家庭光伏发电系统设计
家庭光伏发电系统设计
家庭光伏发电系统设计一、光伏发电简介及原理（一）简介：理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。
其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。
多晶硅电池效率在16%至17%左右，单晶硅电池的效率约18%至20%。
光伏组件是由一个或多个太阳能电池片组成。
光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场可提供电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。
到2009年，中国并网发电还未开始全面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。
（二）原理：二、独立光伏发电系统组成部分和设计要求目前在独立运行的光伏发电系统中，普遍采用的结构如图1所示，首先利用太阳能电池来收集太阳能，在经过DC/DC变换器给蓄电池充电，由于蓄电池的电压较低，往往无法满足逆变要求，因此还需要一个升压变压器，将直流电压升高，最后通过逆变器将直流电转化为220V/50Hz的交流电供用户使用。
①电池板的选择：太阳能电池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所消耗的电力，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），由太阳能电池阵列工作电源IP（A）与工作电压VP（v），便可决定平板式太阳能板发电功率，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②DC/DC变换器的选择:转换效率要高，静态电流要小，可以更省电；输入电压要低，尽可能利用电池的潜能；噪音要小，对手机的整体电路无干扰；功能集成度要高，提高单位面积的使用效率，使手机设计的更小巧；足够的输出调整能力，电荷泵不会因工作在满负荷状态而发烫。
3KW家庭光伏离网发电系统方案
3KW家庭光伏离网发电系统方案肩负责任?专心致志?追求杰出家庭光伏离网发电3KW运行方案1.光伏离网发电光伏离网系统所需主要器件由光伏电池板和光伏逆变器及蓄电池构成。
其工作模式为光伏电池产生的直流电能通过光伏逆变器 SMB 转换成优质交流为负载供电，多余电能自动储存在蓄电池里;当光伏不足时，由蓄电池和光伏一起向负载供电;没有光伏时，由蓄电池或市电向负载供电。
通常用于电网供应不足的地区，可替代柴油发电机的可靠的、清洁和成本低廉的有效解决方案。
2.系统主要组件1)光伏组件光伏组件是将太阳光能直接转变为直流电能的发电装置，根据用户对功率和电压的需求，通过串并量得到适合的太阳能电池组件阵列，满足用电需求250Wp太阳能电池组件基本参数序号项目单位技术参数备注1 太阳电池种类多晶硅1650×992×52 mm 光伏组件尺寸结构 03 kg 19.5 光伏组件重量电参数1 最大输出功率 Wp 250肩负责任?专心致志?追求杰出250Wp太阳能电池组件基本参数序号项目单位技术参数备注 2 最大功率偏差 ?3% 3 开路电压(Voc) V 37.2 4 短路电流(Isc) A 8.8 5 最佳工作电压 V 31.7 6 最佳工作电流 A 7.92 7 组件全面积光电转换效率 % 14.66 8 反向电流能力或组串直流保险规格 A 15 9 填充因素FF 0.76 11 开路电压温度系数 %/K -0.37 12 %/K +0.06 短路电流温度系数13 功率衰降 (1) 第1 年功率衰降 % ?2 (2) % ?10 前10年功率衰降(3) 25年功率衰降 % ?20 极限参数1 工作温度范围 ? -40,+852)逆变器逆变器是将直流电变换为交流电的设备，并网型逆变器是光伏发电系统中的重要部件之一。
交流上方SMB-3K/1S 额定功率 3000W 最大交流输出电流 15.0A 额定电网电压 220V AC+20%, 50/60Hz+1Hz, 纯正弦波<3% THD, 单相电网电压范围 176-264V AC 待机损耗 ?15W显示 LCD，人机互动通讯方式无线连接 RS232/458, TCP/IP 后备电源切换时间 <5 毫秒直流最大直流输入电流 18.3A肩负责任?专心致志?追求杰出可接入组串数 1MPPT路数 1输入电压 180-360V DC MPPT电压 180-360V DC 连接器 MC4 最大工作效率97.00% MPPT效率 99.00% 功率因数 ,0.99 (额定功率) 蓄电池蓄电池充电电压 168V 蓄电池输出电压 12V DC/节蓄电池接入数量(只) 14蓄电池种类胶体蓄电池、铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池蓄电池容量推荐85~200安时充电曲线恒流、恒压、浮充、三段式充电方式蓄电池巡检管理可选项蓄电池自行检验功能可选项环境工作温度范围 -25? to +50? 储存温度 -40? to +70?湿度最大 90%, 不结露质保五年数据尺寸(MM) 510*300*200 防护等级 IP65 重量(KG) 26.5保护过/欠压、过/欠频、过流保护、交流短路保护、接地故障监测、直流反极性保护、过载保护电路拓扑高频链冷却方式自然冷却风机冷却 3)蓄电池电池容量电压100AH 12V3家用负载说明我们可以通过计算来找到家庭合适的装机容量:假如一个家庭往年的月平均用电度数在360度(KW/H)，日平均需求用电在12度左右。
小型太阳能光伏发电系统设计
小型太阳能光伏发电系统设计一、引言随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。
太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源，具有广阔的发展前景。
本文旨在设计一个小型太阳能光伏发电系统，以满足家庭日常用电需求，并探讨其在实际应用中的可行性和优势。
二、系统设计1. 光伏组件选择光伏组件是太阳能光伏发电系统中最关键的部分，其性能直接影响系统的发电效率。
在选择光伏组件时，应考虑其转换效率、耐久性和成本等因素。
常见的光伏组件有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池等。
根据实际需求和经济考虑，本文选择多晶硅太阳能电池作为光伏组件。
2. 逆变器设计逆变器是将直流电转换成交流电供家庭用电器使用的关键设备。
在设计逆变器时，应考虑其转换效率、输出波形质量以及负载容量等因素。
根据实际需求，本文选择了高效率、低失真的逆变器，并根据家庭用电负载的特点进行适当的容量选择。
3. 电池储能系统设计太阳能光伏发电系统在夜晚或阴天时无法直接发电，因此需要储能系统来存储白天产生的多余电能。
在设计储能系统时，应考虑其容量、充放电效率以及寿命等因素。
本文选择了高容量、高效率的锂离子电池作为储能系统，并根据实际需求进行适当的容量选择。
4. 控制与监测系统设计为了保证太阳能光伏发电系统的正常运行和安全性，需要设计相应的控制与监测系统。
控制系统可以实现对光伏组件、逆变器和储能系统等设备进行监控和调节，以保证其正常运行和最大化发电效果。
监测系统可以对发电功率、负载功率以及储存状态等进行实时监测，并提供相应数据供用户参考。
三、性能分析1. 发电效率分析通过对太阳辐射强度和光伏组件转换效率等因素进行分析，可以评估太阳能光伏发电系统的发电效率。
根据实际数据和模拟计算，本文得出了系统的平均发电效率，并与其他可再生能源发电系统进行了比较。
2. 经济性分析太阳能光伏发电系统的经济性是评估其实际应用价值的重要指标。
本文通过对系统的投资成本、运行维护成本和可回收能源价值等进行综合分析，得出了太阳能光伏发电系统在经济上的可行性，并与传统能源供应方式进行了对比。
户用光伏典型设计标准
户用光伏典型设计标准一、引言户用光伏系统是指将太阳能转化为电能供家庭使用的一种电力系统，具有环保、可持续、经济等优势。
本文将从系统总体设计、组件选择、施工安装、运行维护等方面，介绍户用光伏典型设计标准，旨在为光伏系统工程师提供技术参考和指导。
二、系统总体设计1. 安装定位•根据当地的太阳辐射情况和户用电需求，选择合适的安装定位，确保光伏组件可以最大程度地接收到太阳辐射。
•避免阴影遮挡，选择无遮挡物的屋顶或地面进行安装。
2. 太阳能电池板的数量和排列方式•根据屋顶或地面的可用面积、太阳能电池板的尺寸和输出功率，计算出所需的电池板数量。
•选择合适的电池板排列方式，常见的有横向排列、纵向排列和斜向排列等。
3. 连接方式•选择合适的电池板串联并联方式，提高电压和电流的匹配度，从而提高系统的发电效率。
•合理选择逆变器类型，将直流电转换为交流电，以满足家庭用电需求。
4. 电池板支架和固定方式•设计合适的电池板支架，确保电池板能够稳固地安装在屋顶或地面上。
•选择合适的固定方式，常见的有螺栓固定、打地锚等。
三、组件选择1. 太阳能电池板•选择具有高太阳能转化效率和长寿命的太阳能电池板，确保系统的发电效率和稳定性。
•根据设备规格、材料质量和厂家信誉等因素，进行广泛的市场调研，选择品质可靠的太阳能电池板供应商。
2. 逆变器•选择适配于太阳能电池板的逆变器，确保其具有高效率和稳定的工作性能。
•根据负载需求、逆变器的输入电压和输出电压等要求，选择适合的逆变器型号和容量。
3. 电池•如需设置储能系统，选择高性能的蓄电池，提高系统的夜间供电能力和应急备用能力。
•根据充放电次数、电力容量和使用寿命等要求，选择适合的电池类型和规格。
四、施工安装1. 安全施工•在施工前进行必要的安全培训，确保施工人员具备安全意识和操作技能。
•工地应设置明显的警示标志，确保施工现场的安全。
2. 电缆布线•根据逆变器和电池板的位置确定布线方案，确保电缆的长度最小、线损最小。
(完整word)家庭分布式光伏典型设计方案
家庭分布式光伏典型设计方案家庭屋顶一般采用瓦片结构和水泥结构，安装方在推销光伏或者接到用户申请时，要去现场考察，因为并不是每家屋顶都适合安装光伏。
1、选择合适的安装场地首先要确定屋顶的承载量能不能达到要求，太阳能电站设备对屋顶的承载要求大于30kg/平米，一般近5年建的水泥结构的房屋都可以满足要求，而有10年以上的砖瓦结构的房屋就要仔细考察了;其次要看周边有没有阴影遮挡，即使是很少的阴影也会影响发电量，如热水器，电线杆，高大树木等，公路旁边以及房屋周边工厂有排放灰尘的,组件会脏污，影响发电量；最后要看屋顶朝向和倾斜角度，组件朝南并在最佳倾斜角度时发电量最高，如果朝北则会损失很多发电量。
遇到不适合装光伏的要果断拒绝，遇到影响发电量的需要和业主实事求是讲清楚,以免后续有纠份。
2、选择合适的光伏组件光伏组件有多晶硅，单晶硅，薄膜三种技术路线,各种技术都有优点和缺点,在同等条件下，光伏系统的效率只和组件的标称功率有关，和组件的效率没有直接关系，组件技术成熟，国内一线和二线品牌的组件生产厂家质量都比较可靠，客户需要选择从可靠的渠道去购买。
光伏组件有60片电池和72片电池两种，分布式光伏一般规模小，安装难度大,所以推荐用60片电池的组件，尺寸小重量轻安装方便。
按照市场规律,每一年都会有一种功率的组件出货量特别大，业内称为主流组件，组件的效率每一年都在增加，2017年是多晶265W，单晶275W，这种型号性价比最高，也比较容易买到，到2018年预计是多晶270W，单晶280W性价比最高。
3、选择合适的支架根据屋顶的情况，可以选择铝支架，C型钢，不锈钢等支架，另考虑到光伏支架强度、系统成本、屋顶面积利用率等因素。
在保证系统发电量降低不明显的情况下（降低不超过1％)尽可能降低光伏方阵倾斜角度，以减少受风面，做到增加支架强度，减少支架成本、提高有限场地面积的利用率。
漏雨是安装光伏电站过程中需要注意的问题，防水工作做好了,光伏电站才安全。
小型屋顶太阳能发电系统的设计
小型屋顶太阳能发电系统的设计随着可再生能源的快速发展和环境保护意识的增强，太阳能发电作为清洁能源之一，在各个领域得到了广泛的应用。
而在屋顶安装太阳能发电系统早已不再局限于大型工业建筑，而是逐渐普及到小型住宅屋顶。
本文将探讨，旨在提出一种切实可行的方案，为居民提供清洁、稳定的能源供应。
一、小型屋顶太阳能发电系统的意义小型屋顶太阳能发电系统的设计是为了将可再生能源带入家庭生活，实现家庭能源的自给自足。
传统能源的消耗给地球环境带来了巨大的负担，而太阳能作为一种清洁能源，可以有效减少对环境的污染。
通过在小型住宅屋顶安装太阳能发电系统，不仅可以降低家庭的能源成本，还可以为环保事业做出一定的贡献。
二、小型屋顶太阳能发电系统的技术原理小型屋顶太阳能发电系统主要由光伏组件、逆变器、电池、支架等部分组成。
光伏组件将太阳能转化为直流电能，逆变器则将直流电转化为交流电，以供家庭使用。
而电池则可以储存多余的电能，在夜间或阴天使用。
支架则起到支撑和固定光伏组件的作用。
三、小型屋顶太阳能发电系统的设计要素1. 屋顶条件：屋顶的朝向和倾斜角度是选择太阳能发电系统的重要考虑因素。
一般情况下，南向屋顶是最佳选择，倾斜角度应尽量接近当地纬度。
2. 光伏组件：选择高效、耐用的光伏组件对系统的发电效率至关重要。
在选购光伏组件时，一定要选择正规厂家的产品，避免购买劣质产品。
3. 逆变器：逆变器的选择也是非常重要的，它直接影响太阳能发电系统的输出电流和电压。
高效、稳定的逆变器可以提高系统的发电效率和稳定性。
4. 电池：如果家庭需要在夜间或阴天使用太阳能发电系统发电，就需要安装电池来储存多余的电能。
选择容量适当、寿命长的电池才能保证系统的正常运行。
5. 支架：支架的稳固性和耐用性决定了光伏组件的安全性和稳定性。
选择优质的支架可以减少维护成本，并延长系统的使用寿命。
四、小型屋顶太阳能发电系统的设计步骤1. 方案设计：首先需要根据屋顶条件和家庭用电需求，确定太阳能发电系统的容量和型号。
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。
太阳能光伏发电系统课程设计家庭并网光伏发电系统的优化设计
《太阳能光伏发电系统》课程设计课题名称：家庭并网光伏发电系统的优化设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：设计时间：沈阳工程学院报告正文目 录第1章 绪论 (3)设计背景 ................................................................................................................................. 3 设计意义 ................................................................................................................................. 3 第2章朝阳市气象资料及地理情况 ............................................................................................. 4 第3章 家用并网型 .. (6)太阳能光伏发电系统的优化设计 ................................................................................. 6 设计方案 (6)家庭太阳能分布式并网发电系统的技术原理 .............................................................. 6 家庭太阳能分布式并网发电系 统的技术原理家庭太阳能布式并网发电系统 ( 以下简称系统) 主要由太阳能电池组、控制器、并网逆变器、蓄电池、电能表等组成，如图 1 所示其中的核心元件是太阳能电池组。
........................................................ 6 负载的计算 ............................................................................................................................. 8 太阳能电池板容量及串并联的设计及选型 . (8)太阳能电池组件数量的计算 ......................................................................................... 9 用户用电电流一般较大，为了使负载能正常工作我们需要并联若干光电池组件。
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家庭光伏发电系统设计
一、光伏发电简介及原理
(一)简介:理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。
其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。
多晶硅电池效率在16%至17%左右,单晶硅电池的效率约18%至20%。
光伏组件是由一个或多个太阳能电池片组成。
光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场可提供电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。
到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电
提供的。
(二)原理:
二、独立光伏发电系统组成部分和设计要求
目前在独立运行的光伏发电系统中,普遍采用的结构如图1所示,首先利用太
阳能电池来收集太阳能,在经过DC/DC变换器给蓄电池充电,由于蓄电池的电压较低,往往无法满足逆变要求,因此还需要一个升压变压器,将直流电压升高,最后通过逆变器将直流电转化为220V/50Hz的交流电供用户使用。
①电池板的选择:太阳能电池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所消耗的电力,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),由太阳能电池阵
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,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
②DC/DC变换器的选择:转换效率要高,静态电流要小,可以更省电;输入电压
要低,尽可能利用电池的潜能;噪音要小,对手机的整体电路无干扰;功能集成度要高,提高单位面积的使用效率,使手机设计的更小巧;足够的输出调整能力,电荷泵不会因工作在满负荷状态而发烫。
③蓄电池的选择:独立光伏系统蓄电池的选择过程主要包括三个方面:蓄电池
种类、蓄电池的容量和蓄电池组串并联的确定。
蓄电池种类很多,主要有铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢电池等。
目前,由于产品技术的成熟性和成本等因素,一些小型简单的独立光伏系统中使用镍氢电池,但应用较少;多数的独立光伏系统中使用铅酸蓄电池,应用广泛。
蓄电池的容量选择与很多因素有关,主要有日负载需求、蓄电池最大放电深度、独立运行天数、安装地环境温度。
独立光伏系统的蓄电池容量,要保证系统在太阳光照连续低于平均值的情况下负载仍可以在一定时间内持续正常工作。
在光照度低于平均值的情况下,太阳能电池组件产生的电能,不能完全补充每日负载需求从蓄电池中消耗能量而产生的空缺,这样蓄电池就会处于亏电状态。
如果在一定时间内光照度始终低于平均值,蓄电池持续放电以供给负载的需要,蓄电池的荷电状态持续下降。
但是为了避免蓄电池的损坏,这样的放电过程只能允许持续一定的时间,直到蓄电池的荷电状态到达安全的最低值,即蓄电池的最大放电深度。
这里我们将持续放电时间称为:独立运行天数,即光伏系统在没有任何外来能源的情况下蓄
电池供给负载正常工作的天数。
同时,由于铅酸蓄电池的额定容量会随着温度的变化而变化,当蓄电池温度下降时,蓄电池的容量会下降,所以安装地气温对确定蓄电池的容量非常重要。
如果安装地的气温较低,实际需要的蓄电池容量就要比常温条件下需要的蓄电池容量大,才能保证在不影响蓄电池使用寿命的情况下满足负
载的用电需求。
大多数铅酸蓄电池生产企业一般会提供相关的蓄电池温度一容量修正曲线。
在该曲线上可以查到对应温度的蓄电池容量修正系数。
蓄电池容量=(日负载需求*独立运行天数)/(最大放电深度*容量修正系数)。
④逆变器的选择:在光伏系统中,光伏逆变器的指标及参数主要受蓄电池及其负载的影响,为了满足负载要求,逆变器稳态输出电压的变化量不超过额定值的5%,突变输出电压偏差不超过额定值的10%;输出电压波形失真度小,频率稳定,逆变效率较高;且在功能稳定与经济指标之间权衡。