3.1 并网发电技术并网发电技术是指将太阳能光伏发电系统产生的电能直接与电网连接，将多余的电能注入到电网中。
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总第19卷219期2017年11月大众科技Popular Science & TechnologyVol.19 No.11November 2017离网型太阳能发电系统的设计与应用路染妮张刚贾佳(西安航空职业技术学院，西安阎良710089)【摘要】离网型太阳能（光伏）发电系统是一种与国家电网未连接的发电方式。
它通过光伏组件接受太阳光，将其转化 为直流电能，但此直流电不穂定，随着太阳光线的强弱发生变换。
因此通过控制器将直流电控制在穂定值，输送给直流负载供 电或蓄电池，因为太阳能发电系统未接入国家电网，受环境的影响，晚上或阴雨天不能正常发电，因此，通过蓄电池可将控制 器穂定后的多余电量存储在蓄电池中，以满足未能发电情况下使用。
实际应用中，存在大量的交流负载，因此太阳能发电系统 需要对所发的直流电进行转换，此系统应用离网型逆变器将穂定后部分直流电转换成所需的交流电，提供给交流负载使用从而 实现了它的实际价值，给人民生活（特别是偏远地方）带来了方便。
【关键词】离网型太阳能发电；光伏组件；控制器；逆变器；蓄电池【中图分类号】TM61 【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2017)11-0046-02 Design and application of networktype solar power generation systemAbstract:The off-grid solar(pv)power generation system is a way to generate electricity that is not connected to the state grid.It receives sunlight from the photovoltaic module and converts it into direct current energy,but this direct current is unstable and changes with the intensity of t he sun's rays.So by the controller to control the dc stable value,delivery to the dc load power supply or battery,because solar power system is not connected to the national grid,the influence of the environment,at night or rainy day can't normal power,therefore,through the battery controller can be stable after the excess electricity is stored in the storage battery,in order to meet the failure to use to generate electricity.Practice,exists in a large number of ac load,so the need to direct current(dc)of solar power generation system,this system application and off-grid inverter will be stable after the part of the direct current into alternating current,provide for the use of ac load so as to realize its real value,to the people's life brought convenient(especially in remote places).Key words:Off-grid solar power generation;v module;ontroller;nverter;attery1引言科技的发展，能源的大量消耗，正侵蚀着人类赖以生存 的环境，近些年发生的地质层下沉，严重的雾霾天气等一系 列环境危机，使得人类赖以生存的空气、土壤等一系列与生 命息息相关的生存空间受到严重压缩。
有限能源也随着工业 的发展面临濒危，为了更好的保护生存环境，利用能源为人 类不断的发展做贡献，人类根据自己的科学技术，有效的利 用了大自然蕴藏的各种能源，其中太阳能作为新兴的可再生 能源得到了人类的开发和利用，太阳能光伏发电和太阳能光 热发电是太阳能利用主要的两个方面。
太阳能光伏发电因其 模块化的组件，并具有安装方便、维护简单、用电方式比较 灵活的特点，是目前应用最多的技术。
太阳能光热发电采取 聚光集热系统，将太阳光聚集起来，加热介质，实现传统蒸 汽发电设备发电。
太阳能发电节能，保护环境，得到了政府 大力支持和广泛推广。
2太阳能发电原理与设计2.1太阳能发电原理太阳能发电主要是利用在太阳的照射下P-N结形成的电 势差形成电能，其发电方式有两种：一种是光一热一电转换 方式；另一种是光一电直接转换方式。
光一热一电转换方式 通过利用太阳辐射产生的热能发电，这种发电方式是通过集 热器接收太阳光，太阳光中的能量（热能）在通过专用设备 将此能量转换成工质的蒸汽，而汽轮机能够在巨大的蒸汽压 力下运转进行发电，但此种发电方式投资费用及其昂贵，大 约是普通火电站的5〜10倍，目前很少普及，尤其是个体无 法承受高额的发电投资费用。
而光一电直接转换方式则是利 用核心装置设备一太阳能电池组件接收太阳光，利用光电效 应，直接将光能转换成电能的一种发电模式。
目前进行专业 的测试，太阳能电池发电25年后仍然能够正常工作，与其他【收稿日期】2017-10-13【作者简介】路染妮（1980—)，女，陕西西安人，西安航空职业技术学院讲师，硕士研究生，研究方向为太阳能应用技术。
电池相比较来说一次投资可长期使用，与有限资源火力发电 等相比不会引起环境污染。
太阳能电池光电转换原理是当太阳光照射在太阳能电池 表面，电池表面的硅离子吸收一部分太阳光，然后传送给硅 原子，进而不断的向四周扩散，使空穴通过P N结向P区运动 聚集，在P-N结两侧聚集的电子和空穴就会形成电位差，当接通电路时，就会形成一定的电流及电功率，这个过程就是 光能转换为电能的过程。
2.2离网型太阳能发电系统设计应用于实际生活中的太阳能发电主要采用两种方式，一 种是并网型发电方式，这种方式主要是所发的电（主要是交 流电）与国家电网的相连接，当发电量大是可以将多余的电 输送给国家电网，如果因为天气情况发电量不够，则可以从 国家电网购买；另一种发电方式是离网型太阳能发电系统，这种发电方式是属于未能与国家电网连接的一种发电方式，实现的是独立发电，即为自发自用的一种太阳能发电类型。
文章主要是针对离网型太阳能发电系统的设计，这种发 电系统的组成部分主要是由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器和直流负载、交流负载几大部分形成独立发电系统，其实现功能的框图如图1所示。
2.2.1太阳能电池组件太阳能电池组件是能够产生电量的核心部分，也是太阳 能发电系统中价值最高的部分，它的功能就是将太阳辐射到 地球上的光强转换为电能（此电能随着太阳强度的变化而变 化）或送往蓄电池中存储起来，以此来推动直流负载工作。
太阳能电池板通过光电效应，在太阳光照射到半导体上时接 收太阳光将太阳光转换为所需的直流电。
2.2.2太阳能控制器从太阳能电池过来的直流电是不稳定的，因为太阳在每 个时间段照射强度不同，由此电子和空穴扩散的速度则不同，从而产生了不同的直流电，如果将此直流电直接应用于生活 中，生活中的直流负载就会受到损坏，因此，需要用控制器 件将太阳能电池所发的直流电进行稳定，控制器在太阳发电 系统中起到了稳定电压的作用，同时对蓄电池充电，在充电 的过程中同时也起到过充电保护、过放电保护。
因此，太阳 能控制器是将不稳定的直流电控制成所需要的稳定的一定值 的直流电，在将稳定的直流电输送给生活中的直流负载。
由于离网型太阳能发电系统是属于自发自用的发电系统，在晚上或阴雨天时无法发电，就需将平时有太阳发的电保存起来，针对特殊情况时使用，这时就需要蓄电池，蓄电池大小的选择原则如下公式：C= P* T* f r* f c* f LUN其中，P负载的实际容量，T放电时间，f r温度系数（温度对电池的影响，取1.1〜1.2)f c容量补偿系数（取1.1)，乂老化系数（取1.0〜1.1)，"a t电压，A最大放电深度。
针对蓄电池来说，它的容量应该是越大越好，储存的电量会越多，但是根据实际情况，蓄电池过大从经济上来说会浪费电站的投资费用，从占地空间来说，容量越大蓄电池的体积也越大，占地面积就越大，是一种资源的浪费。
2.2.3太阳能逆变器生活中不止有直流负载，而更多的是使用交流负载，因此，需要一个能够将直流电转化为交流电的设备，太阳能逆变器的作用是通过M OS场效应开关管组成的全桥电路，然后采用SPWM控制器、直流变换回路、反馈回路和L C振荡、输出回路等一些中间的各种环节得到所需的交流电，根据所需的不同可以变换为不同的交流电（生活所需的通常是220V50H z的交流电)。
本系统主要针对离网型太阳能发电系统，因此，在选择逆变器时应选择离网型的逆变器。
3发电系统的维护发电系统能够正常发电，只能说实现了基本功能，而此发电系统是否能长期工作则是更重要的一部分，因此，如何维护发电系统能够正常工作并长期发电量达到最佳是至关重要的另一个环节。
(1)针对外观来说，对于组件接收太阳光将光能转化 为电能的采光面必须清洁，不能有积有灰尘，定期应该用刷子（选择柔软的软毛刷）、干净温和的水进行清理，在清理的过程中力度不宜过大，如果有难去除的物体或渣滓等，禁止用如小刀等坚硬物体硬刮擦组件的采光面，应选择慢慢的擦拭或不损害采光面的方法去除污渍。
定期检查支架是否牢固、接触面是否良好、边框是否有破裂、是否有遮挡物等，在太阳辐射强度基本一致的条件下定期使用直流钳型电流表测量各光伏组件串的输入电流，偏差值应不超过5%。
(2)放置蓄电池的室内应干燥、通风、光线充足但不是 直射；不能出现烟火；维护人员应佩戴防护用品和使用绝缘器械，防止本人触电或短路、断路蓄电池；不能私自拆卸蓄电池安全阀。
(3) 逆变器、控制器都是本发电系统中非常重要的设备，这些设备任何参数的变化都直接会给输出带来危害，这个危害直接威胁到所接负载，例如给家庭供电，逆变器、控制器损坏或参数发生变化会直接损坏家用电器，给用户带来损失。