户用光伏离网系统典型设计

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离网光伏系统设计方案

离网光伏系统设计方案

离网光伏系统设计方案一、概述二、需求分析1.电源需求:需确定离网负载需要供应的电能,包括负载功率、耗电时间等。

2.光伏资源:通过研究目标地区的光伏辐照度数据,确定该地区的光伏资源充足度。

3.系统可靠性:需要保证系统的可靠性和稳定性,使其能持续为负载提供电能。

三、系统组成1.光伏发电子系统:通过光伏组件将太阳能转化为直流电能,并通过充电控制器、功率优化器等电路对光伏发电系统进行控制和保护。

2.电池储能系统:储能系统由蓄电池组成,将光伏发电系统产生的电能进行储存,以供给离网负载使用。

根据负载需求和离网时间的长短,选择合适的电池容量和种类。

3.逆变器系统:将储存在电池中的直流电能转换为交流电能,以满足离网负载的使用需求。

逆变器系统还具有电压稳定、频率稳定和保护等功能。

4.控制系统:控制系统对光伏发电子系统、电池储能系统和逆变器系统进行集中控制和管理,确保系统的正常工作和高效运行。

四、系统设计考虑因素1.光伏组件的选择:根据目标地区光照条件选择高效的光伏组件,以提高系统的发电效率。

2.电池容量的确定:需根据负载需求和离网时间长短,以及光伏系统的发电能力,合理确定电池容量。

3.逆变器的选型:需选择适合离网光伏系统的逆变器,确保逆变器能够正常工作和输出满足负载需求的交流电。

4.控制系统的设计:控制系统需要具备监测、控制、保护和管理等功能,以实现对系统的全面控制和管理。

五、系统运行与维护1.系统运行:光伏发电系统将通过充电控制器对电池进行充电,并将电能转换为直流电供逆变器使用。

逆变器将直流电能转换为交流电供给离网负载使用。

2.系统维护:定期对光伏组件进行清洁和检查,确保其正常工作。

对电池进行定期充电和放电以防止过充和过放,延长电池寿命。

对逆变器和控制系统进行检查和维护,确保其正常工作。

六、系统优化1.节能优化:通过调整离网负载的使用电量,减少能量消耗,提高系统能量利用率。

2.多能互补:可通过增加其他可再生能源发电系统,如风力发电、水力发电等,与光伏系统组合使用,以增加系统的稳定性和可靠性。

离网光伏系统设计方案

离网光伏系统设计方案

离网光伏系统设计方案离网光伏系统设计方案离网光伏系统是一种独立的发电系统,不依赖于传统的电网供电,可以在没有电网供电的地方提供电力供应。

以下是一份离网光伏系统设计方案:1. 系统规模和功率需求:首先确定所需的发电容量和功率需求,考虑到用电设备的种类和数量,并预估每天的用电量。

根据这些信息,确定适当的系统规模和发电功率。

2. 太阳能电池板选择:选择高效的太阳能电池板以提供足够的电力。

考虑到可用的安装空间和太阳能资源的可利用程度,选择适当的太阳能电池板类型和数量。

3. 蓄电池选择:选择适当的蓄电池以存储白天收集到的电能,供应夜间或云天的电力需求。

选择高效的蓄电池,考虑其容量、充电和放电效率,以及寿命等因素。

4. 逆变器和控制器选择:逆变器将直流电转换为交流电,供应家庭和设备使用。

选择适当的逆变器,考虑其容量和转换效率。

控制器将太阳能电池板和蓄电池连接到逆变器,监控和管理系统运行。

5. 线路设计和安全:设计适当的电线和线路连接太阳能电池板、蓄电池、逆变器和用电设备,确保电力传输的安全和稳定。

6. 安全性和保护措施:考虑到天气条件和环境因素,对系统进行适当的安全性和保护措施。

例如,防雷、过压和短路保护装置。

7. 监控和维护:安装监控系统,监测太阳能电池板的发电效率和系统的运行情况。

定期维护和清洁太阳能电池板以最大程度地提高其效率和寿命。

8. 系统节能和优化:考虑到能源的有效利用和节约,设计系统以最大限度地提高能源利用率。

例如,使用高效的电器设备和灯具,合理设置用电时间和能源管理。

总之,离网光伏系统的设计方案应该充分考虑到用户的用电需求、可用的太阳能资源、系统组件的选择和配套、系统的安全性和稳定性,以及系统的监控和维护等方面。

同时,注重节能和优化,最大化提高能源利用效率。

光伏离网系统典型设计

光伏离网系统典型设计

光伏离网系统典型设计当今世界上还有很大一部分人生活在缺电或无电的世界中,他们居住在贫困或偏远地区,远离发电厂和公共电网,因为没有电,无法享受到现代文明给生活带来的信息和便利。

光伏离网发电系统是一种独立自给的可再生新能源供电系统,可以解决他们的基本用电问题。

典型光伏离网发电系统主要由太阳能组件,支架,太阳能控制器,离网逆变器,蓄电池,配电箱等六部分组成,太阳能组件接入到太阳能控制器后,首先满足用户负载使用,之后将多余的电量存储于蓄电池中,以备夜间及阴雨天使用,当蓄电池没电,大部分逆变器还可以支持市电输入(或者柴油发电机)作为补充能源给负载供电。

光伏离网系统的设计不同于并网发电系统,需要考虑用户的负载大小,日用电量,当地的气候条件等因素,根据客户的实际需求选择不同设计方案,相对较为复杂,为了保证离网系统能够可靠工作,做好前期的客户需求调查是非常有必要的。

光伏离网系统的设计,主要包含逆变器的选型,组件容量的设计和蓄电池容量的设计:一.逆变器选型:根据用户负载大小和类型确定逆变器功率逆变器功率大小的选择一般要不小于负载总功率,但是考虑到逆变器的使用寿命和后续扩容,建议逆变器功率需要考虑留有一定的裕量,一般为负载功率的1.2~1.5倍,另外,如果负载包含有类似于冰箱,空调,水泵,抽油烟机等带电动机的感性负载(电动机的启动功率是额定功率的3~5倍),需要把负载的启动功率考虑进来,即负载的启动功率要小于逆变器的最大冲击功率。

以下是逆变器的功率选择的计算公式,供设计时参考。

二.组件容量确定:根据用户日用电量和光照强度确定组件容量光伏组件白天发的电一部分供给负载使用,剩下部分给蓄电池充电,到了晚上或者太阳辐射不足情况下,储存在蓄电池的电将放电给负载使用,由此可见,在没有市电/或者柴油机作为补充能源情况下,负载的所耗电全部来自光伏组件白天所产生的电,考虑到不同季节,不同地区的光照强度会有差异,为了保证系统的可靠运行,光伏板的容量设计应该在光照最差的季节也能满足需求,以下是光伏板的容量计算公式:三.蓄电池容量确定:根据夜晚用电量或者后备时间确定电池容量光伏离网系统的蓄电池主要用于储能,保证在太阳辐射不足时负载还能够正常工作。

毕业设计(论文)家用5kw离网型光伏发电系统的设计

毕业设计(论文)家用5kw离网型光伏发电系统的设计

摘要常规能源在消耗的过程中会产生多种有害气体,不但污染环境,而且无法长久稳定地提供能源,而核能源虽然属于新型能源,但是可使用量有限,其在消耗的过程中会产生放射性废料。

与现有的其他能源相比,太阳能可谓优势突出,来源充足、方便易得,光伏发电系统就是通过各种设备直接将其转换为电能的系统,因此开展针对光伏发电系统的研究对于合理高效利用资源、推动新型能源的开发、促进光伏发电系统的发展具有重要意义。

本文以研究离网型光伏发电系统为目标,以相关基本理论为基石,通过模块化设计,利用仿真工具进行模拟,实现了对该系统的深入研究。

以光伏电池、蓄电池、变换器、控制器等硬件模块和最大功率点跟踪原理及算法等理论作为研究基础,对系统的设计主要包括对太阳能电池板的配置和计算、蓄电池组的配置和计算、DC-DC变换器的设计、DC-AC逆变器的设计和控制器的设计等。

以负荷要求为根据,进行有关参量的计算,选取合适的先进硬件材料,确定光伏电池和蓄电池的串并联数目;考虑输入与输出的数量关系,考虑实际负荷要求,考虑各种因素的影响,选取合适的变换器;由于智能控制器能够完成对系统的自动控制,保证系统正常且高效运行,因此非常适合作为系统的控制环节。

借助MATLAB 的仿真功能,依据已知的对各个模块的工作原理、基本结构的分析与研究,实现了对5kW离网型光伏发电系统中多个模块的模拟仿真,仿真结果与理论结果相一致。

关键词:离网型光伏发电系统系统模块设计系统模拟仿真AbstractConventional energy would release a large number of harmful gas in the process of consumption, and it cannot be stable for a long time to provide energy. Nuclear fuel belongs to new energy source but non-renewable energy, and it would eject radioactive waste at work and damage to the environment, so solar energy resource has obvious advantages by comparison. Solar photovoltaic power generation system is able to convert solar energy into DC or AC power through a variety of equipment, thus, study of solar photovoltaic power generation system is of great significance to use resources efficiently and promote the development of photovoltaic power generation systems.Study of off-grid photovoltaic power generation system as the goal, through the design of off-grid photovoltaic power generation system modules, using simulation tools for simulation, the household 5 kw off-grid photovoltaic power generation system research is implemented in this paper. Hardware such as photovoltaic cells, battery, converter and maximum power point tracking principle and algorithm theory as a foundation for research, the household type 5 kw off-grid photovoltaic power generation system is designed, mainly including configuration and calculation for the solar panels, battery configuration and calculation, the design of DC-DC converter, DC-AC inverter and the design of controller. Based on load requirements, relevant parameters are calculated, suitable materials are selected and the number of series-parallel solar cells and battery is determined. Considering the relationship between input and output, actual load demand and the influence of various factors, appropriate converters are selected. Intelligent controller can realize the automatic control of the system and ensure the normal and efficient operation system, which is very suitable as the control link of the system. Using powerful simulation function of MATLAB/Simulink, on the basis of understanding of working principle and analysis and design for basic structure for each module, the simulation of photovoltaic cells, DC- DC converter and DC-AC inverter is realized and the simulation results are consistent with the theoretical results.Keywords:off-grid photovoltaic power generation system system module design system simulation目录摘要 (1)Abstract (2)图表目录 (6)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究背景及意义 (1)1.2 研究现状 (3)1.2.1 我国太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 (3)1.2.2 国外太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 (6)1.3 本文研究内容 (8)1.3.1 课题研究内容和目标 (8)1.3.2 拟解决的关键性问题 (13)1.3.3 课题的创新性 (14)第2章太阳能光伏发电系统 (15)2.1光伏发电系统的组成 (15)2.1.1 光伏阵列 (15)2.1.2 逆变器 (15)2.1.3 蓄电池 (16)2.1.4 控制器 (16)2.2 光伏发电系统的分类 (18)2.3光伏电池 (20)2.3.1 光伏电池的分类 (20)2.3.2 太阳能电池的工作原理 (21)2.3.3 太阳能电池物理模型及基本特性 (21)2.4本章小结 (24)第3章最大功率点跟踪原理及算法 (25)3.1 最大功率点跟踪的意义 (25)3.2 最大功率点跟踪的原理 (25)3.3 最大功率点跟踪的方法 (28)3.3.1 恒定电压法 (28)3.3.2 干扰观测法 (29)3.3.3 三点重心比较法 (30)3.3.4 电导增量法 (32)3.4本章小结 (33)第4章家用5kW离网型光伏发电系统设计 (34)4.1太阳能电池板的配置与计算 (34)4.2 蓄电池组的配置与计算 (36)4.3 DC-DC变换器的设计 (38)4.4 DC-AC逆变器的设计 (40)4.4.1 逆变器的原理 (40)4.4.2 DC-AC逆变电路 (41)4.5 控制器的设计 (44)4.6 本章小结 (45)第5章家用5kW离网型光伏发电系统建模和模块仿真 (46)5.1仿真软件平台 (46)5.2光伏电池的仿真 (46)5.3DC-DC变换器软件仿真 (50)5.4DC-AC单相逆变器软件仿真 (54)5.5本章小结 (57)第6章结论与展望 (58)6.1结论 (58)6.2展望 (58)参考文献 (60)致谢 (63)图表目录图1-1 世界和我国常规能源耗尽年份图图1-2 世界和我国光伏电池的生产量图图1-3 全世界不同种类光伏电池的生产量图图1-4 家用4kW离网型光伏发电系统结构示意图图1-5 逆变电路基本电路构成图图1-6 多路光伏系统控制器的电路原理图图2-1 光伏发电系统示意图图2-2 直流负载直结型系统图图2-3 直流负载蓄电池使用型系统图图2-4 交流负载蓄电池使用型系统图图2-5 直、交流负载蓄电池使用型系统图图2-6 不考虑串并联电阻的PN同质结光伏电池等效电路图图2-7 考虑串并联电阻的PN同质结光伏电池等效电路图图2-8 光伏电池输出特性曲线图图2-9 太阳能电池光电转换过程中存在的各种类型的损耗图图3-1 光伏电池伏安特性曲线示意图-温度一定,光照强度变化图图3-2 光伏电池伏安特性曲线示意图-光照强度一定,温度变化图图3-3 光伏电池输出功率与端电压特性曲线-温度一定,光照强度变化图图3-4 光伏电池输出功率与端电压特性曲线-光照强度一定,温度变化图图3-5 光伏电池在不同光照强度下的特性曲线图图3-6 恒定电压法控制流程图图3-7 干扰观测法控制流程图图3-8 三点重心比较法可能情况汇总图图3-9 三点重心比较法流程图图3-10 电导增量法流程图图4-1 Buck-Boost变换电路原理图图4-2 开关管导通时Buck-Boost电路的等效电路图图4-3 开关管关断时Buck-Boost电路的等效电路图图4-4 Buck-Boost电路电感两端的电压及流过电感的电流波形图图4-5 单相桥式逆变电路图图4-6 工作电压波形图图4-7 单极性SPWM逆变电路的主电路原理图图4-8 SPWM调制电路原理图图4-9 SPWM调制波形图图4-10 单路旁路型过充放电控制器控制原理图图5-1 光伏电池模块仿真模型图图5-2 光伏电池模块的子系统图图5-3 光伏阵列输出电流曲线图图5-4 光伏阵列输出电压曲线图图5-5 光伏阵列输出功率曲线图图5-6 光伏阵列输出特性曲线图图5-7 光伏阵列伏安特性曲线图图5-8 DC-DC变换器模块仿真模型图图5-9 IGBT模块集电极电流和集射极电压波形图图5-10 二极管电流、电压波形图图5-11 系统变量波形图-占空比0.5图图5-12 系统变量波形图-占空比0.2图图5-13 系统变量波形图-占空比0.7图图5-14 DC-AC单相逆变器模块仿真模型图图5-15 逆变桥模块的输入电流波形图图5-16 逆变桥模块输入电流经过二阶模型高通滤波后的波形图图5-17 负载两端电压波形图图5-18 电压源两端电压波形图图5-19 负载与电源加和波形图表1-1 未来世界能源需求与再生能源可开发量表表1-2 最优光伏组件的成本分析表表1-3 全球光伏组件价格变化表表1-4 光伏电池发展阶段表表1-5 国家发改委通知规定的全国光伏电站标杆上网电价表表1-6 我国实现光伏电池组件成本和光伏发电电价降低的路线表表1-7 2006-2012年我国各年光伏发电系统累计装机容量及当年新增装机容量表表1-8 2000-2012年全球光伏发电系统累计装机容量及当年新增装机容量表表1-9 全球光伏发电系统累计装机容量前六名表表2-1 离网型光伏发电系统对逆变器的基本要求表表2-2 离网型光伏发电系统对逆蓄电池的基本要求表表2-3 离网型光伏发电系统对逆蓄电池的基本要求表表2-4 现阶段光伏发电系统控制器分类表表2-5 光伏电池分类表表4-1 蓄电池常用字母含义表第1章绪论1.1 课题的研究背景及意义常规能源在消耗的过程中会产生多种有害气体,不但污染环境,而且无法长久稳定地提供能源,而核能源虽然属于新型能源,但是可使用量有限,其在消耗的过程中会产生放射性废料。

离网光伏系统设计方案

离网光伏系统设计方案

太阳光伏系统设计方案南京格瑞能源科技有限公司一总体方案描述面对化石燃料的逐渐枯竭和人类生态环境的日益恶化,在能源供应方面必须走可持续发展的道路,逐渐改变能源消费结构,大力开发利用以太阳能为代表的可再生能源,已逐步成为人们的共识。

由于太阳能发电具有节能、环保,安装使用方便,一次投资,长期受益等特点,目前广泛应用在别墅群、旅游渡假村、草原牧区、偏远山村、高山海岛等。

采用210W单晶太阳电池组件组成太阳电池阵列,太阳能阵列把光能转换为电能,太阳电池阵列通过防雷汇流箱后,进线通过防雷处理进入光伏控制器,充电控制器作过充、灯控制进入蓄电池组,逆变器把蓄电池逆变为AC220V频率(50Hz±2%)交流电且和市电形成互补,通过AC220V交流配电柜输出配电和后级防雷保护处理后,共462盏LED等照明灯使用。

太阳能电池板总共需安装占地面积约120平方米左右,可分别安装在屋顶相应的朝南位置,电池板支架采用全铝结构,具体方案在图纸深化设计中体现。

万泽大厦位于:E(东经)119°58′N(北纬)31°48′光伏组件安装倾角确定为32°发电系统包括太阳能电池板、组件支架、防雷汇流箱、蓄电池组,控制器,逆变器及配电箱其附件。

二系统介绍本系统的主要目的是给照明设备供电,采用LED灯后地下车库照明负载总功率为5544W,车道、车位共采用462盏12W的LED灯管,负载需要电压为交流220V,负载每天工作8小时。

根据电量平衡原理,需要太阳电池方阵功率为:11340Wp,方阵支架的倾角为32°,组件排列方式为6行9列。

太阳能电池方阵占地面积:120㎡。

系统设计2个阴雨能正常工作,蓄电池配置容量为:180Ah/DC220V。

蓄电池,控制器,逆变器,以及输出控制柜安装在空置房内。

本图供示意参考2.1系统核心配置名称型号参数备注太阳电池组件210Wp/DC96V 单晶蓄电池180Ah/DC220V控制器GESM60/220 DC220V/60A 智能自动控制汇流箱GEHL10-S6 6进一出汇流箱逆变器GEII10K/220 DC220V/10KW 正弦波逆变器(带市电互补)太阳电池组件支架2.2 负载用电(AC220V )项目 名称功率 数量总功率工作时间 用电 负载 LED 12W 462台5544W hWh 合计5544Wh三、系统示意图太阳能组串1太阳能组串2太阳能组串3太阳能组串4太阳能组串5太阳能组串6GESM60A/220太阳能控制器蓄电池组12V(180Ah)*18逆变器GEII10KW/220负载LED汇流箱市电输入交流母线输出四.太阳电池光伏阵列:太阳电池光伏技术设计: 4.1太阳电池组件:组件介绍略。

14-太阳能发电家用离网案例

14-太阳能发电家用离网案例

太阳能发电家用离网案例设计目的:满足无电或者经常停电地区人们的应急用电需求,此系统可以解决手机充电、灯泡、电脑、电视、风扇、打印机等日常小家电的用电需求。

案例展示:产品介绍:本款太阳能发电系统由单晶硅太阳能电池板、智能控制器、逆变器、太阳能专用胶体蓄电池组成。

该系统在白天天气晴朗的条件下由太阳能电池板产生电流,经过控制器对蓄电池进行充电。

控制器有防止蓄电池过充、过放的功能,很好的保护蓄电池,延长蓄电池使用寿命。

本套系统的蓄电池电压是12V的,12V的直流小功率电器可以直接使用。

如果使用220V的交流电器,可以使用逆变器将蓄电池电压由12V转为交流220V,将电器的插头插入逆变器的插座,打开逆变器开关即可。

适用场合:1、节能减排拥护者,做为家庭辅助电力使用,清洁、低碳、节能、环保、无污染,可持续;2、经常停电地区、以及灾难频发地区做为应急、防灾备用电源3、使用电网供电不方便的地区,如深山、旅游景区、渔船等等产品特点: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转换为电能,送往蓄电池中存储起来,在需要使用的时候从蓄电池放电驱动负载工作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。

本控制器还拥有光控开关、时控开关的功能,让家电更智能,让生活更省心!太阳能光伏系统对蓄电池的要求比较严格,本系统采用的是太阳能专用胶体蓄电池,完全免维护,寿命可达5-8年,是普通铅酸蓄电池的2倍。

蓄电池在太阳能发电系统中的作用是: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太阳能电池板直接输出的电压一般都是直流12V、24V、48V。

为能向交流220V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逆变器进行电能的转换。

本逆变器具有过载、过压、欠压、高温保护,当出现以上情况时,自动切断功率输出,很好的保护您的蓄电池和电器不受损坏。

离网光伏系统的设计与优化

离网光伏系统的设计与优化

离网光伏系统的设计与优化一、离网光伏系统的组成离网光伏系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器和负载等部分组成。

太阳能电池板是系统的核心部件,负责将太阳能转化为电能。

其性能和效率直接影响系统的发电量。

目前市场上常见的太阳能电池板有单晶硅、多晶硅和薄膜电池等类型,各有优缺点。

单晶硅电池效率高,但价格相对较高;多晶硅电池性价比适中;薄膜电池则具有柔性好、弱光性能佳等特点。

蓄电池用于存储太阳能电池板产生的电能,以便在夜间或阴天等光照不足时为负载供电。

常用的蓄电池有铅酸蓄电池和锂离子蓄电池。

铅酸蓄电池成本较低,但寿命较短;锂离子蓄电池寿命长、能量密度高,但价格较高。

控制器是系统的管理中心,负责控制太阳能电池板对蓄电池的充电过程,防止过充和过放,保护蓄电池和系统的安全运行。

同时,控制器还能监测系统的工作状态,提供相关数据和报警信息。

逆变器将蓄电池输出的直流电转换为交流电,以满足交流负载的需求。

逆变器的性能和效率对系统的整体效率和电能质量有重要影响。

负载则是系统所供电的设备,如灯具、电器、通信设备等。

二、离网光伏系统的设计要点1、负载功率需求评估首先要准确评估负载的功率需求。

这包括了解负载的类型(如电阻性、电感性、电容性负载)、工作时间、工作电压和功率等参数。

通过详细的负载分析,确定系统在不同时间段内的总功率需求,为后续的系统配置提供基础。

2、太阳能资源评估了解安装地点的太阳能资源情况至关重要。

可以通过查询当地的气象数据、太阳能辐射量数据或者使用专业的太阳能资源评估软件来获取相关信息。

充足的太阳能辐射是保证系统正常运行和发电量的关键因素。

3、蓄电池容量选择蓄电池的容量应根据负载的功率需求和无光照时间来确定。

一般来说,蓄电池的容量要能够满足负载在连续无光照期间的用电需求,并留有一定的余量。

同时,还要考虑蓄电池的充放电深度和循环寿命等因素。

4、太阳能电池板功率配置根据负载功率需求、太阳能资源情况和蓄电池容量,合理配置太阳能电池板的功率。

光伏离网系统设计方案

光伏离网系统设计方案

光伏离网系统设计方案一、引言随着可再生能源的快速发展和环境问题的日益严重,光伏离网系统逐渐成为人们研究和应用的焦点之一。

光伏离网系统是指通过太阳能光伏发电系统将太阳能转化为电能,并将其中一部分直接馈回电网供给其他用户使用,同时将另一部分电能储存在电池中以备无光照时使用。

本文将介绍光伏离网系统的设计方案。

二、主要组成1. 太阳能光伏模块太阳能光伏模块是光伏离网系统的核心部件,它的作用是将太阳能转化为直流电能。

光伏模块通常由多个太阳能电池组成,通过并联或串联的方式组成电池组。

2. 光伏逆变器光伏逆变器是将光伏发电模块产生的直流电能转化为交流电能的装置。

逆变器具有高效率、低损耗和稳定的特点,能够将直流电能转化为标准的交流电输出。

3. 电池组电池组是光伏离网系统的储能装置,它可以储存太阳能发电系统产生的多余电能,并在无光照时提供电能供给使用。

电池组通常由多个电池单元组成,并可以根据需要进行扩展。

4. 电网连接装置电网连接装置是将光伏离网系统连接到公共电网的关键设备。

它通过逆变器将系统产生的电能馈回电网,并可以将电网的电能供给系统使用。

三、离网系统设计方案1. 太阳能光伏模块的选择在选择太阳能光伏模块时,需要考虑模块的转换效率、耐久性和可靠性。

同时,根据实际情况确定光伏模块的数量和布置方式,以确保最大程度地利用太阳能资源。

2. 光伏逆变器的选型逆变器的选型要考虑系统的容量和负载特点,确保逆变器能够稳定地运行和高效地将直流电能转化为交流电能。

此外,还要考虑逆变器的保护功能和通信接口,以便实现远程监控和管理。

3. 电池组容量的确定电池组的容量应根据用户的负荷需求和无光照期间的供电时间确定。

需要考虑到充电和放电效率、循环寿命以及安全性等因素,确保系统能够提供稳定可靠的电能供应。

4. 电网连接装置的设计电网连接装置需要符合当地的电网标准和要求,确保光伏离网系统与电网的连接稳定可靠。

同时,还需要考虑到电网故障时的安全保护和自动切换功能。

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户用光伏离网系统典型设计
由于经济发展水平的差异,还有小部分偏远地区,没有解决基本用电问题,无法享受现代文明,光伏离网发电可以解决无电或者少电地区居民基本用电问题。

户用光伏离网发电系统主要由光伏组件、支架、控制器、逆变器、蓄电池以及配电系统组成。

系统电气方案设计,主要考虑组件、逆变器(控制器)、蓄电池的选型和计算。

设计之前,前期工作要做好,因为离网系统都是定制的,没有一个统一的方案,需要先了解用户负载类型和功率,白天和晚上的用电量,安装地点的气候条件。

光伏离网系统,用电要依赖天气,没有100%的可靠性。

离网系统由于必须配备蓄电池,且占据了发电系统30-50%的成本。

而且铅酸蓄电池的使用寿命一般都在3-5年,过后又得更换,从经济性来说,很难得到大范围的推广使用,只适合缺电的地方使用。

离网系统和并网系统不一样,组件和逆变器并不是按照一定的比例去配置,而是要根据用户的负载,用电情况和当地的天气条件来设计:
1、根据用户的负载类型,及功率确认离网逆变器的功率
家用负载一般分为感性负载和阻性负载,洗衣机、空调、冰箱、水泵、抽油烟机等带有电动机的负载是感性负载,电动机启动功率是额定功率的3-5倍,在计算逆变器的功率时,要把这些负载的启动功率考虑进去。

逆变器的输出功率要大于负载的功率。

但对于一般贫困家庭而言,考虑到所有的负载不可能同时开启,为了节省成本,可以在负载功率之和乘以0.7-0.9的系数。

下面的列表是常用家用电器的功率,供设计时参考。

2、根据用户每天的用电量确认组件功率
离网系统可用的电量=组件总功率*太阳能发电平均时数*控制器效率*蓄电池效率。

组件的设计原则是要满足平均天气条件下负载每天用电量的需求,也就是说太阳能电池组件的每天发电量要稍大于负载每天用电量。

因为天气条件有低于和高于平均值的情况,太阳能电池组件的设计基本满足光照最差季节的需要,就是在光照最差的季节蓄电池也能够基本上天天充满电。

但在有些地区,最差季节的光照度远远低于全年平均值,如果还按最差情况设计太阳能电池组件的功率,那么在一年中的其他时候发电量就会远远超过实际所需,造成浪费。

这时只能考虑适当加大蓄电池的设计容量,增加电能储存,使蓄电池处于浅放电状态,弥补光照最差季节发电量的不足对蓄电浊造成的伤害。

组件的发电量并不能完全转化为用电,还要考虑控制器的效率和机器的损耗以及蓄电池的损耗。

组件的安装角度要考虑用户的地理位置,尽量满足夏季和冬季的要求,在我国,太阳能电池的方位角一般都选择正南方向,以使太阳能电池单位容量的发电量最大,最理想的倾斜角是使太阳能电池年发电量尽可能大,而冬季和夏季发电量差异尽可能小时的倾斜角。

灯泡、电风扇、电吹风这样的负载,用电量等于功率乘以时间;空调、冰箱这样的负载,是间隙性工作的,空调的耗电和室内外温度差、房间面积、空调的能效率有很大关系,1台1P的空调,晚上用8小时,耗电1-5度不等。

3、根据用户晚上用电量,或期望待机时间确定蓄电池容量
蓄电池的任务是在太阳能辐射量不足时,保证系统负载的正常用电。

对于重要的负载,要能在几天内保证系统的正常工作,要考虑连续阴雨天数。

对于一般的负载如太阳能路灯等
可根据经验或需要在2~3天内选取。

对于一般贫困家庭而言,主要考虑价格,则不用考虑阴雨天,太阳好的时候多用。

太阳不好的时候少用,没有太阳则不用。

选择负载时,尽量使用节能设备,如LED灯、变频空调。

蓄电池的设计主要包括蓄电池容量的设计计算和蓄电池组串并联组合的设计。

在光伏发电系统中,大部分使用的都是铅酸蓄电池,考虑到电池的寿命,一般取放电深度为0.5-0.7之间。

蓄电池设计容量=(负载日均用电量*连续阴雨天数)/蓄电池放电深度。

4、5kVA户用系统设计方案
客户的用电需求:照明200瓦每天工作6小时,冰箱50瓦每天工作24小时,一匹变频空调工作12小时,电视机50瓦每天工作10小时。

还有洗衣机,台式电脑,电饭锅,电风扇等不定时家电,客户安装地点在云南迪庆。

(1)统计负载总功率
照明200瓦,冰箱50瓦,空调750W,电视机50瓦,洗衣机算300W,台式电脑200W,电饭锅1200W,电风扇100W,总计2850W,选用古瑞瓦特SPF 5000控制逆变一体机,输出功率为4.0KW。

(2)每天用电统计
照明1.2度电,冰箱1度,空调2度,电视机0.5度,洗衣机算1度,台式电脑0.5度,电饭锅1度,电风扇0.5度,平均总计7.7度,实际上平均每天约6-10度电左右。

云南迪庆光照条件较好,平均每天算4.5小时,设计采用9块280W组件,共2.52kW,平均每天能发电11.34度,离网系统效率较低,一般约0.8,平均每天可用电9度,因此基本上可以满足99%以上的用电需求。

(3)计算蓄电池
户用的电器大部分都是在晚上用,白天可能只有20%左右,为了增加蓄电池的寿命,可以适当增加蓄电池的容量,每天充放电深度低,这个项目设计采用4节12V250AH的胶体铅酸蓄电池,总容量12000VAH,可利用的电量约8.4度,平均晚上用电6度电,放电深度约50%。

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