90W太阳能供电系统配置

90W太阳能供电系统配置
1、蓄电池组容量的选择
假设用电设备的平均功耗为90w，整套系统采用12V直流蓄电系统逆变成交流220伏供电，那么系统每天消耗的电量为
90瓦/12伏×24小时=180（AH）
设蓄电池组容量能满足整个系统在阴雨天气连续工作3天，则蓄电池组容量最小为：
180AH×3天=540（AH）
虽然电池的标称容量就是其额定放电容量，太阳能系统用蓄电池最佳选择为深循环型免维护铅酸蓄电池，一般情况下放电深度在50％-80％系统可靠性最好。

我们仅按50%的放电深度来设计，以便有一定的富裕量，则设计的蓄电池总容量为：
540AH/0.5 = 1080 AH
这样，蓄电池组的总容量就计算出来了，需要1200AH的容量才能达到系统连续24小时运行有3天连续阴雨天也能正常运行的供电要求，蓄电池组两端电压是DC12V,蓄电池组的最佳组合应该是:2V1200AH蓄电池6只串联安装。

2、太阳能电池板的选择
太阳电池方阵由一个或多个太阳能电池组件构成。

如果组件不止一个，组件的电流和电压应基本一致，以减少串、并联组合损失。

依据系统安装地的太阳能辐射参数和负载的特性，确定太阳能电池方阵的总功率；依据所设计系统电压电流要求，确定太阳能电池方阵串并联的组件数量。

现在以系统安装地每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程和逆变过程中的损耗，来计算太阳能电池板的输出功率。

系统每天24小时连续工作，功率平均为90W，则每天消耗的额定电量为
90W*24小时＝2160WH
考虑到系统中有充电控制和逆变控制的功率器件的损耗，取0.9为逆变效率参数值计算，则每天需要太阳能电池板提供的总电量应该为
2160WH/0.9＝1944WH
太阳能电池在实际充电过程中，会受到各种天气原因的影响，太阳能电池的实际功率因数一般按0.7计算，按每天有效日照时间是6小时计算需要太阳能电池板的总功率是
1944WH/6小时/0.7＝462.86W
所以太阳能电池板设计为500W，采用12V100W电池板5块并联安装。

3、太阳能电池板支架的设计
太阳能电池方阵支架用于支撑太阳能电池组件，太阳能电池方阵的结构设计
要保证组件与支架的连接牢固可靠，并能很方便地更换太阳能电池组件。

太阳能电池方阵及支架必须能够抵抗120km/h的风力而不被损坏。

支架可以是倾角可调节的，或是安装在一个固定的角度，以使太阳能电池方阵在设计月份中（即平均日辐射量最差的月份）能够获得最大的发电量。

所有方阵的紧固件必须有足够的强度，以便将太阳能电池组件可靠地固定在方阵支架上。

太阳能电池方阵可以安装在屋顶上，但方阵支架必须与建筑物的主体结构相连接，而不能连接在屋顶材料上。

对于地面安装的太阳能电池方阵，太阳能电池组件与地面之间的最小间距要在0.3m以上。

立柱的底部必须牢固地连接在基础上，以便能够承受太阳能电池方阵的重量并能承受设计风速。

4、太阳能充电控制器的选择
充放电控制器可以是单独使用的设备，也可以和逆变器制作成一体化机。

充放电控制器应具有如下保护功能：
a)能够承受负载短路的电路保护；
b)能够承受负载、太阳能电池组件或蓄电池极性反接的电路保护。

c)能够承受充放电控制器、逆变器和其他设备内部短路的电路保护；
d)能够承受在多雷区由于雷击引起的击穿保护；
e)能防止蓄电池通过太阳能电池组件反向放电的保护。

对于太阳能电池方阵功率（峰值）大于20W的系统，控制器本身应当具有蓄电池充满断开（HVD）及欠压断开（LVD）的功能。

在太阳能无线调度系统中，选择的太阳能电池板峰值功率为500W,充电电压是12V，通过这个数据可以计算出太阳能充电控制器最大的工作电流是
500W*12V=41.6A
所以太阳能控制器应该选择12V45A的控制器。

5、太阳能智能逆变电源的设计
当工作电流超过额定值150%时，逆变器应能自动保护。

当电流恢复正常后，设备应能正常工作。

当逆变器输出短路时，应具有短路保护措施。

短路排除后，设备应能正常工作。

输入直流极性接反时，逆变电源应能自动保护。

待极性正接后，设备应能正常工作。

逆变器应具有雷电保护功能。

设计时应考虑高压输出端的电极不会被人手触及。

无线调度系统的总功率为90W，考虑到负载启动的瞬间冲击电流，逆变器的功率应该选择为200-300W。

6、蓄电池柜的选择
根据蓄电池的类型和放置地点确定是否需要蓄电池箱体。

蓄电池箱体应具备一定的通风条件且结构合理，以避免用户触到电极或电解液。

箱体必须用耐久材料制造，对可能接触到酸液的箱体部分应由防酸的材料制成。

箱体必须牢固，以能够支撑蓄电池的重量。

综上所设计的各个部件，太阳能无线调度系统供电系统的配置和价格
1、太阳能电池板：12V100W 5 块，共计500W
2、太阳能组件角铁支架：根据无线调度系统现场情况定制
3、太阳能充电控制器：12V45A
4、太阳能智能逆变器：12V300W
5、免维护蓄电池组：2V1200AH 6节
太阳能发电设计方案
一、关于硅太阳能发电板容量
硅太阳能发电板容量是指平板式太阳能板发电功率WP。

太阳能发电功率量值取决于负载24h所能消耗的电力 H(WH)，由负载额定电源与负载24h所消耗的电力，决定了负载24h消耗的容量P(AH)，再考虑到平均每天日照时数及阴雨天造成的影响，计算出太阳能电池阵列工作电流IP(A)。

由负载额定电源，选取蓄电池公称电压，由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及蓄电池浮充电压VF (V)，再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压VT (v)及反充二极管P-N结的压降VD(V)所造成的影响，则可计算出太阳能电池阵列的工作电压VP(V)，由太阳电池阵列工作电源IP(A)与工作电压VP(V)，便可决定平板式太阳能板发电功率WPW，从而设计出太阳能板容量，由设计出的容量WP与太阳能电池阵列工作电压VP，确定硅电池平板的串联块数与并联组数。

太阳能电池阵列的具体设计步骤如下：
１.计算负载24h消耗容量P。

P=H/V V——负载额定电源
2.选定每天日照时数T(H)。

3.计算太阳能阵列工作电流。

IP=P(1+Q)/T
Q——按阴雨期富余系数，Q=0.21～1.00
4.确定蓄电池浮充电压VF。

镉镍(ＧＮ)和铅酸(ＣＳ)蓄电池的单体浮充电压分别为1.4～1.6V和2.2V。

5.太阳能电池温度补偿电压VT。

VT=2.1/430(T-25)VF
6.计算太阳能电池阵列工作电压VP。

VP=VF+VD+VT
其中VD=0.5～0.7 约等于VF
7.太阳电池阵列输出功率ＷＰ平板式太阳能电板。

WP=IP×UP
8.根据VP、WP在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。

二、关于蓄电池的容量计算
蓄电池的容量由下列因素决定：
1.蓄电池单独工作天数。

在特殊气候条件下，蓄电池允许放电达到蓄电池所剩容量占正常额定容量的20%。

2.蓄电池每天放电量。

对于日负载稳定且要求不高的场合，日放电周期深度可限制在蓄电池所剩容量占额定容量的80%。

3.蓄电池要有足够的容量，以保证不会因过充电所造成的失水。

一般在选蓄电池容量时，只要蓄电池容量大于太阳能发电板峰值电流的25倍，则蓄电池在充电时就不会造成失水。

4.蓄电池自身漏掉的电能。

随着电池使用时间的增长及电池温度的升高，自放电率会增加。

对于新的电池自放电率通常小于容量的5%，但对于旧的质量不好的电池，自放电率可增至每月10%～15%。

在水情遥测系统中，连续阴雨天的长短决定了蓄电池的容量，由遥测设备在连续阴雨天中所消耗能量安时数加上20%因子，再加上10%电池自放电能安时数，便可计算出蓄电池的容量源。

按照两种容量方案的计算，作者计算完成了太阳能电源的设计：
1.测站的主要参数：
每隔5min发射一次数据，发射时间2Sec；
发射机输入电压DC13.8V，输出电流5A；
当地日照时数7～8h。

2.测站蓄电池容量经计算得出为38AH。

3.测站太阳能电池容量阵列输出功率WP W为25～35w。

综合以上结果，太阳能电源设计值为：
蓄电池：采用铅酸蓄电池，容量38AH，采用2个容量20AH并联形式；太阳能电池阵列：输出功率25～35W，采用标准块板一块输出容量25～38W，一块正好。

三、太阳能电源安装使用中注意的问题
1.阵列板选择安装在周围无高大建筑物、树木、电线杆等无遮挡太阳光和避风处。

2.太阳能电池阵列板配套的蓄电池在第一次使用时，要先充电到额定容量，不可过充或过放。

3.注意定期的维护工作。

此电源系统经济可靠，安装方便，利于维护，在实践中取得了满意的效果。