加州光电水泵方案

1、太阳能离网发电系统技术方案济南加州光电科技有限公司(一) 太阳能离网系统主要组成济南加州光电科技有限公司专业研发：离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制逆变一体机、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电，再给交流负载供电。图1 离网型光伏发电系统示意图(1) 太阳电池组件 是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部件，其作

2、用是将太阳的辐射能量转换为直流电能； (2) 太阳能控制逆变一体机主要功能分为2部分，MPPT太阳能控制器和DC/AC双向充放电控制器，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。同时把组件和蓄电池的直流电逆变成交流电，给交流负载使用。在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。 (3) 蓄电池组 其主要任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。 (二) 主要组成部件介绍 2.1 太阳电池组件介绍图2 硅太阳电池组件结构图太阳电池组件是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。根据用户对功率和电压的不同要求

3、，制成太阳电池组件单个使用，也可以数个太阳电池组件经过串联（以满足电压要求）和并联（以满足电流要求），形成供电阵列提供更大的电功率。太阳电池组件具有高面积比功率，长寿命和高可靠性的特点，在25年使用期限内，输出功率下降一般不超过20%。一般来说，太阳电池的发电量随着日照强度的增加而按比例增加。随着组件表面的温度升高而略有下降。随着温度的变化，电池组件的电流、电压、功率也将发生变化，组件串联设计时必须考虑电压负温度系数。2.2 加州光电科技有限公司离网逆变电源介绍 加州光电科技有限公司XPI系列单相太阳能离网电源，采用新一代的全数字控制技术，纯正弦波输出；太阳能控制器和逆变器集成于一体，方便使用

4、；可以由太阳能电池板单独供电工作，也可以接入市电或发电机，实现太阳能/市电互补、太阳能/发电机互补；适用于电力缺乏和电网不稳定的地区，为其提供经济的电源解决方案。图3 光伏控制逆变一体机产品具有以下优势（1）控制逆变一体机：集成太阳能控制器和逆变器，连接简单，方便使用（2）太阳能MPPT控制器：采用先进的太阳能最大功率点跟踪技术，太阳能电池板的利用率可以达到99%以上；允许更高输入电压，太阳能电池板选择和阵列配置更加灵活；节省系统投资成本。（3）耐冲击性强：内置工频隔离变压器，耐冲击性强，可带空调、洗衣机、冰箱等冲击性强的家用电器。（4）完善的保护功能：蓄电池过充过放保护和先进的蓄电池管理功能

5、，延长蓄电池寿命，过载保护、短路保护等功能，保护设备和负载安全可靠运行。（5）LCD液晶屏直观显示：输出电压，市电电压，负载百分比，电池容量等多种工作运行状态参数监控，一目了然。2.3 蓄电池介绍 蓄电池主要是用于储能，以便在夜间或阴雨天给负载提供电能。蓄电池是离网系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个系统的可靠程度，然而蓄电池却又是整个系统中平均无故障时间（MTBF）最短的一种器件。如果用户能够正常使用和维护，就能够延长其使用寿命，反之其使用寿命会显著缩短，蓄电池的种类一般为铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池，锂电池等，它们各自的特点如下表所示。不同种类蓄电池的优缺点比较种类概述优

6、缺点铅酸电池1、一般型电池，也称汽车用电池2、需加水维护3、寿命13年1、充放电时会产生氢气，安置地点须设置排风管以免造成危害2、电解液显酸性，会腐蚀金属3、需经常加水维护铅酸免维护电池1、新型电池2、无需加水3、寿命35年1、密封式，充电时不会产生任何有害气体2、摆设容易，不需考虑安置地点通风问题3、免保养、免维护4、放电率高，特性稳定镍镉电池1、高级电池、用于特殊场合及特殊设备上2、需加水3、寿命1020年1、水为介质，充放电不会产生有害气体2、失水率低，但需要固定时间加水及保养3、放电特性最佳4、可防置于任何恶劣环境锂电池1、 高级电池、2、 不需要加水3、 寿命1020年1、 耐用性较

7、强，充放电次数高2、 体积小、重量轻，环保3、 价格较贵考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本因素，一般选择铅酸免维护电池。用户千万不要因贪图便宜而选择劣质电池，因为这样做会影响整个系统的可靠性，并可能因此造成更大的损失。（2）、蓄电池的检查 蓄电池都会有自放电现象（SELF-DISCHARGE），如果长期放置不用，会使能量损失掉，因此需定期进行充放电。工程技术人员可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏，以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80%以上，若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电，若开路电压低于12V，则表示电池存储电能不到20%，电池已处于“

8、弹尽粮绝”的地步。免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不会产生任何气体，但是如果用户使用不当，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增大，会将电池上方的压力阀顶开，严重的会使电池鼓胀、变形、漏液甚至破裂，这些现象都可以从外观上判断出来，如发现上述情况应立即更换电池。（3）、使用和保养虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门的维护工作，但是在使用时还是有一定的要求，如果使用不当会影响电池的使用寿命。影响电池使用寿命的因素有以下几点：安装、温度、充放电电流、充电电压、放电深度和长期充电等。 电池安装电池应尽可能安装在清洁，阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热器或其他辐

9、射热源的影响。电池应正立放置，不可倾斜角度。每个电池之间端子的连接要牢固。 环境温度环境温度对电池的影响较大。环境温度过高，会使电池过充电产生气体；环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在25左右。2.4 市电和柴油发电机互补考虑到一些经常停电地区和电压不稳定地区，用户为了能持续用电，一般自己购买了柴油发电机，加州光电科技有限公司离网电源还在系统中加入了市电和柴油机互补功能。可以实现稳压和给蓄电池充电功能。当有市电的时候，可以选择给蓄电池充电，当市电不稳定时，可以通过离网电源中的稳压器向负载供电。离网电源留有柴油机接口，在阴雨天或者光照度不够时，可以由

10、柴油机供电，离网电源提供稳压功能。案例介绍 3.1 客户基本需求 现有客户需设计一套离网光伏发电系统，当地的日平均峰值日照时数按照5小时考虑，现场负载为10盏荧光灯，每盏为80W，电视机为150W，洗衣机为250W，冰箱为200W，3台空调为3*900W，总功率为4100W，每天使用电量约15度。分析：用户负载分为阻性负载和感性负载，阻性负载。荧光灯和电视机是阻性负载，启动功率和运行功率差不多，洗衣机，冰箱，空调是感性负载，启动功率比运行功率要大3-8倍，启动时间为1-3秒。在实际生活中，有可能所有电器同时在运行，但所有电器同时启动的可能性不大，所以选用离网电源时，输出功率要大于所有电器功率之

11、和，考虑到感性负载启动功率较大，离网电源的功率要是最大功率的电器8倍之上。我公司逆变器抗冲击能力为3倍，8除以3为2.7，所以选择逆变器的时候，离网逆变器的功率是最大冲击性负载最大功率2.7倍之上。该用户总功率为4100W，最大功率的电器是空调，功率是900W，2.7倍是2430W，所以建议选用我公司6.0K的离网电源，输出功率是4.2KW.3.2 太阳电池组件设计 选择离网电源后，再根据离网电源的太阳能输入功率选择太阳能组件。原则是组件功率不能超过组件最大功率，额定电压和额定电流在PV输入电压电流范围内，XPI-6.0K离网电源，太阳能输入功率为5760W，可以选用24块235W的太阳能组件

12、，使用8块太阳能组件串联，再3路并联。额定电压V 29.3*8=234.4VDC 在150-300V范围内。额定电流A 8.03*3=24.09A 小于37A3.4 蓄电池组设计 蓄电池组的容量计算，参考公式：C=PtT /(VK2)，式中： C蓄电池组的容量，单位Ah； Pt负载平均每天用电量，单位WH； ； V蓄电池组的额定电压，单位V； K蓄电池的放电系数,考虑蓄电池效率、放电深度、环境温度、影响因素而定，一般取值为0.40.7。该值的大小也应该根据系统成本和用户的具体情况综合考虑； 2逆变器的效率； T连续阴雨天数（一般为13天）。 根据公式计算: C= PtT /(VK2) = 15

13、0002/（960.50.9） =694（Ah）700（AH）得出，系统需配置的蓄电池组容量为700Ah，同时要满足直流电压96V的要求，可采用48只2V/700Ah 的蓄电池进行串联。 系统最大组件功率是5760，（700*96）/（5760*2*0.9）=5.8，需要5.8小时把蓄电池充满。某公司多晶硅光伏组件技术参数规格 多晶硅额定功率(Wp) 300W 235W 240W 额定电压(Vm)36.2V 29.3V29.7V 额定电流(Im) 8.30A 8.03A 8.10A 开路电压(Voc)45.0V 37.2V 37.3V 短路电流(Isc)8.70A 8.55A 8.62A 短路

14、电流温度系数 +0.023/K 开路电压温度系数 -0.30%/K 最大功率温度系数 -0.40%/K 最大系统电压 DC1000V 最大熔丝电流 10A 重量 14.9Kg 尺寸 1581mm809mm35mm 型号（XPI）0.5 K0.7 K1.0 K1.5 K2.0 K3.0 K4.0 K5.0 K6.0 K7.0 K输出功率350W500W700W1KW1.5KW2.0KW3.0KW3.5KW4.2KW5.0KW蓄电池电压（VDC）2448 96充电电流30A(PWM)/50（MPPT）50A输入功率720(PWM) 1200(MPPT)2400W4800W类型PWM/MPPTMPPTPV输入电压 (VDC) 30-50(PWM) 30-90(MPPT)70-150150-300PV输入最大电流 30A(PWM)40A(MPPT)40A37A输入光伏直流电缆6根2.5平方20米6根2.5平方20米6根2.5平方20米组件最大功率(W)900W