光伏发电系统的设计与应用6-完

1、 光伏系统的设计和应用光伏系统的设计和应用1、独立光伏发电系统的设计和应用、独立光伏发电系统的设计和应用 2、与建筑结合的光伏发电系统（、与建筑结合的光伏发电系统（BIPV）3、BIPV的设计要点的设计要点4、BIPV实例实例5、发电侧并网的大型光伏电站（、发电侧并网的大型光伏电站（LS-PV）6、聚光太阳电池介绍、聚光太阳电池介绍7、自动跟踪系统介绍、自动跟踪系统介绍8、大型并网光伏电站的设计要点、大型并网光伏电站的设计要点9、太阳能路灯、太阳能路灯10、太阳能水泵、太阳能水泵11、光伏发电系统的技术标准、光伏发电系统的技术标准目目 录录6、聚光太阳电池介绍、聚光太阳电池介绍4聚光太阳电池的

2、时代来到了吗？聚光太阳电池的时代来到了吗？、效率更高：、效率更高：目前目前40.7；、发电量更多、发电量更多（由于跟踪）；（由于跟踪）；、不受硅材料、不受硅材料限制。限制。100kW 3X-CPV 单轴跟踪系统单轴跟踪系统, 上海鲜花港。上海鲜花港。2倍聚光单倍聚光单轴跟踪方阵轴跟踪方阵西班牙西班牙2 2倍聚光太阳电池倍聚光太阳电池( (二二) )7美国美国NREL1992年安装的发光式年安装的发光式4倍聚光太阳电池倍聚光太阳电池8美国美国10-20倍线聚焦聚光电池方阵倍线聚焦聚光电池方阵20倍线聚焦聚光电池方阵倍线聚焦聚光电池方阵10倍线聚焦聚光电池方阵倍线聚焦聚光电池方阵9Amonix 2

3、5KW 聚光电池方阵（聚光电池方阵（250倍）倍）10透镜式高倍聚光太阳电池透镜式高倍聚光太阳电池380倍聚光太阳电池倍聚光太阳电池500倍聚光太阳电池倍聚光太阳电池700倍聚光太阳电池倍聚光太阳电池1250倍聚光太阳电池倍聚光太阳电池11反射式高倍聚光太阳电池反射式高倍聚光太阳电池500倍聚光太阳电池倍聚光太阳电池12美国美国250-1000倍槽式聚光电池方阵倍槽式聚光电池方阵13西班牙西班牙1.0MW 250倍聚光太阳电池发电系统倍聚光太阳电池发电系统14西班牙西班牙10MW 250倍聚光太阳电池发电系统（建设当中）倍聚光太阳电池发电系统（建设当中）聚光太阳电池测试标准聚光太阳电池测试标准

4、IEC62108IEC621087、自动跟踪系统介绍、自动跟踪系统介绍自动跟踪系统分类自动跟踪系统分类太阳电池方阵可以固定向太阳电池方阵可以固定向南安装，可以安装成不同南安装，可以安装成不同的向日跟踪系统。分为的向日跟踪系统。分为地地平坐标系和赤道坐标系平坐标系和赤道坐标系。 1、地平坐标跟踪系统、地平坐标跟踪系统 以地平面为参照系，跟以地平面为参照系，跟踪的是踪的是2个参数：太阳高度个参数：太阳高度角（太阳射线与地平面的角（太阳射线与地平面的夹角）和太阳方位角（太夹角）和太阳方位角（太阳射线在地面上的投影与阳射线在地面上的投影与正南方向的夹角）。正南方向的夹角）。地平坐标跟踪分为：地平坐标跟

5、踪分为：方位角跟踪方位角跟踪和和全跟踪全跟踪。Sin = Sin Sin +Cos Cos Cos Sin = Cos Sin /Cos 18地平坐标示意图地平坐标示意图赤道坐标系图示赤道坐标系图示2、赤道坐标跟踪系统、赤道坐标跟踪系统 以赤道平面为参照以赤道平面为参照系，跟踪的是系，跟踪的是2个参数：个参数：太阳赤纬角（太阳射线太阳赤纬角（太阳射线与赤道平面的夹角）和与赤道平面的夹角）和太阳时角（地球自转的太阳时角（地球自转的角度，正午为零，上午角度，正午为零，上午为正，下午为负）。为正，下午为负）。赤道坐标跟踪分为赤道坐标跟踪分为极轴跟踪、全跟踪极轴跟踪、全跟踪和和水平轴跟踪水平轴跟踪。极

6、轴坐标跟踪系统原理图极轴坐标跟踪系统原理图全跟踪全跟踪极轴跟踪极轴跟踪极轴跟踪的最大跟踪误差为：极轴跟踪的最大跟踪误差为：23.5度；度；COS23.5 = 0.917, 仅有仅有8.3%，全年平均误差：，全年平均误差：4%。极轴跟踪系统（前视图）极轴跟踪系统（前视图）水平极轴跟踪（前视图）水平极轴跟踪（前视图）仅适合于低纬度地区（仅适合于低纬度地区（30度以内）。度以内）。23 地平坐标跟踪系统地平坐标跟踪系统24不同跟踪方式全年太阳能收益对比不同跟踪方式全年太阳能收益对比固定纬度角：比水平面提高固定纬度角：比水平面提高14%；单轴水平跟踪：提高；单轴水平跟踪：提高40%；单轴跟踪倾纬度角：

7、提高单轴跟踪倾纬度角：提高51%；双轴高精度跟踪：提高；双轴高精度跟踪：提高56%。纬度：纬度：33.43 N， 经度：经度：112.02 E，海拔：，海拔：339米。米。25单轴跟踪系统的设计与实现单轴跟踪系统的设计与实现26单轴水平轴跟踪只需要调整太阳电池方阵主轴旋转角，从而准确单轴水平轴跟踪只需要调整太阳电池方阵主轴旋转角，从而准确跟踪太阳的时角。并不跟踪太阳赤纬角，跟踪有固定的赤纬误差跟踪太阳的时角。并不跟踪太阳赤纬角，跟踪有固定的赤纬误差和纬度差。和纬度差。 27机械结构示意图机械结构示意图28已经完成的试验系统已经完成的试验系统单轴跟踪试验系统单轴跟踪试验系统29跟踪系统的经济效益

8、可观跟踪系统的经济效益可观2kW电机可以带动电机可以带动300kW太阳电池方阵。太阳电池方阵。单轴跟踪系统的成本单轴跟踪系统的成本与固定支架基本一致。与固定支架基本一致。Prescott30双轴跟踪系统的设计与实现双轴跟踪系统的设计与实现31双轴跟踪需要调整太阳电池方阵的倾角和方位角，从而准确跟双轴跟踪需要调整太阳电池方阵的倾角和方位角，从而准确跟踪太阳的高度角和方位角。踪太阳的高度角和方位角。32机械结构示意图机械结构示意图33已经完成的试验系统已经完成的试验系统双轴跟踪试验系统双轴跟踪试验系统34试验系统技术参数试验系统技术参数单轴系统单轴系统双轴系统双轴系统实验系统实验系统最终系统最终系

9、统实验系统实验系统最终系统最终系统光伏容量光伏容量5KW-6KW45Kw640W-680W5KW跟踪方式跟踪方式赤道坐标跟踪赤道坐标跟踪地平坐标跟踪地平坐标跟踪东西跟踪东西跟踪90180俯仰跟踪俯仰跟踪60 跟踪精度跟踪精度11自耗功率自耗功率0.5KWH/日日0.05KWH/日日35结结 论论1、如果向日跟踪系统的结构设计合理，其成本与固、如果向日跟踪系统的结构设计合理，其成本与固定支架基本相当，但却可以有效提高发电量定支架基本相当，但却可以有效提高发电量20%-40%，是一条降低光伏发电成本的有效途径。，是一条降低光伏发电成本的有效途径。2、通过试验样机的运行，采用计算机程序跟踪（盲、通过

10、试验样机的运行，采用计算机程序跟踪（盲跟）的设计误差在跟）的设计误差在1度以内（单轴为时角误差，双轴度以内（单轴为时角误差，双轴为入射角误差），实际误差应当在为入射角误差），实际误差应当在2度以内。单轴和度以内。单轴和双轴系统的自耗电均为每日双轴系统的自耗电均为每日0.8kWh。3、相比之下，单轴跟踪系统具有更低的能耗，且占、相比之下，单轴跟踪系统具有更低的能耗，且占地面积小，支架成本低，如果适当增加倾角，则发地面积小，支架成本低，如果适当增加倾角，则发电增益比双轴跟踪并不会减少太多。因此，单轴跟电增益比双轴跟踪并不会减少太多。因此，单轴跟踪系统用于平板太阳电池和线聚焦聚光太阳电池具踪系统用于

11、平板太阳电池和线聚焦聚光太阳电池具有更大的优势。有更大的优势。8、大型并网光伏电、大型并网光伏电站的设计要点站的设计要点 8.1、电站配置和部件选择、电站配置和部件选择 1MWp并网光伏电站框图并网光伏电站框图大型荒漠电站设备配置和选型大型荒漠电站设备配置和选型太阳电池太阳电池方阵接线箱方阵接线箱直流配电直流配电逆变器逆变器交流配电交流配电箱式变压器箱式变压器数据显示和通信数据显示和通信40大型并网荒漠光伏电站的其它考虑大型并网荒漠光伏电站的其它考虑1、电站有功功率调节能力；2、电站无功功率补偿的能力；3、有载变压器分接头切换能力；3、对光伏电站最大功率变化率的要求；4、必须反馈给调度中心的必

12、要信息（接入点电压、电流、诱供功率、功率因数、频率、电量等）；5、要求可以接受调度中心的指令，有调度中心进行远程控制和调节。按照按照 GBZ19964-2005 “光伏电站接入电力系统技术规定光伏电站接入电力系统技术规定（在发电侧与高压电网并网）除了常规光伏电站建设需要（在发电侧与高压电网并网）除了常规光伏电站建设需要考虑的问题，还需要考虑如下电网公司要求的功能：考虑的问题，还需要考虑如下电网公司要求的功能：太阳电池组件的抗风沙能力。太阳电池组件的抗风沙能力。8.2、电站建设设计要点、电站建设设计要点 太阳电池方阵间距计算太阳电池方阵间距计算计算当太阳电池子阵前后安装时的最小间距计算当太阳电池

13、子阵前后安装时的最小间距D。一般确定原则：冬至当天早一般确定原则：冬至当天早9：00至下午至下午3：00 太阳电池方阵不应被遮挡。太阳电池方阵不应被遮挡。电站占地面积计算电站占地面积计算计算结果：计算结果：D= 6.436米，取：米，取：6.5米米电站占地面积计算电站占地面积计算1MW光伏系统共计光伏系统共计4个个250KW单元，每个单元，每个250KW固定单元占地约固定单元占地约8000平方米，平方米，4个单元占个单元占地共地共32000平方米；平方米；9MW固定方阵共占地约固定方阵共占地约28.8万平方米；万平方米；1MW自动跟踪单元占地约自动跟踪单元占地约4万平方米，万平方米，合计合计3

14、2.8万平方米。万平方米。 考虑到生产办公用地，最大占地为考虑到生产办公用地，最大占地为35万平方米万平方米 （35公顷公顷 = 525亩地）。亩地）。电站场地整理电站场地整理1、炉渣铺垫、压实、炉渣铺垫、压实2、只对道路进行处理、只对道路进行处理3、不做任何处理、不做任何处理4、依势而建，没有平整。、依势而建，没有平整。太阳电池支架太阳电池支架水泥地基水泥地基简单地埋简单地埋直接埋地直接埋地水泥墩水泥墩地扦固定地扦固定电站机房电站机房预制机房预制机房混凝土机房混凝土机房木制机房木制机房没有机房没有机房电缆铺设电缆铺设防雷和接地防雷和接地电力设备接地设电力设备接地设计规程计规程水平接地体为主，

15、垂直接地体为辅，接地电阻不应大于4欧姆。 电网接入系统电网接入系统9. 9. 太阳能路灯太阳能路灯北京市郊区太阳能路灯、村庄灯北京市郊区太阳能路灯、村庄灯北京市郊区太阳能双头路灯北京市郊区太阳能双头路灯54太阳能村庄灯（配置）太阳能村庄灯（配置）村庄灯村庄灯太阳电池功率：太阳电池功率：70-75Wp蓄电池：蓄电池：12V/80Ah直流节能灯：直流节能灯：18-20W灯杆：灯杆：4米米控制器：控制器：12V/10A每日工作时间：每日工作时间：8小时小时阴雨天保证天数：阴雨天保证天数：3天天55双盏村庄灯照明效果测试数据双盏村庄灯照明效果测试数据最高地面亮度最高地面亮度14.2LX，120度角度角

16、12米远亮度米远亮度0.3 LX。56太阳能单头路灯（配置）太阳能单头路灯（配置）单头路灯单头路灯太阳电池功率：太阳电池功率：140-150Wp蓄电池：蓄电池：24V/100Ah高压钠灯：高压钠灯：35W灯杆：灯杆：6米米控制器：控制器：24V/10A每日工作时间：每日工作时间：8小时小时阴雨天保证天数：阴雨天保证天数：3天天57太阳能路灯照明效果测试数据太阳能路灯照明效果测试数据最高地面亮度最高地面亮度19.7LX，120度角度角12米远亮度米远亮度2.2-2.9LX。58太阳能双头路灯（配置）双头路灯双头路灯太阳电池功率：太阳电池功率：170Wp蓄电池：蓄电池：24V/120Ah主路金卤灯

17、：主路金卤灯：24V/35W辅路节能灯：辅路节能灯：24V/15W灯杆：灯杆：8米米双路控制器：双路控制器：24V/10A 2每日工作时间：每日工作时间：8小时小时阴雨天保证天数：阴雨天保证天数：3天天主路宽：主路宽：18米米辅路宽：辅路宽：5米米59延庆旧县双头路灯亮度（延庆旧县双头路灯亮度（LXLX）测试）测试35瓦金卤灯瓦金卤灯+ 15瓦瓦节能灯，主路宽节能灯，主路宽18米，辅路宽米，辅路宽5米。米。道路中心亮度道路中心亮度25.4LX6061太阳能路灯的部件要求太阳能路灯的部件要求太阳电池：太阳电池：功率、安装倾角、固定；功率、安装倾角、固定；蓄电池：蓄电池：容量、质量、安装（保温、透

18、气、防水、防盗）；容量、质量、安装（保温、透气、防水、防盗）；光源光源： 高可靠、光效、寿命、色温、低温启动、散热；高可靠、光效、寿命、色温、低温启动、散热；灯具：灯具： 灯具设计（反光、照射角度、密封性等）；灯具设计（反光、照射角度、密封性等）；控制器：控制器：功能、效率、可靠性、防水、高低温性能；功能、效率、可靠性、防水、高低温性能；灯杆：灯杆：结构、壁厚、涂敷；结构、壁厚、涂敷；电缆：电缆：线路压降线路压降 3%，导线温度不高于，导线温度不高于20度度；安装施工：安装施工：避免遮挡、安全、防盗措施等。避免遮挡、安全、防盗措施等。62光源的选择单位单位白炽灯白炽灯白光白光LED直管型直管型

19、 荧光灯荧光灯直流紧凑型直流紧凑型荧光灯荧光灯交流紧凑型交流紧凑型荧光灯荧光灯功率范围 (W)10-2000.04 - 1008-655-403-55平均光效 (Lm/W)1530-50606060额定寿命 (h)1000100000（50%光衰）600060006000色温 (K)250050002500-65002500-65002500-6500显色指数 (Ra)9675808080单位单位低压钠灯低压钠灯高压钠灯高压钠灯高压汞灯高压汞灯无极气体灯无极气体灯金卤灯金卤灯功率范围 (W)18-20035-40050-5005-5035-1600平均光效 (Lm/W)60-8060-8045

20、6060-80额定寿命 (h)120001200010000200008000色温 (K)21002800550050004000-6000显色指数 (Ra)3030508060-8063光源的选择光源的选择光源光源优点优点缺点缺点白光白光LED理论寿命长，色温合适，无冲击电流，低压工作，安全性好。定向性强，照度不均匀；光效偏低；作为照明用时需要多颗串并联使用；必须采用恒流源；如果恒流源或散热不好将严重影响寿命；价格昂贵。直流荧光灯直流荧光灯价格便宜，色温合适，光效可以接受，照度均匀。属于紧凑型，不易散热，夏季极容易损坏，寿命偏低。低压钠灯低压钠灯光效高，穿透力强，照度均匀，寿命长。价格偏贵，

21、色温偏低，小功率光效偏低，直流电子镇流器时有故障。高压纳灯高压纳灯光效高，照度均匀，寿命长。价格稍贵，色温偏低，小功率光效偏低，直流电子镇流器时有故障。无极灯无极灯理论寿命长，色温合适，光效可以接受，照度均匀。价格贵，安装的不多，可靠性有待观察。金卤灯金卤灯寿命长，色温合适，光效高，照度均匀。价格偏贵，透雾性不强，光源的可靠性有待观察。64高亮度高亮度LED光源的探讨光源的探讨1、作为手机、汽车照明、安全警示、便携灯具、电脑背光、液晶电视、景观照明、显示光源及交通信号已经表现出很好的节能效果和高可靠性；2、如果以路灯照明为目的，要达到同其它高光效光源相同的照明效果，由于其光效无优势，LED并不

22、能节能。但对于某些只要“灯下亮”就可以接受的照明场合，可以采用比其它光源功率低的LED光源，从而达到节能的效果；3、LED光源目前最大的优势在于其超长的寿命，而且在采取一定措施的条件下，如增加反光板和适当调整LED灯条的照射角度，也可以弥补LED自身的缺点，能够达到较好的照明效果；4、真正要做到LED光源的高可靠和长寿命，灯具的散热和恒流驱动一定要过关；5、建议采用0.5W以上高功率LED，可以较好地解决恒流、散热和一致性问题。65高亮度高亮度LED光源的探讨光源的探讨输入电压：输入电压：DC 9-18V， AC 200-300V最大输出电流：最大输出电流：1.5A， 最大输出最大输出功率：功

23、率：20W， 恒流精度：恒流精度：2%， 功率因数：功率因数： 90%1W LED10W LED50W LED100W LED5mm 炮弹封装炮弹封装LED 和高功率和高功率LED封装结构比较。封装结构比较。66先进的太阳能路灯控制器技术特点先进的太阳能路灯控制器技术特点l光控开关机（注意太阳电池不同的影响）l定时工作，到时关机：2 - 12小时可调l手动开关机lPWM三段充电控制（可以提高20-30%效率）l蓄电池过放电保护（强迫断开）l蓄电池SOC放电过程控制（大大提高抵抗连续阴雨天的能力，有效延长蓄电池的寿命）l其它短路、过流、防浪涌电流、防反接、防反充电等保护功能。SOC蓄电池的剩余容

24、量，即蓄电池中还有多少电，用蓄电池的剩余容量，即蓄电池中还有多少电，用%表示；表示； DOD 放电深度，即蓄电池放掉了多少电，也用放电深度，即蓄电池放掉了多少电，也用%表示；表示； DOD1SOC67不同充电控制方式的效率不同充电控制方式的效率68三阶段充电原理三阶段充电原理l控制器根据蓄电池不同的放电情况对蓄电池实施控制器根据蓄电池不同的放电情况对蓄电池实施“均衡充电均衡充电”（Equilisation Charging)、“快速充电快速充电”（Boost Charging)和和 “浮充电浮充电”（Normal Charging or Float Charging) ;l充满电压（充满电压（

25、Vfull）要进行）要进行温度补偿温度补偿，每节电池，每节电池 -（2-4mV)/ C (设计温度设计温度20 C ）；）；l蓄电池过放保护的蓄电池过放保护的恢复供电电压恢复供电电压应当设立在应当设立在12.8-12.9V。lPWM三段充电控制可以将充电效率提高三段充电控制可以将充电效率提高20-30%，最大限度，最大限度地利用太阳能，将太阳电池的作用发挥到极致；地利用太阳能，将太阳电池的作用发挥到极致；l均衡充电和快速充电可以使蓄电池的容量恢复到均衡充电和快速充电可以使蓄电池的容量恢复到95%以上。以上。69蓄电池寿命和放电深度的关系蓄电池寿命和放电深度的关系DOD %Life Cycles

26、70太阳能路灯的施工太阳能路灯的施工太阳能路灯所有外露部分的防腐；太阳能路灯所有连接部件的抗风；太阳电池板的防鸟；太阳电池板的防盗；路灯进出线和控制室的防雨；蓄电池的冬季保温和夏季降温；蓄电池室的透气；蓄电池室的防水；蓄电池的防盗；灯具的防雨、防虫、防雹；灯具要便于维修和更换；控制器要便于维修和检测。 太阳能路灯的硬件固然重要，太阳能路灯的安装施工、太阳能路灯的硬件固然重要，太阳能路灯的安装施工、工程管理和质量控制也是非常重要的。太阳能路灯安装在工程管理和质量控制也是非常重要的。太阳能路灯安装在室外，应当注意如下问题：室外，应当注意如下问题：71Installation of Solar Po

27、wered Street Light722006年路灯基础和年路灯基础和蓄电池安装图蓄电池安装图2007年路灯基础和年路灯基础和蓄电池安装图蓄电池安装图73检验路灯基础坑的尺寸74基础制作基础制作- -安放地笼安放地笼7576固定螺栓固定螺栓- -使用防盗螺丝使用防盗螺丝77接接 线线78太阳能路灯的质量控制太阳能路灯的质量控制通过实地考察选择优秀的部件生产企业和优质的产品；通过实地考察选择优秀的部件生产企业和优质的产品；所有产品必须经过权威部门的监测；所有产品必须经过权威部门的监测；产品发货前要进行质量抽检，不合格不能发货；产品发货前要进行质量抽检，不合格不能发货；所有产品的到货检验，必须办

28、理检验和交接手续，不合格的产品所有产品的到货检验，必须办理检验和交接手续，不合格的产品立即退货；立即退货；对于关键部件，如光源和控制器要进行必要的老化试验；对于关键部件，如光源和控制器要进行必要的老化试验；严格库房管理，合格品和待检品要分开放置，不放任何未检验的严格库房管理，合格品和待检品要分开放置，不放任何未检验的产品进入现场；产品进入现场；严格安装和施工人员的培训：电池板的安装、立杆、接线、蓄电严格安装和施工人员的培训：电池板的安装、立杆、接线、蓄电池的安装、基础施工、施工程序等；池的安装、基础施工、施工程序等；路灯控制器的安装和调试必须由专业技术人员完成；路灯控制器的安装和调试必须由专业

29、技术人员完成；为每一盏路灯建立档案：包括系统配置、部件厂家、型号、参数、为每一盏路灯建立档案：包括系统配置、部件厂家、型号、参数、安装时间等。每盏灯具有唯一的编号，并绘制安装平面图，便于在安装时间等。每盏灯具有唯一的编号，并绘制安装平面图，便于在最短时间内对路灯进行维修。最短时间内对路灯进行维修。 太阳能路灯工程的质量控制至关重要，太阳能路灯工程的质量控制至关重要，“细节决定成细节决定成败败”就是这个道理。为了严格质量控制，我们配合延庆县就是这个道理。为了严格质量控制，我们配合延庆县新农村办制定出一整套质量控制措施：新农村办制定出一整套质量控制措施：79产品检验报告产品检验报告80货货 物物

30、自行检自行检 验验81项目主管进行货物检验项目主管进行货物检验沈家营镇八里店沈家营镇八里店 102盏盏张山营镇张山营镇玉皇庙玉皇庙36盏盏太阳能路灯北京市地方标准报批稿太阳能路灯北京市地方标准报批稿10、光伏水泵光伏水泵太阳能光伏水泵太阳能光伏水泵 泵型泵型参数参数手压泵手压泵地面自吸泵地面自吸泵直流潜水泵直流潜水泵交流潜水泵交流潜水泵（多级离心泵）（多级离心泵）容积泵容积泵（活塞泵）（活塞泵）扬程（m） 20 520-5050-400100-800流量（m3/d） 5025-10010-10010-10010-50 光伏水泵既不属于并网光光伏水泵既不属于并网光伏系统，也不属于常规意义上伏系统

31、，也不属于常规意义上的带有蓄电池的独立光伏系统。的带有蓄电池的独立光伏系统。 光伏水泵属于直接耦合型光伏水泵属于直接耦合型（Direct Coupling)Direct Coupling)独立运行独立运行的光伏系统。的光伏系统。 水泵系统的储能是靠储水水泵系统的储能是靠储水箱或水塔来实现的。箱或水塔来实现的。 供水系统开关水塔水井水泵太阳电池太阳能光伏水泵太阳能光伏水泵吸程：吸程：包括净吸程（净水位以上）和动包括净吸程（净水位以上）和动吸程（动水位到净水位的吸程），离心吸程（动水位到净水位的吸程），离心泵靠形成真空后的大气压力吸水，最高泵靠形成真空后的大气压力吸水，最高理论吸程是理论吸程是10

32、.33米，但实际设计吸程还米，但实际设计吸程还要考虑气蚀余量和安全量：要考虑气蚀余量和安全量：吸程吸程=标准大气压（标准大气压（10.33米）米）-汽蚀余量汽蚀余量-安全量（安全量（0.5米）米）一般离心泵的设计吸程应当在一般离心泵的设计吸程应当在1-5米。米。扬程：扬程：单位重量液体通过泵所获得的能单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程，在设计时是指从水泵中心线量叫扬程，在设计时是指从水泵中心线提升到出水点或者蓄水箱的水面之间总提升到出水点或者蓄水箱的水面之间总的垂直距离，单位是米；的垂直距离，单位是米；压力水头：压力水头：对于密闭的出水系统或需要对于密闭的出水系统或需要加压的系统应当由用户提

33、出数据，而对加压的系统应当由用户提出数据，而对于一般的敞开系统，压力水头为零；于一般的敞开系统，压力水头为零；总水头（总扬程）：总水头（总扬程）：总水头总水头 = 动吸程动吸程 + 净吸程净吸程 + 扬程扬程 + 压力水头，单位是米。压力水头，单位是米。流量：是泵在单位时间内输送出去的液流量：是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量），用体量（体积或质量），用Q表示，单位表示，单位是：是：m3/s，m3/h，m3/d，l/s等。等。太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计（1）从水泵功率测算太阳电池用量：）从水泵功率测算太阳电池用量：收集用户信息：确切知道井深、动水位、净水位、水箱高度或扬

34、收集用户信息：确切知道井深、动水位、净水位、水箱高度或扬水高度、每日需水量、太阳能资源等；水高度、每日需水量、太阳能资源等；根据用户提供的信息计算出水泵的总水头（或总扬程）和流量；根据用户提供的信息计算出水泵的总水头（或总扬程）和流量；根据总水头（或总扬程）、流量和水泵厂家的水泵参数选择水泵根据总水头（或总扬程）、流量和水泵厂家的水泵参数选择水泵的功率，并确定采用直流水泵还是交流水泵。如果是交流水泵还的功率，并确定采用直流水泵还是交流水泵。如果是交流水泵还应当选择合适的逆变器或变频器；应当选择合适的逆变器或变频器；根据所选定的水泵功率和根据流量测算出的每日工作时间，计算根据所选定的水泵功率和根

35、据流量测算出的每日工作时间，计算总的耗电量。计算耗电量时还要考虑系统效率；总的耗电量。计算耗电量时还要考虑系统效率；根据耗电量确定太阳电池的用量。根据耗电量确定太阳电池的用量。Grundfos公司的公司的SP14A水泵技术参数水泵技术参数水泵型水泵型号号电机功率电机功率（KW）流量（流量（m3/h）扬程（米）扬程（米）SP 14A- 51.52 - 1816 - 34SP 14A- 72.22 - 1818 - 48SP 14A- 103.02 - 1825 - 66SP 14A- 134.02 - 1834 - 88SP 14A- 185.52 - 1845 - 120SP 14A- 257

36、.52 - 1880 - 160 假如流量为每小时假如流量为每小时8立方米立方米（大约每天（大约每天30立方米），扬程立方米），扬程30米，从图中的扬程（纵坐标）米，从图中的扬程（纵坐标）- 流量（横坐标）交叉点可知应当流量（横坐标）交叉点可知应当选选SP 14A 5型水泵，水泵功率型水泵，水泵功率为为1.5kW，则太阳电池应选大约，则太阳电池应选大约2kWp。太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计（2）从能量需求推算水泵的功率和太阳电池的用量）从能量需求推算水泵的功率和太阳电池的用量 在手头没有水泵手册的时候，也可以直接从所需的扬程和流量推算在手头没有水泵手册的时候，也可以直接从所需的扬程

37、和流量推算水泵的功率和太阳电池的用量。这种方法对于编制太阳能水泵的设计水泵的功率和太阳电池的用量。这种方法对于编制太阳能水泵的设计软件是必不可少的。软件是必不可少的。1计算每日提水需要的能量计算每日提水需要的能量计算每日提水需要的能量可用公式：计算每日提水需要的能量可用公式：Epump = 86400 gQh(1+f) /3600/1000（kWh） (2.6-8)式中，式中，Epump为抽水能量，为抽水能量，kWh； 为水的比重，为水的比重，1000公斤公斤/m3；g为重力为重力加速度（加速度（9.81m/s2）；）；Q为流量或需求量，为流量或需求量，m3/d；h为总扬程，为总扬程，m；f为

38、水管摩擦损失系数（为水管摩擦损失系数（5% - 10%）；常数）；常数86400为一般用户只能提供为一般用户只能提供每日的需水量，将每日的需水量，将24小时换算成妙，则等于小时换算成妙，则等于86400秒。秒。例如：一个村庄每日需水例如：一个村庄每日需水30m3，总扬程，总扬程30米，摩擦系数取米，摩擦系数取7%，则有：，则有：Epump = 86400 9.81 1000 30/86400 30(1+0.07)=9447030（焦耳）（焦耳）= 2.6kWh 太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计水泵类型水泵类型水头水头水泵效率（水泵效率（%）地面安装的离心泵0-510-25多级潜水泵5-

39、2020-40排水泵20-10030-452计算系统所需总能量计算系统所需总能量 如果采用的是交流水泵，则还要考虑逆变器或变频器的效率，于如果采用的是交流水泵，则还要考虑逆变器或变频器的效率，于是，光伏水泵系统的最终能量需求为：是，光伏水泵系统的最终能量需求为：Esys = Epump / ( pump inverter vol other ) 式中，式中，Esys为光伏水泵为光伏水泵系统能量需求，系统能量需求，kWh；Epump为抽水能量需求，为抽水能量需求，kWh； pump为水泵为水泵系统效率（含电机效率）（系统效率（含电机效率）（10% - 50%）；）； inverter为逆变器效率

40、（或为逆变器效率（或变频器效率）（变频器效率）（80% - 90%）；）； vol为太阳电池的匹配效率（为太阳电池的匹配效率（90%）；）； other为包括其它损失的效率（为包括其它损失的效率（90% - 95%）以上面的计算为例，可得：以上面的计算为例，可得： Esys = 2.6kWh / (0.4 0.85 0.9 0.9 ) =9.44kWh太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计3计算倾斜太阳电池方阵面上的辐射量计算倾斜太阳电池方阵面上的辐射量一般来讲，太阳电池倾斜方阵面上的辐射量要比水平面辐射一般来讲，太阳电池倾斜方阵面上的辐射量要比水平面辐射量大量大10-15%，如果水平面太阳

41、辐射是每天，如果水平面太阳辐射是每天4个峰值小时，个峰值小时，则太阳电池方阵面上的辐射量则大约为则太阳电池方阵面上的辐射量则大约为4.5峰值小时（相峰值小时（相当于太阳辐射资源为每日当于太阳辐射资源为每日4.5kWh/m2）。）。4推算太阳电池用量推算太阳电池用量Ps = Esys /4.5 = 9.44kWh/4.5h = 2.1kW5推算水泵功率推算水泵功率每日提水能量为每日提水能量为2.6kWh，假定每日水泵工作，假定每日水泵工作4小时，则不考小时，则不考虑水泵效率的净功率为虑水泵效率的净功率为0.65kW，水泵效率，水泵效率40%，则水泵，则水泵功率为功率为1.6kW。水泵功率也可按照

42、太阳电池功率的。水泵功率也可按照太阳电池功率的70%选选取，上例大约取，上例大约1.5KW左右，然后根据这样的功率确定合适左右，然后根据这样的功率确定合适的扬程和流量，上例扬程的扬程和流量，上例扬程30米，流量米，流量30m3/d（大约每小时（大约每小时8m3）。）。 查水泵手册，也选择查水泵手册，也选择Grundfos的的SP 14A 5型水型水泵。泵。（3）从专业太阳能水泵手册求算太阳电池用量）从专业太阳能水泵手册求算太阳电池用量一些专业生产太阳能水泵的生产一些专业生产太阳能水泵的生产厂家给出了一些图表，可以很方厂家给出了一些图表，可以很方便地求算太阳电池的用量。便地求算太阳电池的用量。仍

43、然以上面的例子推算太阳电池仍然以上面的例子推算太阳电池的用量：流量：每日的用量：流量：每日30m3； 扬扬程：程：30米；太阳能资源：每日米；太阳能资源：每日4.5kWh/m2。 从上半图的纵坐标从上半图的纵坐标30m3/d，横向，横向向右找到扬程向右找到扬程30米的交点；然后米的交点；然后垂直向下找到垂直向下找到4.5kWh/m2/d 的交的交点，然后向找出下半途纵坐标上点，然后向找出下半途纵坐标上的太阳电池用量。查找的结果也的太阳电池用量。查找的结果也是是2kWp左右（交点已经超出图左右（交点已经超出图外，图上的近似值为外，图上的近似值为1800Wp，见，见上图中箭头线）上图中箭头线）。1

44、1、光伏发电系统的技术标准光伏发电系统的技术标准95国内光伏发电相关技术标准国内光伏发电相关技术标准强制性国家标准强制性国家标准 GB (安全、健康等）；安全、健康等）； 推荐性国家标准推荐性国家标准 GB/T ；指导性国家标准指导性国家标准 GB/Z；光伏发电大部分是推荐标准光伏发电大部分是推荐标准 GB/T。96国内离网光伏发电相关技术标准与离网光伏发电系统有关的国家标准与离网光伏发电系统有关的国家标准1GB/T18479-2001 Eqv. IEC 61277(1995)地面用光伏发电系统地面用光伏发电系统-概述及导则概述及导则2GB/T 19064- 2003家用太阳能光伏电源系统技术

45、条件和试验方法家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法3GB/T20321.1-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第第1部分：部分：技术条件技术条件4GB/T20321.2-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第第2部分：部分：试验方法试验方法5GB/T19115.1-2003离网型户用风光互不发电系统离网型户用风光互不发电系统 第第1部分：技术条件部分：技术条件6GB/T19115.2-2003离网型户用风光互不发电系统离网型户用风光互不发电系统 第第2部分：试验方法部分：试验方法7GB/T19393-20

46、03 Eqv. IEC 61702(1995)直接耦合光伏扬水系统的评估直接耦合光伏扬水系统的评估8GB/T 20513-2006 Eqv. IEC 61724(1998)光伏系统性能监测光伏系统性能监测-测量、数据交换和分析导则测量、数据交换和分析导则9GB/T 20514-2006 Eqv. IEC 61683(1999)光伏系统功率调节器效率测量程序光伏系统功率调节器效率测量程序10SJ/T11127-1997 Eqv. IEC 61173(1992)光伏发电系统的过压保护导则光伏发电系统的过压保护导则97国内并网光伏发电相关技术标准国内并网光伏发电相关技术标准与并网光伏发电系统有关的国

47、家标准与并网光伏发电系统有关的国家标准1GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求光伏系统并网技术要求2GBZ19964-2005光伏电站接入电力系统技术规定光伏电站接入电力系统技术规定3GB/T 20046-2006 Eqv.IEC61727（1995）光伏（光伏（PV)系统电网接口特性系统电网接口特性98Standards are Applying for Approval正在报批的相关国家标准正在报批的相关国家标准1GB/T XXXX- 2004Technical Specification for Stand-Alone Photovoltaic Systems 独立光伏系统技

48、术规范（云南师大）2GB/T XXXX-2006 (IEC62124-2004,IDT）Photovoltaic (PV) stand-alone systems-Design verification 独立光伏系统-设计验证（IEC62124-2004,IDT）3CGC/GF004：2007 （PVGPAP推荐标准） Technical Requirement for Certification of lead-acid Batteries Used in PV Systems 太阳光伏能源系统用铅酸蓄电池认证技术规范4DB11/T 2008Technical Requirement of

49、PV lighting equipment for outdoor use太阳能光伏室外照明装置技术要求（北京市）5GB/T XXXX- 2006Technology Requirement and Test Method for Grid-connected PV Inverter并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法6GB/T XXXX- 2006Technical Code for Solar PV System in Civil Buildings 民用建筑太阳光伏系统应用技术规范（中国建设设计院）7上海市地方标准Technical Specification for Solar E

50、nergy ApplicationIn Civil Buildings (PV Part) 民用建筑太阳能应用技术规程（光伏发电分册）8GB/T XXXX- 2006Testing Procedure for the Performance of Grid Connection of PV Systems 光伏系统并网性能测试方法99IEA Standards fro off-grid PV 与离网光伏系统相关的与离网光伏系统相关的IECIEC标准标准1IEC 61836-2007Solar photovoltaic energy systems- terms, definitions and

51、 symbols （名词术语）2IEC 61194-1992Characteristic parameters of stand-alone photovoltaic (PV) systems3IEC 61277-1995Terrestrial Photovoltaic (PV) Generating Systems-General and Guide4CEI/IEC 62124:2004Photovoltaic (PV) stand-alone systems-Design verification （独立光伏系统）5CEI/IEC 1173Over-voltage protection f

52、or photovoltaic (PV) power generating systems-Guide （光伏系统过压保护）6IEC 61702-1995Rating of Direct Coupled Photovoltaic (PV) - Pumping Systems7IEC 62253 Ed.1.0Direct Coupled Photovoltaic Pumping Systems - Design Qualification and Type Approval8IEC 61724(1998)Photovoltaic system performance monitoring - G

53、uidelines for measurement, data exchange and analysis9IEC/TS 62257-1 (2003)Recommendations for small renewable energy and hybrid systems for rural electrifications - Part 1: General Introduction to rural electrification10IEC 62257-2 TS Ed.1.0Recommendations for small renewable energy and hybrid syst

54、ems for rural electrifications - Part 2: from requirements to a range of electrification systems11IEC 62257-3 TS Ed.1.0Recommendations for small renewable energy and hybrid systems for rural electrifications - Part 3: Project development and management12IEC 61427 (2005) Secondary cells and batteries

55、 for photovoltaic energy systems (PVES) - General requirement and methods of test 光伏用蓄电池13IEC 62108 Ed.1.0Concentrator Photovoltaic Modules and Assemblies - Design Qualification and Type Approval 聚光电池模块和组合件100IEA Standards for Grid-connected PV 与并网光伏系统相关的与并网光伏系统相关的IECIEC标准标准1IEC 62109-1 2005Safety of power converters for use in photovoltaic power systemsPart 1: General Requirements 2IEC 62109-2 2005Safety of power converters for use in photovoltaic power systems - Part 2: Particular requirements for inverters3IEC 61683(1999)Photovoltaic systems -