家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　課　　題：民用光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)原理設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間：＿＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　班　　級(jí)：13級(jí)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化 </p><p>　　民用光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)原理設(shè)計(jì)</p><

2、p><b>　　摘 要</b></p><p>　　將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)稱為光伏發(fā)電技術(shù)。是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是較少受地域限制，因?yàn)殛柟馄照沾蟮?；光伏系統(tǒng)還具有安全可靠、無噪聲、低污

3、染、無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設(shè)周期短的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。本次設(shè)計(jì)是家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)是指利用光伏發(fā)電技術(shù)，在家庭的屋頂或墻壁等場地建立發(fā)電系統(tǒng)，多余電量可以送入當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)中的發(fā)電方式。此次設(shè)計(jì)內(nèi)容包括了對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量設(shè)計(jì)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的配置設(shè)計(jì)，容量設(shè)計(jì)主要對(duì)光伏組件和

4、蓄電池的容量進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，確定光伏組件和蓄電池的數(shù)量，發(fā)電系統(tǒng)的配置設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏組件型號(hào)、安裝方式及配套設(shè)備與設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是為家用式光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有節(jié)能，無污染運(yùn)用方便等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：光生伏特效應(yīng) 太陽能電池板 逆變器</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢

5、業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近了尾聲，這也意味著我的大學(xué)生活就要結(jié)束了，學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺，感慨良多。</p><p>　　首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師朱山川老師。做設(shè)計(jì)的過程是艱辛的，但是在我的努力之下還是完成了。在這個(gè)過程中朱老師給了我很大的幫助，沒有他的盡心指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求，我也不會(huì)順利完成這次設(shè)計(jì)。每次遇到難題，我最先做的就是向朱老師尋求幫助，

6、而朱老師每次不管忙或閑，總會(huì)抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。朱老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，都給予了我悉心的指導(dǎo)。這一個(gè)星期以來，朱老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向朱老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。</p><p>　　其次，還要感謝這三年來教我知識(shí)的每位老師們，畢業(yè)論文能夠順利完成，你們也都有很大的功勞。</p><p>

7、　　最后，我要向系部領(lǐng)導(dǎo)以及院部領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們的悉心領(lǐng)導(dǎo)，使我們?cè)诔_的前進(jìn)，以及給我們創(chuàng)造如此豐富多彩的校園生活。使我們度過了有意義的大學(xué)三年。再次，我由衷的表示感謝。謝謝你們。還有就是要向這三年大學(xué)生活期間所有幫助過我的同學(xué)們以及各位朋友們說一聲謝謝。</p><p>　　寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新、生活的開始。希望大家在將來的生活中繼續(xù)追逐最初的夢(mèng)想，永不放棄。<

8、;/p><p><b>　　作者：曾凡兵</b></p><p>　　2014年11月5 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1 光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1</p><p>　　1

9、.2 光伏發(fā)電技術(shù)的運(yùn)用2</p><p>　　第二章 任務(wù)分析4</p><p>　　第三章 家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2 容量設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.2 配置選型10</p><p>　　3

10、.4 安裝方式設(shè)安計(jì)11</p><p>　　第四章 總結(jié)和展望16</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖3-1 家用光伏發(fā)電系統(tǒng)</p><p>　　圖3-2 家庭式太陽能光伏發(fā)

11、電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖3-3 光伏組件的安裝軸側(cè)示意圖 </p><p>　　圖3-4 支架安裝示意圖 </p><p>　　圖3-5 組件正面擺列圖 </p><p>　　圖3-6 光伏組件板正反面示意圖 </p><p>　　圖3-7 接線盒圖</p><p&

12、gt;<b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)</b></p><p>　　太陽能光伏發(fā)電的過程沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件也不消耗燃料，并且不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)，具有無噪聲、無污染的特點(diǎn)；太陽能資源沒有地域限制，分布廣泛且取之不盡，用之不竭。因此，與其它新型發(fā)電技術(shù)(風(fēng)力發(fā)電與生物質(zhì)能發(fā)電等)相比，

13、太陽能光伏發(fā)電是一種具可持續(xù)發(fā)展理想特征（最豐富的資源和最潔凈的發(fā)電過程）的可再生能源發(fā)電技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。</p><p>　　1、太陽能資源取之不盡，用之不竭，照射到地球上的太陽能要比人類目前消耗的能量大6000倍。而且太陽能在地球上分布廣泛，只要有光照的地方就可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng)，不受地域、海拔等因素的限制。</p><p>　　2、太陽能資源隨處可得，可就近供電。不必長距

14、離輸送，避免了長距離輸電線路所造成的電能損失，同時(shí)也節(jié)省了輸電成本。這同時(shí)也為家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)在輸電不便的西部大規(guī)模使用提供了條件。</p><p>　　3、太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程簡單，是直接從光子到電子的轉(zhuǎn)換，沒有中間過程（如熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電磁能等）和機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不存在機(jī)械磨損。根據(jù)熱力學(xué)分析，光伏發(fā)電具有很高的理論發(fā)電效率，可達(dá)80以上，技術(shù)開發(fā)潛力巨大。</p><

15、p>　　4、太陽能光伏發(fā)電本身不使用燃料，不排放包括溫室氣體和其他廢氣在內(nèi)的任何物質(zhì)，不污染空氣，不產(chǎn)生噪聲，對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)遭受能源危機(jī)或燃料市場不穩(wěn)定而造成的沖擊，是真正綠色環(huán)保的新型可再生能源。</p><p>　　5、太陽能光伏發(fā)電過程不需要冷卻水，可以安裝在沒有水的荒漠戈壁上。光伏發(fā)電還可以很方便地與建筑物結(jié)合，構(gòu)成光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，不需要單獨(dú)占地，可節(jié)省寶貴的土地資源。</p>

16、<p>　　6、太陽能光伏發(fā)電無機(jī)械傳動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一套光伏發(fā)電系統(tǒng)只要有太陽能電池組件就能發(fā)電，加之自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛采用，基本上可實(shí)現(xiàn)無人值守，維護(hù)成本低。</p><p>　　7、太陽能光伏發(fā)電工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命（30年以上）。晶體硅太陽能電池壽命可達(dá)20~35年。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，只要設(shè)計(jì)合理、造型適當(dāng)，蓄電池的壽命也可長達(dá)10~15年。</p>

17、<p>　　8、太陽能電池組件結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，便于運(yùn)輸和安裝。光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，而用根據(jù)用電負(fù)荷容量可大可小，方便靈活，極易組合、擴(kuò)容。</p><p>　　1.2 光伏發(fā)電技術(shù)的運(yùn)用</p><p>　　家用并網(wǎng)系統(tǒng)：這是發(fā)達(dá)地區(qū)最流行的家庭和企業(yè)級(jí)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用類型。允許將光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電能輸送至電網(wǎng)，賣給公用機(jī)構(gòu)。當(dāng)沒有太陽時(shí)，再從電網(wǎng)輸出電力

18、。逆變器用來將光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電（DC）轉(zhuǎn)換為運(yùn)行一般電氣設(shè)備所需的交流電（AC）。</p><p>　　并網(wǎng)發(fā)電廠：在一個(gè)廠區(qū)位置上，這些也并入電網(wǎng)的系統(tǒng)產(chǎn)生大量光伏電能，其容量從幾百千瓦到幾兆瓦。其中一些電廠位于機(jī)場或火車站等大型工業(yè)建筑內(nèi)，這類電廠利用已有的可用空間，補(bǔ)償了高耗能用戶所需的部分電能。</p><p>　　農(nóng)村電氣化離網(wǎng)系統(tǒng)：在不通電的地方，光伏系統(tǒng)通過充電控制器連接

19、到電池。可以使用一個(gè)逆變器提供交流電源，供普通電器使用。典型的離網(wǎng)應(yīng)用是為偏遠(yuǎn)地區(qū)（如山區(qū)房屋和發(fā)展中國家的地區(qū)）供電。農(nóng)村電氣化是指如下兩類</p><p>　　所以本次設(shè)計(jì)是家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)是指利用光伏發(fā)電技術(shù)，在家庭的屋頂或墻壁等場地建立發(fā)電系統(tǒng)，不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力除用戶自用和就近利用外，多余電量可以送入當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)中的發(fā)電方式。</p&g

20、t;<p>　　在國外，目前，西班牙的電網(wǎng)調(diào)度尚不具備遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制大規(guī)模光伏發(fā)電的能力，原因是輸電運(yùn)營商僅要求1萬千瓦以上的光伏發(fā)電項(xiàng)目安裝遙測裝置，而西班牙還沒有如此大規(guī)模的光伏項(xiàng)目。隨著兆瓦級(jí)項(xiàng)目的增應(yīng)用：可滿足一個(gè)家庭基本用電需求的小型家用太陽能系統(tǒng)；或可為幾個(gè)家庭提供足夠電能、稍大些的小型太陽能電網(wǎng)。</p><p>　　混合系統(tǒng)：太陽能系統(tǒng)可與其它種類的能源（例如生物質(zhì)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電或

21、柴油發(fā)電）組合在一起，以確保持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)電力?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)可以是并網(wǎng)的、獨(dú)立的或求，如升級(jí)改造接入點(diǎn)的上級(jí)變壓器，重新配置饋線的電壓條件和控制設(shè)備等。德國的研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，要滿足德國的光伏發(fā)展目標(biāo)，需要額外新建19.5萬至38萬千米高壓和中壓配網(wǎng)線路，相應(yīng)的投資為130億歐元~270億歐元。 全社會(huì)分?jǐn)偡植际焦夥l(fā)電接入引起的電網(wǎng)改造成本。國外政府通由電網(wǎng)提供后備支持。</p><p>　　離網(wǎng)工業(yè)應(yīng)用：在電信領(lǐng)域

22、，經(jīng)常需要把太陽能發(fā)電用于遠(yuǎn)程應(yīng)用，尤其是在需要將偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)與國內(nèi)其它地區(qū)連接起來的場合。由光伏或混合動(dòng)力系統(tǒng)供電的移動(dòng)電話中繼站應(yīng)用，也有很大潛力。其它應(yīng)用還包括：交通信號(hào)燈、海航支持系統(tǒng)、保安電話、遠(yuǎn)程照明、公路標(biāo)志和廢水處理廠等。因?yàn)樗鼈兡転槟切╇娏魉筒坏降牡貐^(qū)提供動(dòng)力，從而避免了鋪設(shè)線網(wǎng)的高成本，所以，目前這些應(yīng)用具有成本優(yōu)勢(shì)。多，這些項(xiàng)目缺乏遙測設(shè)備將對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生顯著影響。 分布式電源的大規(guī)模發(fā)展，需要投入大量資金升級(jí)電

23、網(wǎng)。目前，德國已經(jīng)開始采取一些間接措施來滿足分布式電源接入配電網(wǎng)的要過征收電價(jià)附加，來支持必要的電網(wǎng)改造和分布式電源的接入。國光伏企業(yè)進(jìn)口的光伏電池產(chǎn)品啟動(dòng)反補(bǔ)貼調(diào)查。在此情況下，光伏行業(yè)將目光轉(zhuǎn)向國內(nèi)市場。</p><p>　　在我國分布式光伏發(fā)電近3年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。從2009年開始實(shí)施特許權(quán)招標(biāo)，推動(dòng)地面大型光伏電站建設(shè)。同年，開始了“金太陽”工程和光電建筑示范項(xiàng)目，給予分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)補(bǔ)貼，并按照投資規(guī)

24、模的大小，確定補(bǔ)貼額度。截至2011年年底，國家已公布的光電建筑示范項(xiàng)目規(guī)模約為30萬千瓦；“金太陽”工程已公布的規(guī)模約為117萬千瓦。在家庭的屋頂或墻壁等場地建立發(fā)電系統(tǒng)，不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力除用戶自用和就近利用外，多余電量可以送入當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)中的發(fā)電方式。這就大大減輕了我國火力發(fā)電的負(fù)擔(dān)，而且綠色環(huán)保，無污染。家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)是指利用光伏發(fā)電技術(shù)。</p><p><b&g

25、t;　　第二章 任務(wù)分析</b></p><p>　　我國輻源遼闊，有著十分豐富的太陽能資源。大體上，我國約有2/3以上的地區(qū)太陽能資源較好，特別是青藏高原、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古一帶，這些地區(qū)利用太陽能的條件尤其有利。根據(jù)各地接受太陽總輻射的多少，可將全國劃分為四類地區(qū)。如下表，</p><p>　　表2-1 全國各地太陽能總輻射量與年平均日照當(dāng)量</p><

26、p>　　表2-2 我國主要城市的輻射參數(shù)表</p><p>　　在設(shè)計(jì)計(jì)算中，需要的基本數(shù)據(jù)主要有：現(xiàn)場的地理位置，包括地點(diǎn)、緯度、經(jīng)度和海拔等；安裝地點(diǎn)的氣象資料，包括逐月的太陽能總輻射量、直接輻射量及散輻射量，年平均氣溫和最高、最低氣溫，最長連續(xù)陰雨天數(shù)，最大風(fēng)速及冰雹、降雪等特殊氣象情況。氣象資料一般無法做出長期預(yù)測，只能以過去10年到20年的平均值作為依據(jù)。由上表可知，從我國太陽能資源分布情況來看，

27、合肥位于三類地區(qū)，為中國太陽能資源中等類型地區(qū)，日輻射量3.3-4.1KW·h/m2.合肥緯度為31.850，則最佳傾角為40.850。本次設(shè)計(jì)家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在合肥，處于中緯度地帶，為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。年平均氣溫在15℃-16℃之間，極端最低氣溫-20．6℃，極端最高氣溫38℃以上。年平均輻射量1269.90KWh/m2，年平均降水量在900-1000毫米之間。全年氣溫變化的特點(diǎn)是季風(fēng)明顯、四季分明、氣候溫和、雨量

28、適中、春溫多變、秋高氣爽、梅雨顯著、夏雨集中，總之氣候條件優(yōu)越，氣候資源豐富。家庭居住為普通民房平頂。所以采用支架式安裝方式。家庭用電為照明用電及普通電器。</p><p>　　1.根據(jù)實(shí)際情況，可知該用戶全天用電情況，</p><p>　　表2—1 A用戶負(fù)載情況及全天用電情況表</p><p>　　2.根據(jù)該用戶實(shí)際用電情況，該用戶家用電器全部為交流負(fù)載，本次

29、設(shè)計(jì)為交流光伏發(fā)電系統(tǒng)。防雷方面，我們將太陽能電池板四周的鋁合金框架與支架連接，支架均采用等電位聯(lián)結(jié)。然后通過導(dǎo)線引用大地。這種防雷方式很適應(yīng)本設(shè)計(jì)的家庭，即平頂房。至于備用電源，不再需要。因?yàn)樵撚脩舨捎玫氖遣糠蛛娖饔秒?。另外，從氣象部門得到的資料，一般只有水平面的太陽輻射量，實(shí)際使用時(shí)必須設(shè)法換算到相應(yīng)陣列傾斜面上的輻射量。</p><p>　　國家科技部最近發(fā)布的《太陽能發(fā)電科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》提出“

30、十二五”期間，要實(shí)現(xiàn)光伏技術(shù)的全面突破，促進(jìn)太陽能發(fā)電的規(guī)?；瘧?yīng)用，初步建立太陽能發(fā)電國家標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)產(chǎn)品檢測平臺(tái)，形成我國完整的太陽能技術(shù)研發(fā)、裝備制造、系統(tǒng)集成、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)服務(wù)體系[1]</p><p>　　第三章 家庭用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>

31、　　1.根據(jù)實(shí)際情況，該用戶為平頂房，所有采用支架式安裝方式，效果如下圖。</p><p>　　圖 3-1 家用光伏發(fā)電系統(tǒng)</p><p>　　圖3-2 家庭式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　系統(tǒng)配置框圖</b></p><p>　　系統(tǒng)包括：太陽能電池、控制器、逆變器、蓄電池。</p&

32、gt;<p>　　上圖中光伏組件的功能是：</p><p>　　太陽能電池：通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。</p><p>　　控制器：是用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路太陽能電池方陣對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。</p><p>　　蓄電池組：目前太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中通常使用蓄電池實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，常用蓄電

33、池屬于電化學(xué)電池。蓄電池在充電時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，放電時(shí)把儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能提供給負(fù)載使用。一般來講，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)白天把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過充電器和蓄電池把電能儲(chǔ)存起來，晚上再通過放電器把儲(chǔ)存在蓄電池里的電能放出來使用。</p><p>　　逆變器：將太陽能電池所產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電的電壓的轉(zhuǎn)換裝置。</p><p><b>　　3.2 容量設(shè)計(jì)&l

34、t;/b></p><p>　　3.2.1 光伏組件容量設(shè)計(jì)</p><p>　　由統(tǒng)計(jì)表知普通家庭家用負(fù)載總功率約為1.488KW；每日耗電量L約為1.346kW·h 。</p><p>　　太陽能電池組件板的功率[2]</p><p>　　式中，L為負(fù)載每天總耗電量；T0為平均日照峰值日照時(shí)數(shù)；η1為蓄電池充電修正系數(shù)（

35、0.80～0.90）；η2為組件損耗修正系數(shù)，通常可取0.9～0.95；η3為逆變器損耗修正系數(shù)，通常可取0.9～0.98。</p><p>　　由日耗電量1.346kW·h，可計(jì)算出該系統(tǒng)需要太陽能電池板的總功率約為PA=0.72KW，由此可以選擇總功率為0.75KW的太陽能組件方陣，一般采用太陽能電池標(biāo)準(zhǔn)組件，通過串并聯(lián)構(gòu)成所需要功率的太陽能電池方陣。功率250W多晶太陽能電池組件，再用3塊該太因，

36、蓄電池容易損壞；容量太小，容易造成過放電，不能滿足負(fù)載用電需要。</p><p>　　3.2.2 蓄電池容量設(shè)計(jì)</p><p>　　在獨(dú)立型家庭式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池是僅次于光伏組件的最重要部件，而且隨著光伏組件價(jià)格的不斷降低，蓄電池在總投資中的比例正在逐漸增加。所以，合理配置蓄電池容量十分重要：容量過大，不僅增加投資，而且會(huì)造成蓄電池充電不足，長期處于虧電狀態(tài)，加上自放電等原

37、蓄電池容量兩個(gè)文獻(xiàn)，蓄電池容量的計(jì)算可以根據(jù)用電負(fù)荷和連續(xù)陰雨天數(shù)來確定，實(shí)際計(jì)算可按式（3-4）：</p><p>　　式中，C－蓄電池容量, S－蓄電池供電支持的天數(shù)（一般取2.5～5.0d）,即連續(xù)陰雨天數(shù)，由表3-1可知，取4天； L－負(fù)載平均每天用電量,；DOD－蓄電池放電深度（一般取0.8）, ηout -從蓄電池到負(fù)荷的效率:ηout = Fo×Fi, Fo－交流配電電路效率（一般取0.9

38、5）,Fi－逆變器效率（一般取0.90～0.98）,K－蓄電池放電容量修正系數(shù)（一般取1.2）等于蓄電池Amp-hour效率的倒數(shù)。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)要求計(jì)算日耗電量L=1.346kW·h，再根據(jù)式(3-4)，可算出蓄電池組的容量C值為9kW·h，選擇12V的標(biāo)稱電壓鉛酸蓄電池單體，串聯(lián)成24 V電池蓄電池組；根據(jù)電池組容量安時(shí)數(shù)等于所需瓦時(shí)除以電池組電壓，得電池組的容量C′= C

39、/24 = 375Ah，所以可選擇4個(gè)12 V，200 Ah的密封免維護(hù)鉛酸蓄電池先兩兩串聯(lián)后再進(jìn)行并聯(lián)，即可接成滿足需要的蓄電池組。</p><p><b>　　3.2 配置選型</b></p><p>　　1.太陽能電池組件：選用選安徽省旭騰光伏有限公司的STP6-250單晶硅系列太陽能電池組件，該組件采用6*15，共計(jì)90塊每塊電壓為0.5V，功率為2.8W的

40、太陽能電池板串聯(lián)，電壓45V，功率塊進(jìn)行并聯(lián)。性能優(yōu)勢(shì)：高透光率的剛性玻璃，提高光的穿透性和組件的機(jī)械強(qiáng)度，組件玻璃具有自清潔能力，降低灰塵及其他影響組件發(fā)電效率的機(jī)率；對(duì)所有組件進(jìn)行功率和電流分檔，以提高系統(tǒng)整體性能和組件的壽命；防水接線盒和集成旁路二極管，以減少太陽能電池組件因表面被遮擋造成的熱斑效應(yīng)從而引起的組件損傷；通過多項(xiàng)國際認(rèn)證和測試IEC, Tuv, CE, ISO，提供五年的產(chǎn)品質(zhì)量保證和10-25年的產(chǎn)品功率保證。工作

41、參數(shù)指標(biāo)：最大功率 250W；工作電流 5.88A；工作電壓 17.2V；系統(tǒng)電壓 12V；開路電壓 21V；短路電流 6.5A；電池?cái)?shù)量 90只。如圖3-6 光伏組件板正反面示意圖。</p><p>　　2.蓄電池電池組：選用中國合肥賽能信息工程有限公司的鉛酸電池，選擇容量為200Ah的12V電池，兩兩串聯(lián)后再進(jìn)行并聯(lián)。工作參數(shù)指標(biāo)：電壓：12 V；型號(hào)：SNT12-200 ；化學(xué)類型：免維護(hù)；&#

42、160;電液量：標(biāo)準(zhǔn) L；外型尺寸：480*170*240 mm；額定容量：200Ah ；重量：59KG。由此知防反充二極管的耐壓值可 取35V。</p><p>　　3.控制器：本設(shè)計(jì)采用太陽能組件短路電流是6.5A。使用3塊太陽能電板的總共短路電流為6.5A×3=19.5A?？刂破魍ǔ？刂频氖且粔K太陽能組件，而本設(shè)計(jì)中有較大功率用電器，所以考慮多路輸出。我們可選擇24 V 60A的控制器。

43、所以我們可以選用中國北京普泰日盛的功率控制器。性能優(yōu)勢(shì)：可根據(jù)不同的使用環(huán)境調(diào)整參數(shù)，最大效率的進(jìn)行光-電能量轉(zhuǎn)換；淘汰了傳統(tǒng)控制器落后的技術(shù)，采用了全新的硬件技術(shù)；采用真正的多級(jí)PWM充電模式，有效延長蓄電池壽命；具有過充、過放、過熱、電子短路、過載保護(hù)，防反接等完善的保護(hù)功能；溫度適應(yīng)范圍（-25℃--55℃），并自帶溫度補(bǔ)償程序，令控制器在充放電控制中自動(dòng)適應(yīng)當(dāng)前溫度,有效保護(hù)蓄電池。工作參數(shù)指標(biāo)：額定電壓DC12V/24V/48

44、V/220V，過充電壓14.4V、×2/24V，過放電壓11.1V、×2/24V,負(fù)載能力40A/60A/80A/100A/120A。</p><p>　　4.逆變器：在選型是要考慮為光伏發(fā)電系統(tǒng)將來的擴(kuò)容留有一定的余量，并參考下面公式：</p><p>　　逆變器的功率=阻性負(fù)載功率×（1.2～1.5）+感性負(fù)載功率×（5～7）</p>

45、<p>　　根據(jù)數(shù)據(jù),逆變器的=0×1.5+(9W×5h×0.8+70W×4h+1200W×0.5h+150W) ×6=6000W.由此我們選用中國北京普泰日盛的中等功率逆變器。型號(hào)PIC-2KM,性能優(yōu)勢(shì)：逆變器核心元器件全部為美國原裝進(jìn)口，安全、穩(wěn)定、可靠；標(biāo)準(zhǔn)工頻純正弦波輸出，適用于任何負(fù)載；抗沖擊能力強(qiáng)，150%過載可工作20s，最大程度避免客戶在使用不當(dāng)

46、的時(shí)造成設(shè)備損壞；輸入、輸出回路完全隔離，確保用戶安全使用；完善的保護(hù)功能：自動(dòng)穩(wěn)壓、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、過熱保護(hù)、直流端防反接保護(hù)等,溫度適應(yīng)范圍（-25℃--55℃）。型號(hào)PIC-1KW～5KW,工作參數(shù)指標(biāo)：額定功率：1KW～5KW；輸入電壓：DC12V/24V/48V；輸出電壓：AC220V/110V；輸出頻率：50HZ±0.05Hz；逆變效率：90%。</p><p>　　

47、5.電表的選型 ：每個(gè)電表都有他能承受的電流。所以電表的選型要先把功率換成電流值。本次設(shè)計(jì)家庭的電流=總功率÷系統(tǒng)電壓=720W÷21V=34.29A。所以選用上海大華測控設(shè)備廠DDS879單相電表40A.該電表單相電子式電能表采用專用集成電路，外圍元件少，具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，功耗低，壽命長等特點(diǎn)，可用于計(jì)量額定頻率為50Hz的單相交流有功電能。選用兩個(gè)，一個(gè)用來記錄系統(tǒng)發(fā)電容量的；另一個(gè)用來記錄從電網(wǎng)用電量。&

48、lt;/p><p>　　3.4 安裝方式設(shè)安計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)地點(diǎn)選定的是合肥，由表2-2 我國主要城市的輻射參數(shù)表2-2可知，合肥地區(qū)位于北緯為31.850，傾斜角=緯度+90.所以太陽能電池組件最佳傾角為41o，；比較理想的安裝位置是將太陽能電池板直接安裝在屋頂上，依據(jù)屋頂?shù)膬A角合理安排，依托不銹鋼支架安裝太陽能電池板。[3]</p><p>　　一般

49、情況下，我們?cè)谟?jì)算發(fā)電量時(shí)，是在方陣面完全沒有陰影的前提下得到的。因此，如果太陽電池不能被日光直接照到時(shí)，那么只有散射光用來發(fā)電，此時(shí)的發(fā)電量比無陰影的要減少約10％～20％。通常，在電池組件周圍有建筑物及山峰等物體時(shí)，太陽出來后，建筑物及山的圍會(huì)存在陰影，因此在選擇鋪設(shè)太陽能組件的地方時(shí)應(yīng)盡量避開陰影。</p><p>　　光伏陣列的方位角是陣列的垂直與正南方向的夾角（向東偏設(shè)定為負(fù)角度，向西偏設(shè)定為正角度。由

50、資料可知，合肥一天中復(fù)核的峰值時(shí)刻是12點(diǎn)，經(jīng)度1170.所以由下列公式可以計(jì)算出方位角。</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　所以光伏陣列以南為基準(zhǔn)，向西偏10 。</p><p>　　安裝過程中，首先要先固定支架，支架的角度及固定見

51、圖3-4支架安裝示意圖。由計(jì)算已經(jīng)知道了合肥的方位角為向西偏轉(zhuǎn)10。然后把組件擺設(shè)在支架上，如圖3-5組件正面擺列圖及圖3-3光伏組件的安裝軸側(cè)示意圖。安裝完畢后即可進(jìn)行布線。</p><p>　　圖3-3 光伏組件的安裝軸側(cè)示意圖</p><p>　　圖3-4 支架安裝示意圖</p><p>　　圖3-5 組件正面擺列</p><p>

52、;　　圖3-6 光伏組件板正反面示意圖</p><p>　　圖3-7 接線盒圖</p><p><b>　　第四章 總結(jié)和展望</b></p><p>　　家庭式分布式光伏發(fā)電具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：充分利用太陽能資源，無需開采、運(yùn)輸；太陽能屬于清潔能源，利用太陽能發(fā)電在減少燃煤的同時(shí)，減少碳粉塵、二氧化碳、二氧化硫等污染物排放。使用家庭分布式光伏發(fā)

53、電時(shí)電壓穩(wěn)定，在自足供電享受國家補(bǔ)貼的同時(shí)，還能夠賣給國家電網(wǎng)。</p><p>　　年發(fā)電量=當(dāng)?shù)啬贻椛淇偭浚↘W·h/㎡)×光伏方陣面積（㎡)×電池組件轉(zhuǎn)換效率×修正系數(shù)。其中光伏組件轉(zhuǎn)換效率為單晶14%。修正系數(shù)K=0.8×0.82×0.95×0.85×0.9=0.48。根據(jù)以上設(shè)計(jì)與計(jì)算結(jié)果可知；當(dāng)?shù)啬贻椛淇偭繛?348.37

54、KW·h/㎡，光伏方陣面積=1.650×0.992×3㎡=4.9㎡，則年發(fā)電量P=1348.37×4.9×14%×0.48=443.99KW·h</p><p>　　去年7月，國務(wù)院出臺(tái)了《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見》，支持和鼓勵(lì)企業(yè)、機(jī)構(gòu)、社區(qū)和家庭安裝這一新能源，并且對(duì)分布式光伏發(fā)電實(shí)行電量補(bǔ)貼政策。目前合肥上網(wǎng)電價(jià)是0.3599元/

55、度，國家補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)是0.359元/度，按這樣計(jì)算，家庭發(fā)電賣給供電企業(yè)，電價(jià)是0.7189元/度，比正常的電價(jià)0.5653/度，高出了0.1536元/度。</p><p>　　國家財(cái)政補(bǔ)貼0.45元/度+ 市級(jí)補(bǔ)貼0.25元，其中家庭式光伏電站用戶還可獲得每瓦3元的一次性投資補(bǔ)貼。合肥市補(bǔ)貼政策：0.45元＋0.25元=0.7元.本系統(tǒng)選用750W電池組件。所以可以獲得一次性補(bǔ)貼750×3=22

56、50元。</p><p>　　年補(bǔ)貼金額=443.99×0.7=310.793元</p><p>　　其中自家一年可用電1.346×365=491.29 KW·h，故每年還需要向國家電網(wǎng)用電所需費(fèi)用（491.29－443.99）×0.3599=17元；每年獲得補(bǔ)貼 310.793－17=307.793元。每年節(jié)省省下來的電費(fèi)491.29

57、15;0.3599=176.81元。所以每年獲利307.793+176.81=484.6元。</p><p>　　根據(jù)采購預(yù)期估算，本家庭分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)需要15000元。計(jì)算可知，（30000－2250）÷484.6=15年。系統(tǒng)的總壽命是25年，剩下的是就是自己的電了，可以免費(fèi)使用電了。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

58、<p>　　[1]楊德仁，汪雷．第十屆中國太陽能光伏會(huì)議論文集迎接光伏發(fā)電新時(shí)代[D] ．浙江：浙江大學(xué)出版社，2008-9-[1]1．</p><p>　　[2]廖東進(jìn),黃健華.光伏發(fā)電系統(tǒng)集成與設(shè)計(jì).北京在:化學(xué)工業(yè)出版社,2013 -8-1. </p><p>　　[3] 劉樹民，宏偉．太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工[D] ．北京：科學(xué)出版社，2006-4-1．<