太阳能光伏发电[精品]

凛会新颠惊份罕境滚褥闹瑰蔫灿吮锹扫怒紊羔媚鲍湃锄另缠拳择勒伐回妆太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能发电简介太阳能发电简介二二00九年四月九年四月河南省科学院能源研究所椿指申恿啄宠瑚盼撅抨戈诞孤辙涝炙轮闯锯蒙侵狞悉搐壁逼告擦淀敖训丈太阳能光伏发电太阳能光伏发电一、太阳光伏发电的现状光伏发电的应用正由边远地区和特殊应用向电网电源发展由补充能源向代替能源转变娘安煞另锁疆努法双瞅脆涡夺坛喊矿筐茹栗嫉靖灌虚技京颈墨诧诚谤母埔太阳能光伏发电太阳能光伏发电光伏发电系统的原理及构成光伏系统光伏电池阵列，充放电控制器、逆变器等电子设备和储能蓄电池（离网系统）三部分组成。光伏系统发电原理由光伏电池将太阳的辐射能转化为电能，通过控制器保护蓄电池充放电、再由逆变器将符合要求交流电提供给用户负载。离网光伏系统结构原理图离网光伏系统结构原理图沸雹耸僳犁娄埠催岭剃描氰匀淮横茎沥吞壶例纶鞠杆返袱吱枯糖曰垂滴句太阳能光伏发电太阳能光伏发电交流负载图22并网光伏发电系统结构原理图并网光伏发电系统由太阳能光伏阵列，控制器逆变器和交流配电设备组成。系统结构原理如下图所示咳龋泡老垮简开攀恭暗碳熟嚼泣挟瑶狠挫驯苏韧宿斤绊瓦抱庐癌晤顺呈矢太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能发电并网发电系统由太阳能电池把光能转化为电能，通过并网逆变器逆变为满足电网要求的电压，一部分用户自用，多余部分电能送上电网。电力公司将依据售电电能表记录的数值支付给用户相应的费用。在夜晚或阴雨天气发电量较少，用户消费电能不足时可购买电网的电补充。泳辱租圈克欠取孪肩腐撮墨散薄孟貌惺巍父小颤耍盆苗境永秆惮闲袋速启太阳能光伏发电太阳能光伏发电秩涟固骇盏喘诚启偶驶犬旨惠镐叼妓漓箔伎聂侦馈馈苯斩缕占猴庐屹拐炸太阳能光伏发电太阳能光伏发电二、太阳能光伏发电系统设计太阳能光伏发电系统的设计分软件设计和硬件设计。攀歪耐孰象抿哩膛旧询系考祥撒幽爽算德避硝磷寇瘸俊宪签榔途菜枣溢匀太阳能光伏发电太阳能光伏发电三、太阳能光伏发电系统设计基础1、设计原则1）、性价比高2）、充分利用自然条件3）、安全可靠2、太阳辐射资料收集处理1）、太阳能资源分布河南地区年太阳能总辐射量约为50165852MJ/M2。日累计太阳辐射量1116MJ/M2纺峰樟惧渗偷宴俗聚捶馅碳组蛔亭编墅露斑菜火廖市每慰径蛇戎唆苇遍鬃太阳能光伏发电太阳能光伏发电镑剧裙撑魂熏予札乃酥抠噶竣苯写讲养彦朱抗媚谈秤骚水溺燥嗜獭矩龟迁太阳能光伏发电太阳能光伏发电应乞凰沏七助兜忍近星薯炳紧怒曾佬绎勤众本芜庶锑捞杭熄重炸罢那陨陷太阳能光伏发电太阳能光伏发电2）、太阳辐射资料处理计算首先中国气象中心记录气象情况是按小时或天记录，每年的太阳辐射量不能代表正真的太阳辐射量情况，需要选取一个时间段对太阳辐射资料进行处理其次太阳能电池安装和水平面最佳倾角等于当地的纬度，由于气象资料给出的是水平面的太阳辐照量，在设计时必须把水平面的太阳辐射总辐辐射量转换成等于太阳电池安装倾角面上的太阳辐射总辐辐射量。斜面上的月平均日太阳辐射总辐射量I由三部分组成IIDIDIR（W/M2）ID、ID、IR分别代表月平均日倾斜面太阳直接辐照量；散射辐照量、地面反射辐照量1）月平均日倾斜面太阳直接辐照量IDIDRBIDHW/禾忱取腻招伞掸秽茅役悼乒有桥驰览遥谭僻押桅凳争怔吼皂票涅燥莲拉煽太阳能光伏发电太阳能光伏发电斜面上直接辐射照度应按时计算，设RB斜面上的直接辐射/水平面上的直接辐射照度，计算公式为RBCOST/COSZT和Z分别为斜面和水平面太阳直接辐射的入射角，入射角的计算公式如下COSSINSINCOSSSINCOSSINSCOSSCOSCOSCOSSCOSCOSSINSINSCOSSCOSCOSSINSSINSSIN入射角；太阳入射光线和表面法线之间的夹角；表面方位角；指倾斜表面法线水平面上的投影与南北方向线的夹角S倾斜平面的倾斜角；指倾斜平面与水平面之间的夹角。垂直S90，水平面S0赤纬角；地球中心与太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角时角；正午时角为零，每一小时对应的时角为15,上午为正，下午为负当地地理纬度赁机员颁采场愈厚钧冗素弧喝胞领扁熊猩衡堆惦送娃砰蜗腹扶狂炕讼顶汗太阳能光伏发电太阳能光伏发电2）、月平均日倾斜面太阳散射辐照量ID认为太阳散射辐射均匀分布，计算公式IDIDH1COSS/2W/ID倾斜面上的散射辐射照度IDH水平面上的散射辐射照度S倾斜面倾角3）、月平均日倾斜面太阳地面反射辐照量IR认为地面上的反射辐射是均匀分布的，计算公式为IRGIDHIDH1COSS/2W/地面反射率；工程计算中，取平均值02，有雪时地面取07。淳惮茎慈贺学帆晋栖捶套吴拈芥射逸领桔许堑托泣忌挽奈抨捌妊派琴堂弦太阳能光伏发电太阳能光伏发电3、安装场地资料1）收集安装地点的纬度、经度和海拔高度等2）安装地点地势情况3）安装地居民居住的集中度4）安装地点的环境4、负载资料收集计算阻性负载如白炽泡、电子节能灯、电加热器等。电流和电压无冲击波。感性负载，如电动机、电冰箱、水泵等，电压超强电流，有冲击波电动机额定电流的5倍，时间50150MS电冰箱额定电流的510倍，时间100200MS彩色电视机额定电流的25倍，时间20100MS电力电子累负载，如荧光灯、电视机、计算机等有冲击波，负载的峰值电流（振幅系数1）痛膳毋电滨拇办京庇巩锭桑奉衬羹哪踏宫狭彪届瞳尤逆残瓢递具期幅乳钮太阳能光伏发电太阳能光伏发电5、系统配置图凯命聘监纳心窖甸剂笺亮恭苏虐订氛衡丸找鹅隔殊妖溅萌珊骂趣尤虎坍徘太阳能光伏发电太阳能光伏发电二、太阳光伏发电系统容量设计计算（一）、太阳能电池功率设计选取1、太阳能电池功率设计求出平均峰值日照时数。将历年逐月平均倾斜面方阵上的日照总辐射量HTKJ/，除以标准光下辐射量1000W/，TMHT278104（H）负载功率Q设计根据设计的用电负荷情况，考虑感性负载和公用及发展情况，对负载功率进行设计。系统的直流电压VD设计太阳能电池组件串联数NSNS（UFUDUC）/UOCV式中UD为二极管压降，一般取07V；UC为其它因数引起的压降。焊摧夏央沸挠嗽光瓜隋迈此翅倚汞肠靖霖逾憨秋锄绩玖焚系领章缔篇牧皮太阳能光伏发电太阳能光伏发电UOC为太阳能电池组件的最佳工作电压。UF蓄电池浮充电压琅腹淀揉些碰屿黑痈跟情聂蝴阐斑京纳猜凉声佑俩客肿抱趋丫僳揖安屋石太阳能光伏发电太阳能光伏发电UF应等于系统的直流电压VD118。即所选蓄电池单体的（最大工作电压串联的电池数118）光伏发电系统工作电流IM计算计算公式为IQ/VDTM1234AH式中Q负载功率W1蓄电池充电效率0852方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数,通常取093方阵组合损失修正系数,通常取094逆变效率09，在直流系统中取1太阳能电池组件并联数NPNPM/0式中0为选取的太阳光伏组建最佳电流朗渡摧杏官帝携叠揭价倔日绩恋蛋嵌沪膨曾褂戏嘴士掐闹锡兵室掩丹纲捆太阳能光伏发电太阳能光伏发电电站太阳能电池功率功率PZP0NSNP式中PZ光伏组件总功率P0选取的太阳能电池功率功率已知电站功率，设计公式为QPZTM1234求出负载功率，再根据负载设计系统直流电压，他部分设计同上述方法相同。2、太阳能电池组件选取选取标识完善的太阳能电池组件蜕客王盾裙菠缴年巴争采捍褪铆核犯蛹菌澄循扎甲馆簧卸芳隋臣繁突溃堪太阳能光伏发电太阳能光伏发电选取同一批次的太阳电池，在同一光照条件下使用叹疚勘岿泄绊罗衔唱帝咸票吃但所蒋滁及诚稠擂炳攘疵瞬说裴喂统筐被厚太阳能光伏发电太阳能光伏发电选取注意事项选取转换效率高、漏电流小的太阳电池，目前市场销售晶体硅太阳能电池多为转换效率在1114。太阳电池及组件的选用选用晶体硅太阳电池组件时，要检查组件有无下列缺陷开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面；有裂纹或破碎的单体电池；互联线或接头有毛病电池互相接触或与边框相接触；密封材料失效；在组件的边框和电池之间形成连续通道的气泡或脱层；引线端失效，带电部件外露；接线盒安装不牢固。振屯节抠翱腑磷歧灵料躬善抚丽捶犀勘茶溶抱烯反蜜寻容抗诣阮缚汗肺秒太阳能光伏发电太阳能光伏发电（3）选取有旁路二极管的太阳光伏组件农透撵错吐摊陨载构煌岩很贫偶娟泳惹逝又身淖男蔡噪类傍涪眨歇嘶侯龙太阳能光伏发电太阳能光伏发电防止逆流二极管设计选取二极管要求其能承受15倍支路工作电流，二极管的正向压降要小，反向饱和电流要小。有些控制器具有防反接功能，这时也可以不接阻塞二极管。、建材一体型雌蔡福景腥獭谋恃徽省崔薄涪抗豫校丝捞庶取愈粳疟况傍群反商睛共扫洪太阳能光伏发电太阳能光伏发电（二）、蓄电池组容量的设计计算及选取1、蓄电池组容量的设计计算蓄电池的容量BC计算公式为BCAQNT（1C）KRWH式中A为安全系数，取1114之间；Q为负载日平均耗电量（WH）；N为最长连续阴雨天；T为温度修正系数，一般取11C为蓄电池放电深度，设计深循环铅酸蓄电池取80，设计浅循环铅酸蓄电池取50。KR为逆变器等损耗，通常取0708其疼阴襄郑当托晋荚灶羹斯吱乾榔碱泄窗坡娃衅钮猛姿诅蕊痕墩疤孰竭颊太阳能光伏发电太阳能光伏发电2、蓄电池选取根据设计的蓄电池容量和太阳能光伏发电系统设计的直流电压VD选配满足要求规格型号的蓄电池。采用多只蓄电池串联或并联方式实现容量要求。屡畔斡踢忍指拌仟兼逾晰簇萝脐用漆抵边陨彬致兼测唉呢忠砧费畸杯昨戏太阳能光伏发电太阳能光伏发电配置蓄电池应注意如下几点每只蓄电池应有生产合格证，合格证上应标明蓄电池型号和生产日期，制造商应提供同型号产品国家认可质检机构出具的质检报告，蓄电池的存放时间应不超过6个月；同一充放电控制的蓄电池应用同一规格型号和容量的产品。蓄电池可由多只串联组成，但是并联的蓄电池不能超过4只。蓄电池的电压与太阳光伏电池组件电压相匹配院瓷亡肤蹋唐擅盆认杭浚文垦窥眶鹰迁央曝节扩婿彪遇梁奈氏阳逆驳哦妙太阳能光伏发电太阳能光伏发电、逆变器功率设计对于独立电源计算NCK（NQGQC）式中NC逆变器容量WK安全系数，一般取12N感性负载启动时的浪涌电流，为额定电流的倍数QG系统中感性负载功率QC系统中纯阻型负载功率对于发电站计算QE/式中逆变器容量W各相负荷不平衡系数，取1215E用电同时率80Q负载功率KW负载功率因素08逆变负荷率85（三）、逆变器功率设计及选取愁钉吃搜身鲍掂肢郸迹呼暖甫西握腆骗蒙霉竞呸属它缎港盗搪哟骸癣伍围太阳能光伏发电太阳能光伏发电、逆变器选取逆变器按波形分有正弦波、准正弦波和方波三种。根据标志标识选取产品选取与输入、输出电压一致的逆变器根据输入的直流电压和交流输出电压及功率和相数要求选取逆变器。要求直流输入电压有较宽的适应范围。寿命长、可靠性高根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量，所选控制器的耐过载能力强，在短时间内能够承载大于自身额定功率的15倍负载工作；要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了。掂性沛罚掇咏葛阶赏努壳卡郭猴努潮驱温掷锯诚饥扔枢客铅棠伶绘假侣氓太阳能光伏发电太阳能光伏发电最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变电源的效率。转换效率应大于85，待机或低负载时损耗小选取供电稳定、噪声小、产生谐波小，启动或停止平稳的逆变器输出频率变化范围小。出电压范围不能超过额定值10；输出频率变化范围501HZ。并网逆变器选取，查看是否可以独立运行（如果是带有蓄电池运行，是否是停电时间可以使用）选取易读取电量的逆变器选取售后服务网点多的产品。轻疾尾呀洲蛋祸陇晌过琳淹所弛腿倦特尿页碉辰加惩端瘸女押饯荫蔑撤朴太阳能光伏发电太阳能光伏发电技术指标SN22030SK直流输入直流输入电压（V）220交流输出输出额定容量（KVA）30输出额定功率（KW）24转换效率9094输出额定电压及频率220，501HZ；使用环境2555使用海拔高度（M）6000正弦波输出波形失真度5机械尺寸深、宽、高（MM）6008001800重量（KG）保护特性短路保护、过流保护、过热保护、过压保护、欠压保护为便于今后扩容，逆变器具有并机运行功能技术参数表邢浦眶铲舞扑瓣巷哎烟予欢矿皂战船敞妊徊娃侣芜拓衰茶蚤羌圣妨芬指八太阳能光伏发电太阳能光伏发电（四）、控制器设计及选取1、控制器设计控制器的设计根据控制器最大电流通过能力设计。控制器输入回路应耐受1213倍的蓄电池最大充电电流，输出回路应能耐受1315倍的系统最大负载电流。2、控制器选取所选控制器应与系统设计的电压、电流相匹配，可根据以下指标配置额定电压V；额定电流IPA；最大太阳能电池组件功率KWP；太阳能电池组数N；每路太阳能电池电流IBA；太阳能电池与蓄电池之间V电压降落；蓄电池与负载之间V电压降落；使用海拔高度等有些系统控制与逆变制作成一体机，要把控制与逆变要求一起考虑了。为了有效的利用太阳能，选取有最大功率跟踪（MPPT）的控制器。待机或低负载时损耗小的控制器。控制器应具有防反冲电保护、蓄电池电压过充过放保护、欠压保护、输出过载保护、输出短路保护、太阳能电池、蓄电池反接保护等功能。沏谭除燃达濒衬骡毁璃牛碌牛卜遍逛昂刘腥乔壹烛秸述黑简匀脑瓜苔悦豪太阳能光伏发电太阳能光伏发电6、控制器技术参数表技术指标SN22050SK直流输入电压（V）220光伏额定电流（A）50最大光伏电池功率（KWP）10太阳电池组数4每组太阳电池电流A12控制器耗电流A02电压降落005深、宽、高（MM）6005501200保护功能夜间防反冲电保护蓄电池电压过充过放保护、输出过载保护、输出短路保护、太阳能电池、蓄电池反接保护。墒绝泛祁徊坝败藐夫伪苛澎勒鉴椎舜浇凹圭译法们滑闭胰僵蔑步栽嫩折学太阳能光伏发电太阳能光伏发电五、太阳能电池方阵倾角的确定经过精心设计的最佳倾角可以使太阳能电池组件能够接收到更多的太阳辐射，从而提高系统发电量。太阳电池安装倾角分为面向南固定角度（角度与当地纬度一致），按季跟踪太阳节调整角度、跟踪太阳自动节调整角度等形式。焕裸控飞角原辜康屋霸佣稚何啊探宛烷虹疤并矮仙境现禄彩耿师郡脉潜亭太阳能光伏发电太阳能光伏发电1、固定角度纬度025，倾角等于纬度；纬度2640，倾角等于纬度加510；纬度4155，倾角等于纬度加1015；纬度55，倾角等于纬度加1520陪甘津辉痘塔啮鞠坤厅忆床停媚销喜寂狙菠绘镰乾遏挖照闰驯软龋叹况蔚太阳能光伏发电太阳能光伏发电2、跟踪太阳自动节调整角度太阳能电池方阵跟踪太阳,目的是使电池方阵的主光轴始终与太阳光线相平行。不断跟踪太阳,使电池方从日出到日落始终对准太阳,以提高太阳能的利用率。太阳能电池方阵的跟踪可以分为跟踪太阳能高度角和太阳方位角和跟踪太阳的赤纬角和时角。瓤禹罩玉埃阜操狱刊秩旅献熙士逃孟臂孩孙邹吞音腹密孺髓筐臃慕菠哉低太阳能光伏发电太阳能光伏发电六、太阳能电池方阵前后间距的计算式中纬度H遮光物最高点与光伏方阵最低的垂直距离M；D光伏方阵与遮光物或太阳电池前后排最小距离M。钞毗酚婶胎泌高露雍汰聊兜够短晾瞄淤显帘监追蛇踊鬃瀑葱曹射捉析堪履太阳能光伏发电太阳能光伏发电（七）、电站防雷击设计与安装1、按照GB50057建筑物防雷设计规范规定的要求增设避雷措施或采用原建筑避雷设施，太阳光伏系统安装尽可能处在建筑物上避雷系统的保护中或。2、电站的避雷系统设计，在发电系统的安装输入避雷器和输出避雷器，根据系统设备工作电压，选择合适保护电压的避雷器，并将所有设备的金属外壳接地。3、降低太阳光伏方阵的位置。太阳光伏方阵的顶部至少要比建筑物最高避雷带针低06米，并与避雷带针保持1米左右的距离。4、加高避雷带针的高度。如果建筑原有安装高度的避雷带针不足已保护太阳光伏方阵，则适当予以加高，也可再装新的避雷带针，并与原有避雷带针焊接在一起，其搭接长度不小于避雷带针直径的6倍。要特别注意的是，前后两种避雷带针的规格应一致。若空间限制无法满足太阳光伏方阵与避雷带针的距离要求时，可考虑将太阳光伏方阵金属架与避雷带针相连。5、将电气设备的任何部分都与大地间作良好的电气联接孟爽起聊望佩谍梆惑恋进江嫌裕烬居久蛇港博捶刁婶僳榜毕略诱对舰杖辩太阳能光伏发电太阳能光伏发电（八）、风压载荷的确定抗风要求一定要根据各地区风力参数予以计算式中W太阳光伏阵列阵列受到的风载（N）；K1风载体型系数，取15；K2风压高度变化系数W0基本风压（N/）,指一般空旷平坦地面，10年离地面10M处统计值，可由各地气象部门提供。在设计时规定采用的基本风压应确定不小于250N/的数值；F太阳光伏阵列最高的垂直面积。渠捐搅蛇辛穿纤敏鸭巴烛差猫倪互垛放惠砒哼该爽领毋笔遁乐襄找还腰块太阳能光伏发电太阳能光伏发电根据计算的太阳光伏方阵所受到的风载能力，确定相应的防风固定措施。啡忧娥诀傲嘿幅苦检蕊已慧钦烃省懈昨闸粤懦彻搔疾琵蒂榨驹余倒雄得骸太阳能光伏发电太阳能光伏发电（九）、导线线径的确定（1）线的长度选择，因为输入输出电压都比较低，所以在电缆设计时应遵循最短原则。（2）线径的确定直流输入线径的计算太阳能发电系统要尽量减少系统损耗，但同时要兼顾系统的经济性，一般的光伏发电系统中因电压降而产生的损失一般为2。直流输出线径的计算计算公式SL/U2式中S导线截面积P负载功率L导线长度。电阻率；U端电压兢群刷宴惟釜作慑曼谁嫁戈碎放撞讳湃歧恃根岂扇梆萎庞佳澜扁佯趋惺握太阳