离网型光伏系统设计
一．引言
随着社会的发展，能源在社会发展中的重要性越来越突出，尤其是近年来各国日益呈现出来的能源危机问题更加明显地把能源置于社会发展的首要地位。
目前世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需要，各国纷纷出台各种法规支持开发利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升混。
近几年来，光伏产业迅速发展，世界太阳电池年产量在最近十年内保持了30%以上的增速，2007 年年增长率达到了50% ，2008 年年增长率甚至达到了100% ，年产量达到6.5GW ，大阳电池产量迅速增加的动力来自于世界对太阳能等清洁能源持续增长的需求，2008 年世界光伏系统新装机容量达到5.95 GW ，比200 7年增长了110%。按照目前光伏组件4.5 $/W的价格计算，世界光伏市场规模接近三百亿美元.
新能源是国家“十二五”规划重点要求发展的产业，政策对其扶持力度很大。2009年3月，由科技部、国家发改委等部门联合举办的2009年中国国际节能和新能源科技博览会上集中展示了节能减排和新能源科技的重大成果，引起了国内外的广泛关注。我国拥有丰富的新能源与可再生能源可供开发利用，近十年来的高长使我国迫切需要加大对新能源和可再生能源的开发利用，以解决能源题，保障能源供应安全。
二．独立光伏发电系统的结构和工作原理
1.结构
通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电
系统，也可叫做太阳能电池发电系统。尽管太阳能光伏发电系统应用样式多种多样，应用规模跨度也很大，从小到不足一瓦的太阳能草坪灯，大到几百千瓦甚至几兆瓦的大型光伏发电站，但太阳能光伏发电系统的组成结构和工作原理基本相同。其主要结构由太阳能电池组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变
器（在有需要输出交流电的情况下使用）以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。
图3 独立型太阳能光伏发电系统工作原理
2.工作原理
太阳能电池方阵吸收太阳光并将其转化成电能后，在防反充二极管的控制下为蓄电池组充电。
直流或交流负载通过开关与控制器连接。
控制器负责保护蓄电池，防止出现过充或过放电状态，即在蓄电池达到一定的放电深度时，控制器将自动切断负载，当蓄电池达到过充电状态时，控制器将自动切断充电电路。
有的控制器能够显示独立光伏发电系统的充放电状态，并能贮存必要的数据，甚至还具有遥测、遥信和遥控的功能。
在交流光伏发电系统中， DC-AC逆变器将蓄电池组提供的直流电变成能满足交流负载需要的交流电。
三．独立光伏发电系统的设计
1.设计步骤和内容
（1）用电量需求的分析和计算。
（2）确定光伏发电系统形式。
（3）当地太阳能资源和气象地理条件数据的收集、计算。如：当地经度、纬度；年最高最低气温；全年太阳能辐射量；平均峰值日照射数；年最长连续阴雨天数等。
（4）系统容量设计：太阳能电池组件功能和方阵构成的设计与计算；蓄电池 组的容量与组合的设计与计算。
（5）系统设计与配置：控制器的选型与配置；交流逆变器的选型与配置；组件
支架及固定方式与设计；交流配电系统设计；防雷与接地系统配置与设计；监控
和测量系统的配置。
2.系统容量设计
目标: 优化太阳能电池方阵容量和蓄电池组容量的相互关系，在保证独立光
伏发电系统可靠工作的前提下，达到成本最低。
要求: 首先对当地的太阳能辐照资源、地理及气象数据有尽量详细的了解，
一般要求掌握日平均太阳辐照量、月平均太阳辐照量和连续阴雨天数。
方法: 依据各部件的数理模型，采用计算机仿真，可以拟合出太阳能电池方
阵每小时发电量、蓄电池组充电量和负载工作情况，并预测所需要的太阳能电池
方阵及蓄电池组的容量。
通过数值分析法，可以解析太阳能电池方阵容量及蓄电池组容量之间存在的
相互关系，然后在特定的供电可靠性要求下，根据成本最低化的原则，确定二者
各自的容量。
3.数值计算
列如：负载的总耗电量为4000w ·h/d ，选择的逆变器效率为90%，连续阴雨
天数为4天，蓄电池的放电深度为70%,系统电压为48V 。
①蓄电池容量= 系统直流电压放电深度逆变器效率日平均用电量自给天数???)(AH =48
%90%7044000???=530AH 通常，铅酸蓄电池的容量是在25℃时标定的。随着温度的降低， 0 ℃时的
容量大约下降到额定容量的90% . 而在-20℃的时候大约下降到额定容量的80% .
所以必须考虑蓄电池的环镜温度对其容量的影响。南京地区全年最低气温大约为
-4～-6℃，所以在此温度下，蓄电池的容量会下降10%左右。
蓄电池实际容量=温度修正因子蓄电池容量=%
90530=590AH ②确定蓄电池的串并联方式
每个蓄电池都有它的标称电压。为了达到负载工作的标称电压，将蓄电池串
连起来给负载供电，需要串联的蓄电池的个数等于负载的标称电压除以蓄电池的标称电压。这里选用24v/200AH 的胶体蓄电池。
串联蓄电池数=蓄电池标称电压负载标称电压=24
48=2 所以蓄电池串联数为2 并联蓄电池数=
单个蓄电池容量总蓄电池容量=200590=2.95≈3 四．太阳能电池组件及方阵的设计
1.太阳能电池组需要注意的问题
（1）设计太阳电池组件要满足光照最差季节的需要。
（2）蓄电池长时间处于亏电状态将使得蓄电池的极板硫酸盐化。
（3）在独立光伏系统中没有备用电源在天气较差的情况下给蓄电池进行再充电，这样蓄电池的使用寿命和性能将会受到很大的影响，整个系统的运行费用也将大幅度增加。
（4）太阳电池组件设计中较好的办法是使太阳电池组件能满足光照最恶劣季节里的负载需要，也就是要保证在光照最差的情况下蓄电池也能够被完全地充满电。
（5）由于光照最差季节的光照度大大低于平均值，这样设计的太阳电池组件在一年中的其他时候会远远超过实际需要，而且成本高昂。
2.太阳能电池组件的方位角和倾斜角
（1） 由于太阳能光伏发电的发电量与太阳光的辐射强度、大气质量、地理位置等因素有直接的关系和影响，因此在设计太阳能光伏发电系统时，应考虑太阳辐射的方位角和倾斜角、峰值日照时数等。
（2） 太阳能电池组件的方位角与倾斜角的选定是太阳能光伏系统设计时最重要的因素之一。
所谓方位角一般是指东西南北方向的角度。对于太阳能光伏系统来说，方位角以正南为00，由南向东向北为负角度，由南向西向北为正角度。方位角决定了阳光的入射方向，决定了各个方向的山坡或不同朝向建筑物的采光状况。
倾斜角是地平面与太阳能电池组件之间的夹角。倾斜角为00时表示太阳能电池组件为水平设置，倾斜角为900时表示太阳能电池组件为垂直设置。
①太阳能电池方位角的选择：
在我国，太阳能电池的方位角一般选择正南方向，以使太阳能电池单位容量的发电量最大。
②太阳能电池倾斜角的选址：
最理想的倾斜角是使太阳能电池年发电量尽可能大，而冬季和夏季发电量差异尽可能小的倾斜角。一般取当地纬度或加上几度作为当地太阳能电池组件安装的倾斜角。以下为根据当地纬度粗略确定太阳能电池的倾斜角：
纬度为00～250时，倾斜角等于纬度；
纬度为260～400时，倾斜角等于纬度加上50～100；
纬度为410～550时，倾斜角等于纬度加上100～150；
纬度为550以上时，倾斜角等于纬度加上150～200。
3.太阳能电池组件的计算方法
计算太阳电池组件的基本方法是用负载平均每天所需要的能量除以一块太阳电池组件在一天中可以产生的能量，这样就可以算出系统需要并联的太阳电池组件数，使用这些组件并联就可以产生系统负载所需要的电流。
将系统的标称电压除以太阳电池组件的标称电压，就可以得到太阳电池组件需要串联的太阳电池组件数，使用这些太阳电池组件串联就可以产生系统负载所需要的电压。
基本公式：串联电池组件数=）
组件峰值工作电压（系数）系统工作电压（V 1.43V ?（系数1.43是太阳能电池组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。）
并联电池组件数=）
组件日平均发电量（）负载日平均用电量（AH AH 其中，组件日平均发电量=组件峰值工作电流（A ）×峰值日照时数（h)。
上面的公式是理论计算，实际应用时还需要考虑其他因素，由于系统需要在连续阴雨天数中工作，综合考虑其它因素后得到的计算公式为：
串联电池组件数=)
(1.43)(V V 选定组件峰值工作电压系数系统工作电压?
并联电池组件数=最短间隔天数组件平均日发电量最短间隔天数
负载日平均耗电量补充的蓄电池容量??+
补充的蓄电池容量(Ah)=安全系数×负载日平均耗电量(Ah)×最大连续阴雨天数
负载日平均耗电量=负载工作电压
每天工作小时数负载功率? 组件平均日发电量(Ah)=选定组件峰值工作电流(A)×峰值日照时数(h)×倾斜面修正系数×组件衰降损耗修正系数
（式中，峰值日照时数和倾斜面修正系数都是指光伏发电系统安装地的实际数据，组件衰降损耗修正系数主要指因组件组合、组件功率衰减、组件灰尘遮盖、充电效率等的损失，一般取0.8。）
·太阳能电池方阵功率=选定电池组件的峰值输出功率×电池组件的串联数×电池组件的并联数。
4.直流接线箱的选型
直流接线箱也叫直流配电箱，小型太阳能光伏发电系统一般不用直流接线箱，直流接线箱主要用于中、大型太阳能光伏发电系统中，用于把太阳能电池组件方阵的多路输出电缆集中输入、分组连接，不仅使连线井然有序，而且便于分组检查、维护，当太阳能电池方阵局部发生故障时，可以局部分离检修，不影响整体发电系统的连续工作。
光伏控制器要根据系统功率、系统直流工作电压、电池方阵输入路数、蓄电池组数、负载状况及用户的特殊要求等确定光伏控制器的类型。一般小功率光伏发电系统采用单路脉冲宽度调制型控制器，大功率光伏发电系统采用多路输入型控制器或带有通信功能和远程监测控制功能的智能控制器。
控制器选择时要特别注意其最大工作电流必须同时大于太阳能电池组件或方阵的短路电流和负载的最大工作电流。
5.逆变器的选型
光伏逆变器选型时一般是跟据光伏发电系统设计确定的直流电压来选择逆变器的直流输入电压，根据负载的类型确定逆变器的功率和相数，根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量。逆变器的持续功率应该大于使用负载的功率，负载
的启动功率要小于逆变器的最大冲击功率。在选型时还要考虑为光伏发电系统将来的扩容留有一定的余量。
五．光伏发电的优缺点
相对通常发电手艺，光伏发电具备体积小，无噪音，重量轻，无污染，寿命长，零排放等优点。由于光伏发电是操纵太阳能将太阳能转化为光能，而且可以在荒凉等环境恶劣地域制作。光伏发电体系主要由电子元件构成，没有机械动弹部位，可以无人值守。各个地区差异不是很大，可以建立分布式电站，生产的资源和硅材料比较丰富不受资源分布的限制，可以安装在建筑物上，安装简单成本低。
太阳能光伏发电存在一些待改善的地方，如发生的电力接入电网必须增加无功抵偿设备，还有太阳能光伏发电必须要有太阳光，遭到日夜交替，四时变动，阴晴变动等气象条件影响，太阳能的照耀能量散布密度小，而光伏发电必须占用比例较大的面积。另外，太阳能的转化率还是很低，这也是摆在我国眼前的一道急需解决的大问题。
六．光伏发电的社会经济效益
（1）经济增长收益。由于我国是第三人口大国加上随着社会的进步，家家户户都增添了大量的用电设备，电冰箱、电视机、电脑、空调等大功率设备，加大了供电企业的负担，而大量进行光伏发电能大大减轻能源缺乏的困境，为社会带来更大的经济效益。
（2）就业效益。作为一个人口大国，使得很多人形成了就业困难的局面，然而光伏发电作为一个新兴起的行业这将带动机械设备制造业的发展，为许多的无业群众提供提供了就业机会，同时也将带动社会的经济效益。
七．总结
综上所述，在进行系统设计时，首先应该考虑用户的负载需求量和当地的天气条件等不可变因素，然后选择合适的计算公式计算出系统中各参量值，并且在整个市场中根据最经济和安全的原则广泛地对各类器件选型，从而得出最经济实用的设计。
光伏系统的设计需本着合理性、实用性、高可靠性、和高性价比的原则。做
到既能保证光伏系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要，同时又能使系统的配置最合理、最经济，特别是确定使用最少的太阳能电池组件功率和蓄电池的容量。协调整个系统工作的最大可靠性和系统成本之间的关系，在满足需要保证质量的前提下节省投资，达到最好的经济效益。
离网型太阳能光伏发电系统 一、系统构成 离网型太阳能光伏发电系统主要由光伏电池板、光伏控制器、蓄电池组、变换器和监控系统等五部分构成。图1为光伏发电系统示意图，图2为系统构成原理框图。各部分的功能和作用是： 1、光伏电池板：它是光伏发电的核心，其作用是太阳辐射能直接转换为直流电能供给负载或储存在蓄电池中。 2、光伏控制器：由于一般的多晶硅或单晶硅光伏电池板输出为电流源型，不能直接输出给负载和蓄电池，需通过光伏控制器将其变换为蓄电池可接受的稳定的电压或电流，实现 蓄电池的有效充电或供给外接负载。光伏控制器还能实现对蓄电池组的过充和过放保护。 3、变换器：如果要求输出为直流，则可以通过该部分将蓄电池的电压转换成不同的直流电压以适应不同的负载设备。如果要求输出为交流，则可通过交流逆变器将直流电变换为220V（单相）、380V(三相)交流电，供给交流用电设备。对于家庭用，该部分一般采用交流逆变器。 4、监控系统：该部分的主要作用是监控各部分的工作参数和工作状态。同时提供人机操作界面。
图1 离网型光伏发电系统示意图 图2 离网型光伏发电构成原理框图 二、系统功能及特点 1、能实现对蓄电池组的恒压、恒流充电和充电过程的自动管理； 2、具有太阳能最大功率点跟踪控制功能（MPPT），发挥光伏电池的最大功效； 3、逆变器交流输出波形正弦度好，输出电压稳定，抗扰能力强；
4、保护功能完善，具有蓄电池过充、过放、输出过压、过流、短路等多种保护； 5、具有交流电网供电后备功能，当多日无太阳光照，蓄电池储存电能无法满足输出供电时，系统可自动切换为交流市电供电，由于采用直流侧无间断切换，交流输出无间断现象； 6、友好的人机操作界面、完善的监控功能，系统采用大尺寸触摸液晶屏，操控方便、显示直观； 三、系统适应领域 1、家庭供电：特别适用于独立式居住的家庭，如城市别墅区、农村家庭。对于城市居民小区，居住在顶楼的住户或私家阳台较大的家庭也较合适； 2、学校供电：特别适用于中小学和幼儿园，在这些地方，一般白天用电较多，且用电量不大； 3、医院供电：可与医院的应急供电系统融合在一起，可有效提高医院的应急电源的可靠性和经济性； 4、城市小区公共供电：可安装在城市小区公共部分，接入小区的公用电房，作为小区公用电使用； 5、政府部门、企事业单位办公大楼供电：集中安装在办公大楼的顶层，作为公用电接入大楼低压配电柜中。 四、系统主要规格与技术参数 1、光伏电池容量等级：1KW～100KW（可根据用户要求定制）；
光伏离网发电系统（技术部分） 上海泊吾电源有限公司 2013年1月
目录 第一章：系统概述 (3) 1.1 项目概述 (3) 1.2 系统设计依据 (3) 1.3 公司简介 (4) 第二章：系统配置 (4) 2.1系统构成 (4) 2.2系统选型 (4) 2.2.1光伏组件 (4) 2.2.2光伏组件支架 (5) 2.2.3光伏方阵防雷汇流箱 (6) 2.2.4接地和防雷 (7) 2.2.5线缆桥架 (8) 2.2.6光伏逆变器 (10) 2.2.7通讯及监控 (12) 2.2.8蓄电池 (14) 第三章：系统设计 (16) 3.1离网系统设计的基本原理 (16) 3.2气象数据分析................................................................................... 错误！未定义书签。 3.3 组件方阵设计 (17) 3.3.1倾角和方位角 (17) 3.3.2组件阵列间距 (19) 3.3.3组件距地（屋面）距离 (20) 3.4光伏逆变器电气设计 (21) 3.5光伏消防安全设计........................................................................... 错误！未定义书签。 3.5.1蓄电池设计方法.................................................................... 错误！未定义书签。第四章：系统发电量分析............................................................................. 错误！未定义书签。第五章：系统主要设备清单......................................................................... 错误！未定义书签。
5kWp光伏太阳能离网发电系统 设 计 方 案
目录 一、光伏太阳能离网发电系统简介 (2) 二、项目地参数 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统组成与原理 (6) 五、设计过程 (8) 1、方案简介 (8) 2、用户信息 (8) 3、蓄电池设计选型 (8) 4、组件设计选型 (12) 5、离网逆变器设计选型 (16) 6、控制器设计选型 (18) 7、交直流断路器 (21) 8、电缆设计选型 (23) 9、方阵支架 (23) 10、配电室设计 (23) 11、接地及防雷 (23) 12、数据采集检测系统 (24) 六、仿真软件模拟设计 (25) 七、设备配置清单及详细参数 (31) 八、系统建设及施工 (31) 九、系统安装及调试 (32) 十、工程预算投资分析报告 (36) 十二、运行及维护注意事项 (38) 十三、设计图纸 (41)
5kWp光伏太阳能离网发电系统配置方案 一、光伏太阳能离网发电系统简介 独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。用这种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。 太阳能光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic——BIPV）是应用太阳能发电 的一种新形式，简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结构外表面如建筑幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构，不但具有围护结构的功能，同时又能产生电能供本建筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线路离网发电，向电网提供电能。太阳能光伏方阵与建筑的结合由于不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而备受关注。 二、项目地参数 图片来自Google地球 1、项目地点：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、经度：120°12’ ，纬度：32°23’； 3、平均海拔高度：7m；
光伏离网系统典型设计 当今世界上还有很大一部分人生活在缺电或无电的世界中，他们居住在贫困或偏远地区，远离发电厂和公共电网，因为没有电，无法享受到现代文明给生活带来的信息和便利。光伏离网发电系统是一种独立自给的可再生新能源供电系统，可以解决他们的基本用电问题。 典型光伏离网发电系统主要由太阳能组件，支架，太阳能控制器，离网逆变器，蓄电池，配电箱等六部分组成，太阳能组件接入到太阳能控制器后，首先满足用户负载使用，之后将多余的电量存储于蓄电池中，以备夜间及阴雨天使用，当蓄电池没电，大部分逆变器还可以支持市电输入（或者柴油发电机）作为补充能源给负载供电。 光伏离网系统的设计不同于并网发电系统，需要考虑用户的负载大小，日用电量，当地的气候条件等因素，根据客户的实际需求选择不同设计方案，相对较为复杂，为了保证离网系统能够可靠工作，做好前期的客户需求调查是非常有必要的。光伏离网系统的设计，主要包含逆变器的选型，组件容量的设计和蓄电池容量的设计： 一．逆变器选型：根据用户负载大小和类型确定逆变器功率 逆变器功率大小的选择一般要不小于负载总功率，但是考虑到逆变器的使用寿命和后续扩容，建议逆变器功率需要考虑留有一定的裕量，一般为负载功率的1.2~1.5倍，另外，如果负载包含有类似于冰箱，空调，水泵，抽油烟机等带电动机的感性负载（电动机的启动功率是额定功率的3~5倍），需要把负
载的启动功率考虑进来，即负载的启动功率要小于逆变器的最大冲击功率。以下是逆变器的功率选择的计算公式，供设计时参考。 二．组件容量确定：根据用户日用电量和光照强度确定组件容量 光伏组件白天发的电一部分供给负载使用，剩下部分给蓄电池充电，到了晚上或者太阳辐射不足情况下，储存在蓄电池的电将放电给负载使用，由此可见，在没有市电/或者柴油机作为补充能源情况下，负载的所耗电全部来自光伏组件白天所产生的电，考虑到不同季节，不同地区的光照强度会有差异，为了保证系统的可靠运行，光伏板的容量设计应该在光照最差的季节也能满足需求，以下是光伏板的容量计算公式： 三．蓄电池容量确定：根据夜晚用电量或者后备时间确定电池容量 光伏离网系统的蓄电池主要用于储能，保证在太阳辐射不足时负载还能够正常工作。对于有重要负载的光伏离网系统，蓄电池容量的设计需要考虑当地的最长阴雨天数。普通的光伏离网系统负载供电要求不高，考虑到系统成本原因，可以不考虑阴雨天数，只要根据实际的光照强度来调整负载的使用。另外，大部分光伏离网系统选用铅酸电池，一般取铅酸电池的放电深度为0.5-0.7，蓄电池容量的设计可以参考以下公式： 四．10kVA光伏离网系统典型设计方案
离网光伏发电系统容量设计 一．任务目标 1.掌握容量设计的步骤和思路。 2.掌握光伏发电系统的容量设计方法。 3.了解光伏发电系统容量设计考虑的相关因素。 二．任务描述 光伏发电系统容量设计主要涉及蓄电池容量、蓄电池串并联数、光伏发电系统的发电量、光伏组件串并联数的计算。本实验报告主要以两种常见的计算方法为主。计算过程中需要注意不同容量单位之间的换算。 三．任务实施 1.容量设计的步骤及思路： 光伏发电系统容量设计的主要目的是计算出系统在全年内能够可靠工作所需的太阳能电池组件和蓄电池的数量。主要步骤: 2.蓄电池容量和蓄电池组的设计： （1）基本计算方法及步骤 ①将负载需要的用电量乘以根据实际情况确定的连续阴雨天数得到初步的蓄电池容量。阴雨天数的选择可参照如下：一般负载，如太阳能路灯等，可根据经验或需要在3-7内选取，重要
的负载。如通信、导航、医院救治等，在7-15内选取。 ②蓄电池容量除以蓄电池的允许最大放电深度。一般情况下，浅循环型蓄电池选用50%的放电深度，深循环型蓄电池选用75%的放电深度。 ③综合①②得电池容量的基本公式为 最大放电深度 连续阴雨天数 负载日平均用电量蓄电池容量?= 式中，电量的单位是h A ?，如果电量的单位是h W ?，先将h W ?折算为h A ?，折算关系如下： 系统工作电压 ） 负载日平均用电量（负载平均用电量h W ?= （2）相关因素的考虑 上 ①放电率对蓄电池容量的影响。 蓄电池的容量随着放电率的改变而改变，这样会对容量设计产生影响。计算光伏发电系统的实际平均放电率。 最大放电深度 连续阴雨天数 负载工作时间）平均放电率（?= h 负载工作功率 负载工作时间负载工作功率负载工作时间∑∑?= ②温度对蓄电池容量的影响。 蓄电池的实际容量会随着温度的变化而变化，当温度下降时，蓄电池的实际容量下降；温度升高时，蓄电池的实际容量略有升高。蓄电池的实际容量与温度的关系如图4-3所示曲线所示。
光伏离网系统的计算 光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到几瓦的太阳能庭院灯，大到MW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原理基本相同。太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。（四）逆变器：在很多场合，都需要提供220V AC、110V AC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。
为能向220V AC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。光伏系统的设计包括两个方面：容量设计和硬件设计。在进行光伏系统的设计之前，需要了解并获取一些进行计算和选择必需的基本数据：光伏系统现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔；该地区的气象资料，包括逐月的太阳能总辐射量、直接辐射量以及散射辐射量，年平均气温和最高、最低气温，最长连续阴雨天数，最大风速以及冰雹、降雪等特殊气象情况等。蓄电池的设计包括蓄电池容量的设计计算和蓄电池组的串并联设计。首先，给出计算蓄电池容量的基本方法。（1）基本公式I.第一步，将每天负载需要的用电量乘以根据实际情况确定的自给天数就可以得到初步的蓄电池容量。II. 第二步，将第一步得到的蓄电池容量除以蓄电池的允许最大放电深度。因为不能让蓄电池在自给天数中完全放电，所以需要除以最大放电深度，得到所需要的蓄电池容量。最大放电深度的选择需要参考光伏系统中选择使用的蓄电池的性能参数，可以从蓄电池供应商得到详细的有关该蓄电池最大放电深度的资料。通常情况下，如果使用的是深循环型蓄电池，推荐使用80%放电深度（DOD）；如果使用的是浅循环蓄电池，推荐选用使用
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 0
3 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,+85 2)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 1
太阳光伏系统设计方案
南京格瑞能源科技有限公司． 总体方案描述一 在能源供应方面必须走可持续发面对化石燃料的逐渐枯竭和人类生态环境的日益恶化， 展的道路，逐渐改变能源消费结构，大力开发利用以太阳能为代表的可再生能源，已逐步成为人们的共识。由于太阳能发电具有节能、环保，安装使用方便，一次投资，长期受益等特点，目前广泛应用在别墅群、旅游渡假村、草原牧区、偏远山村、高山海岛等。太阳太阳能阵列把光能转换为电能，210W单晶太阳电池组件组成太阳电池阵列，采用充电控制器作过充、灯控电池阵列通过防雷汇流箱后，进线通过防雷处理进入光伏控制器,交流电且和市电形成互2%）AC220V频率（50Hz±制进入蓄电池组，逆变器把蓄电池逆变为LED等照明灯使用。共462盏,补，通过AC220V交流配电柜输出配电和后级防雷保护处理后可分别安装在屋顶相应的朝南位120平方米左右，太阳能电池板总共需安装占地面积约（东经）置，电池板支架采用全铝结构，具体方案在图纸深化设计中体现。万泽大厦位于：E °48′光伏组件安装倾角确定为3258°′N（北纬）31°119发电系统包括太阳能电池板、组件支架、防雷汇流箱、蓄电池组，控制器，逆变器及配电箱其附件。系统介绍二 灯后地下车库照明负载总功率采用LED本系统的主要目的是给照明设备供 电， 灯管的LED462盏 12W车道、为5544W，车位共采用，220V，负载需要电压为交流11340，方阵支8小时。根据电量平衡原理，需要太阳电池方阵功率为：Wp负载每天工作㎡。系统设计列。太阳能电池方阵占地面积：9120架的倾角为32°，组件排列方式为6行。蓄电池，控制器，逆变器，以180Ah/DC220V2个阴雨能正常工作，蓄电池配置容量为：及输出控制柜安装在空置房内。 本图供示意参考系统核心配置2.1 名称型号参数备注 单晶210Wp/DC96V 太阳电池组件． 180Ah/DC220V 蓄电池 智能自动控制GESM60/220 控制器DC220V/60A 汇流箱汇流箱6进一出GEHL10-S6 带市DC220V/10KW 逆变器GEII10K/220 正弦波逆变器() 电互补太阳电池组件支架 负载用电（2.2 AC220V）数量工作时间用电功率项目名称总功率
离网光伏系统设计方案 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
太 阳 光 伏 系 统 设 计 方 案 南京格瑞能源科技有限公司
一总体方案描述 面对化石燃料的逐渐枯竭和人类生态环境的日益恶化，在能源供应方面必须走可持续发展的道路，逐渐改变能源消费结构，大力开发利用以太阳能为代表的可再生能源，已逐步成为人们的共识。由于太阳能发电具有节能、环保，安装使用方便，一次投资，长期受益等特点，目前广泛应用在别墅群、旅游渡假村、草原牧区、偏远山村、高山海岛等。 采用210W单晶太阳电池组件组成太阳电池阵列，太阳能阵列把光能转换为电能，太阳电池阵列通过防雷汇流箱后，进线通过防雷处理进入光伏控制器,充电控制器作过充、灯控制进入蓄电池组，逆变器把蓄电池逆变为AC220V频率（50Hz±2%）交流电且和市电形成互补，通过AC220V交流配电柜输出配电和后级防雷保护处理后,共462盏LED等照明灯使用。 太阳能电池板总共需安装占地面积约120平方米左右，可分别安装在屋顶相应的朝南位置，电池板支架采用全铝结构，具体方案在图纸深化设计中体现。万泽大厦位于：E（东经）119°58′N（北纬）31°48′光伏组件安装倾角确定为32° 发电系统包括太阳能电池板、组件支架、防雷汇流箱、蓄电池组，控制器，逆变器及配电箱其附件。 二系统介绍 本系统的主要目的是给照明设备供电，采用LED灯后地下车库照明负载总功率为5544W，车道、车位共采用462盏 12W的LED灯管，负载需要电压为交流220V，负载每天工作8小时。根据电量平衡原理，需要太阳电池方阵功率为：11340Wp，方阵支架的倾角为32°，组件排列方式为6行9列。太阳能电池方阵占地面积：120㎡。系统设计2个阴雨能正常工作，蓄电池配置容量为：180Ah/DC220V。蓄电池，控制器，逆变器，以及输出控制柜安装在空置房内。
1) 西藏昌都地区一座总功率Pm=30kwp 离网光伏电站，经910天运行，累计发电74332kwh。 平均每天发电量g=74332kwh/910天=81.68kwh。 2) 理论计算： 昌都地处西藏东南部，查表1，年平均辐射量为1625-1855kwh/m2 ,取F=1700kwh/m2 或h1 =4.6h a) 年发电量G=Pm×F ×y×η/1Kw=30kwp ×1700kwh×1.1 ×0.54/1kw=30294(kwh) 每天发电量g=G/365=30294/365=83(Kwh) ；或 b)每天发电量g=Pm ×h1 ×y×η=30kwp ×4.6h×1.1 ×0.54=81.97(kwh) 理论计算发电量81.97(kwh)与实际发电量81.68kwh十分接近，表明理论计算的正确性。 二、并网光伏发电系统设计计算 并网光伏发电系统的设计比离网光伏发电系统简单，这不仅是因为离网光伏发电系统不需要蓄电池和充电控制器，且其供电对象是较稳定的电网。故毋须考虑发电量与用电量之间的平衡，也不需要考虑负载的电阻、电感特性。通常只需根据光伏组件总功率计算其发电量。反之，根据需要的发电量设计并网发电系统设置。 (一) 设计依椐： 1) 光伏发电系统所在地理位置(纬度) ； 2) 当地年平均光辐射量； 3) 需要年发电量或光伏组件总功率或投资规模或占地面积等； 4) 并网电网电压，相数； (二) 并网发电系统设计计算 1) 发电量或组件总功率计算： 年平均每天发电量g=Pm×h1×y×η (kwh) 或 g= Pm×F(M J/m2 ) ×y×η/3.6×365×1 (kwh) 或 g= Pm×F(kwh/m2 ) ×y×η/365 (kwh) 平均年发电量G=g×365 (kwh) 2) 并网逆变器选用： 并网逆变器的选用主要根据下列要求： a) 逆变器额定功率=0.85-1.2Pm； b) 逆变器最大输入直流电压>光伏方阵空载电压； c) 逆变器最输入直流电压范围>光伏方阵最小电压； d) 逆变器最大输入直流电流>光伏方阵短路电流； e) 逆变器额定输入直流电压=光伏方阵最大功率电压； f) 额定输出电压=电网额定电压； g) 额定频率=电网频率； h) 相数=电网相数； 并网逆变器的输出波形畸变、频率误差等应满足并网技术要求。此外，必须具有短路、过压、欠压保护和防孤岛效应等功能。 三、光伏组件方阵设计： (一) 光伏组件水平倾角设计： 光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发电量分配的要求。 1) 对于一年四季发电量要求基本均衡的情况，可以按以下方式选择组件倾角： 光伏发电系统所处纬度光伏组件水平倾角 纬度0°--- 25°倾角等于纬度 纬度26°--- 40°倾角等于纬度加5°∽10° 纬度 41°----55°倾角等于纬度加10°∽15°
光伏离网系统设计思路、常见问题及解决方案 在现代日常生活中，通常我们认为用电是理所当然的事情，然而，当今世界上却还有超过20亿人生活在缺电或者无电地区。以我们国家为例，由于经济发展水平的差异，西部仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题，无法享受现代文明。光伏离网发电不仅可以解决无电或者少电地区居民基本用电问题，还可以清洁高效地利用当地的可在生能源，有效解决能源和环境之间的矛盾。从目前来看，并网系统的研究已获得足够的重视，技术成熟，但离网系统还面临诸多困难，制约了光伏离网的应用和发展。光伏离网是刚性消费需求，客户两极分化，一种是不差钱的“土豪”，最关心是系统的可靠性，主要是私人海岛业主、别墅业主、通信基站、监控系统等，另一种是偏远地区的贫困户，最关心是产品价格。从项目规模上看，一种是针对单个客户的小项目或者单个项目的小工程，另一种是针对特定人群的大项目，如国家无电地区光伏扶贫项目。离网系统对不同的客户，要采取不同的设计方案，尽量满足客户的实际需要。 晶福源公司是国内最大的光伏离网逆变器厂家，每年出货的离网逆变器超过5万多套，占全国总量60%以上，笔者从事光伏离网系统售前技术支持和售后安装指导工作，先后设计过1000多套离网系统，现场调试过100 多套系统，并参观过100多家离网电站，从中总结出一些经验，仅各位参考。 光伏离网发电系统主要由光伏组件，支架，控制器，逆变器，蓄电池以及配电系统组成。系统电气方案设计，主要考虑组件，逆变器（控制器），蓄电池的选型和计算。设计之前，前期工作要做好，需要先了解用户安装地点的气候条件，负载类型和功率；白天和晚上的用电量，当然，用户的
太 阳 光 伏 系 统 设 计 方 案 南京格瑞能源科技有限公司
一总体方案描述 面对化石燃料的逐渐枯竭和人类生态环境的日益恶化，在能源供应方面必须走可持续发展的道路，逐渐改变能源消费结构，大力开发利用以太阳能为代表的可再生能源，已逐步成为人们的共识。由于太阳能发电具有节能、环保，安装使用方便，一次投资，长期受益等特点，目前广泛应用在别墅群、旅游渡假村、草原牧区、偏远山村、高山海岛等。 采用210W单晶太阳电池组件组成太阳电池阵列，太阳能阵列把光能转换为电能，太阳电池阵列通过防雷汇流箱后，进线通过防雷处理进入光伏控制器,充电控制器作过充、灯控制进入蓄电池组，逆变器把蓄电池逆变为AC220V频率（50Hz±2%）交流电且和市电形成互补，通过AC220V交流配电柜输出配电和后级防雷保护处理后,共462盏LED等照明灯使用。 太阳能电池板总共需安装占地面积约120平方米左右，可分别安装在屋顶相应的朝南位置，电池板支架采用全铝结构，具体方案在图纸深化设计中体现。万泽大厦位于：E（东经）119°58′N（北纬）31°48′光伏组件安装倾角确定为32° 发电系统包括太阳能电池板、组件支架、防雷汇流箱、蓄电池组，控制器，逆变器及配电箱其附件。 二系统介绍 本系统的主要目的是给照明设备供电，采用LED灯后地下车库照明负载总功率为5544W，车道、车位共采用462盏 12W的LED灯管，负载需要电压为交流220V，负载每天工作8小时。根据电量平衡原理，需要太阳电池方阵功率为：11340Wp，方阵支 架的倾角为32°，组件排列方式为6行9列。太阳能电池方阵占地面积：120㎡。系统设计2个阴雨能正常工作，蓄电池配置容量为：180Ah/DC220V。蓄电池，控制器，逆变器，以及输出控制柜安装在空置房内。 本图供示意参考 2.1系统核心配置 名称型号参数备注
新能源技术课程设计指导书
1.实验目的与要求 （1）检索资料，了解光伏发电技术的发展状况以及光伏发电原理； （2）掌握光伏电池模型的建立方法，分析、设计仿真模型，并利用MA TLAB 进行仿真实现； （3）掌握光伏电池的测试方法，选择适合的测量器件与量程，验证光伏阵列模拟方法的正确性； （4）分析离网型光伏发电系统的组成，选择合适的电力变换器拓扑结构并进行原理分析、参数计算； （5）查阅相关文献资料，确定系统MPPT 控制策略，建立MPPT 模块仿真模型，并仿真分析； （6）掌握系统联调的方法，调整控制参数。 2.仪器设备 太阳能电池板1 块，万用表2 个，太阳能功率表TENMARS TM-207，滑动变阻器（100 欧姆，200 瓦）1 个，计算机 1 台，系统仿真软件。 3.实验原理 通过集中授课和查阅相关资料了解离网型光伏发电系统的组成和工作原理。具体包括：（1）光伏电池的发电原理和数学模型； （2）DC—DC—AC变换器的拓扑结构、工作原理和参数计算； （3）研究离网型光伏发电系统最大功率跟踪控制的方法； （4）通过将光伏阵列外接一个可变电阻，调节可变电阻，记录不同情况下的电压和电流值，从而得到I/V 特性，将I 和V 相乘后，可得到P，进一步可获得P/V特性，通过光伏 阵列倾角的调节，从而使照射到光伏阵列上的光强产生变化。 4.实验内容与要求 4.1 实验内容 （1）建立光伏阵列数学模型，依托实际光伏电池板参数对光伏电池输出特性进行相关模拟， 研究光强和温度对光伏电池输出特性的影响，并设计实际光伏电池的检测电路进行实验验证；（2）设计离网型光伏发电系统，包括确定DC-DC-AC变换器拓扑结构、计算电力变换电路参数、确定MPPT控制策略； （3）在MA TLAB环境下建立含光伏阵列模块、电力变换电路模块、MPPT控制模块及输出负载的离网型光伏系统模型，系统调试，在光强和温度突变时系统能够快速、准 确、稳定地实现最大功率跟踪控制。 4.2 实验要求 （1）画出系统框图及原理图，实验接线图，软件流程图。 （2）不同实验步骤时接线不同则要按实验步骤分别给出接线图。 （3）给出接线图中所测量参数的测量点，指明所测参数的变化范围。 （4）指明测量每个参数所对应仪表及选用依据。 （5）指明在测量数据之前对实验线路、实验装置所必须的调试整定工作。
离网光伏发电系统 洛阳云嘉居网络科技有限公司 2014年9月16日
简介 光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 离网光伏发电系统在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。
离网光伏发电系统详解 一、光伏发电效益分析 以洛阳市地区为例，每平方米太阳年辐射量平均为1509kW·h ，使用多晶硅的光电转化效率平均为16.5%，则每平方米年理论发电量为249度。 实际安装运行过程中，太阳电池板输出的直流功率是太阳电池板的标称功率。在现场运行的太阳电池板往往达不到标准测试条件，输出的允许偏差是5％，因此，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.95的影响系数。 此外，光伏组件温度、表面灰尘及太阳能辐射不均匀等环境因素都会影响太阳能电池板输出功率，综合分析要考虑到0.786的影响系数。对于并网光伏电站，考虑安装角度因素折算后的效率为0.88。 所以实际发电效率为：0.95 * 0.79 *0.88 =66.7％，即每平方米年实际发电量为166度。 二、离网光伏发电系统结构 离网光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电池组、控制器、逆变器组成，可实现将太阳能转化成可供使用的交流电能（一般为220V，50Hz正弦波）。
5kWp 光伏离网发电系统设计方案 二零一六年元月
目录 一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 (3) 1.1 太阳能离网发电系统简介 (3) 1.2 建设位置参数 (3) 1.3 项目用户负载参数 (4) 二、相关规范和标准 (5) 三、系统组成与原理 (6) 3.1 光伏太阳能离网发电系统组成 (6) 3.2 光伏太阳能离网发电系统主要组成 (7) 3.3 离网系统原理示意图 (7) 四、离网发电系统方案设计过程 (8) 4.1 方案简介 (8) 4.2 使用具体要求信息 (8) 4.3 蓄电池设计选型 (9) 4.4组件设计选型 (14) 4.5 离网逆变器设计选型 (18) 4.6 控制器设计选型 (19) 4.7 交直流断路器 (20) 4.8 电缆设计选型 (22) 4.9 方阵支架 (22) 4.10 配电室设计 (23) 4.11 接地及防雷 (23) 4.12 数据采集检测系统 (24) 五、设备配置清单及详细参数 (25) 六、系统建设及施工 (25) 6.1 施工顺序 (25) 6.2 施工准备 (26) 6.3 工程施工 (27) 七、系统安装及调试 (27) 7.1 太阳电池组件安装和检验 (27) 7.2 总体控制部分安装 (29) 7.3 检查和调试 (29) 八、工程预算分析报告 (30) 8.1 投资估算内容 (30)
8.2 工程预算 (30) 九、运行及维护注意事项 (32) 9.1 日常维护 (32) 9.2 注意事项 (35)
一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 1.1 太阳能离网发电系统简介 独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。用这种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。 太阳能光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic——BIPV）是应用太阳能发电的一种新形式，简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结构外表面如建筑幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构，不但具有围护结构的功能，同时又能产生电能供本建筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线路离网发电，向电网提供电能。太阳能光伏方阵与建筑的结合由于不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式， 因而备受关注。 1.2 建设位置参数 1、项目名称：； 2、项目地点：湖北省武汉市； 3、经度：114°30’，纬度：30°60’；
离网光伏发电供电系统设计案例 1系统原理图 1.1系统实物连接图(图一) 图一 1.2系统连接框图（图二） 图二
1.3系统安装方式 该系统用于医院，故太阳能电池板设计成地面电站安装形式（放于医院大楼屋顶），太阳能电池板固定支架之间采用螺丝固定的方式连接；支架底座考虑到风速及屋顶防水措施保护，采用一次性浇筑好的水泥压块（如图三所示）；太阳能电池板之间接头采用MC4公母插头，方便拆卸。 图三 2、系统主要部件设计 2.1太阳能电池板 2.1.1太阳能电池板选型 光伏组件选用多晶硅组件，型号为250Wp的多晶硅组件，每块内部封装156*156多晶电池片60片，该组件拥有高转换效率，确保卓越品质；该组件能够承受高风压、雪压以及极端温度条件；能够达到12年90%和25年80%的输出功率，5年工艺材料的质保。 2.1.2
表六 2.1.3太阳能电池板实物图（如图四所示） 图四 2.2光伏汇流箱 2.2.1光伏汇流箱的选型 对于光伏发电系统，为了减少光伏组件与光伏控制器或者逆变器之间的连接线，方便维护，提供可靠性，一般需要在光伏组件与光伏控制器或者逆变器
之间增加直流汇流装置，故系统中需要增加光伏防雷汇流箱。又根据太阳能电池板的并联数为10并，我们正常把每并电流预设为10A，考虑到控制器是两路输入每路电流50A，故选用两台5进1出的汇流箱。 2.2.2功能特点 满足室内、室外安装要求 最大可接入16路光伏串列，单路最大电流20A 宽直流电压输入，光伏阵列最高输入电压可达1000VDC 光伏专用熔断器 光伏专用高压防雷器，正负极都具有防雷功能 可实现多台机器并联运行 维护简易、快捷 远程监控（选配）
户用光伏离网系统典型设计 由于经济发展水平的差异，还有小部分偏远地区，没有解决基本用电问题，无法享受现代文明，光伏离网发电可以解决无电或者少电地区居民基本用电问题。 户用光伏离网发电系统主要由光伏组件、支架、控制器、逆变器、蓄电池以及配电系统组成。系统电气方案设计，主要考虑组件、逆变器（控制器）、蓄电池的选型和计算。设计之前，前期工作要做好，因为离网系统都是定制的，没有一个统一的方案，需要先了解用户负载类型和功率，白天和晚上的用电量，安装地点的气候条件。光伏离网系统，用电要依赖天气，没有100%的可靠性。 离网系统由于必须配备蓄电池，且占据了发电系统30－50%的成本。而且铅酸蓄电池的使用寿命一般都在3－5年，过后又得更换，从经济性来说，很难得到大范围的推广使用，只适合缺电的地方使用。 离网系统和并网系统不一样，组件和逆变器并不是按照一定的比例去配置，而是要根据用户的负载，用电情况和当地的天气条件来设计： 1、根据用户的负载类型，及功率确认离网逆变器的功率 家用负载一般分为感性负载和阻性负载，洗衣机、空调、冰箱、水泵、抽油烟机等带有电动机的负载是感性负载，电动机启动功率是额定功率的3-5倍，在计算逆变器的功率时，要把这些负载的启动功率考虑进去。逆变器的输出功率要大于负载的功率。但对于一般贫困家庭而言，考虑到所有的负载不可能同时开启，为了节省成本，可以在负载功率之和乘以0.7-0.9的系数。下面的列表是常用家用电器的功率，供设计时参考。
2、根据用户每天的用电量确认组件功率 离网系统可用的电量=组件总功率*太阳能发电平均时数*控制器效率*蓄电池效率。组件的设计原则是要满足平均天气条件下负载每天用电量的需求，也就是说太阳能电池组件的每天发电量要稍大于负载每天用电量。因为天气条件有低于和高于平均值的情况，太阳能电池组件的设计基本满足光照最差季节的需要，就是在光照最差的季节蓄电池也能够基本上天天充满电。但在有些地区，最差季节的光照度远远低于全年平均值，如果还按最差情况设计太阳能电池组件的功率，那么在一年中的其他时候发电量就会远远超过实际所需，造成浪费。这时只能考虑适当加大蓄电池的设计容量，增加电能储存，使蓄电池处于浅放电状态，弥补光照最差季节发电量的不足对蓄电浊造成的伤害。组件的发电量并不能完全转化为用电，还要考虑控制器的效率和机器的损耗以及蓄电池的损耗。 组件的安装角度要考虑用户的地理位置，尽量满足夏季和冬季的要求，在我国，太阳能电池的方位角一般都选择正南方向，以使太阳能电池单位容量的发电量最大，最理想的倾斜角是使太阳能电池年发电量尽可能大，而冬季和夏季发电量差异尽可能小时的倾斜角。 灯泡、电风扇、电吹风这样的负载，用电量等于功率乘以时间；空调、冰箱这样的负载，是间隙性工作的，空调的耗电和室内外温度差、房间面积、空调的能效率有很大关系，1台1P的空调，晚上用8小时，耗电1-5度不等。 3、根据用户晚上用电量，或期望待机时间确定蓄电池容量 蓄电池的任务是在太阳能辐射量不足时，保证系统负载的正常用电。对于重要的负载，要能在几天内保证系统的正常工作，要考虑连续阴雨天数。对于一般的负载如太阳能路灯等
基站光伏离网发电系统 设计方案 湖南红太阳新能源科技有限公司 2011年6月
目录 第一章概况..................................................................................................... - 1 - 1.1项目概况 ......................................................................................... - 1 - 1.2主要技术原则和指导思想 ............................................................. - 1 -第二章太阳能光伏发电应用......................................................................... - 2 - 2.1太阳能光伏发电的应用前景............................................................. - 2 - 2.2 太阳能光伏发电的应用方式............................................................ - 2 - 2.2.1系统原理.................................................................................. - 3 -第三章系统配置方案..................................................................................... - 3 - 3.1 系统参数计算：................................................................................ - 3 -第四章安装方案............................................................................................. - 5 -第五章投资估算表......................................................................................... - 6 -
一：蓄电池容量BC： BC=A*QL*NL*TO/CC(AH) A：安全系数在1.1-1.4之间 QL：负载日平均耗电量，日工作小时乘工作电流 NL：最长连续阴雨天数 TO：温度修正系数，0度上为1，-10上为1.1，-10下为1.2 CC：放电深度。铅酸电池0.75，碱性镍镉电池0.85 二：标准光下的平均日辐射数H H=Ht*2.778/10000h 三：太阳能电池组日发电量Qp Qp=Ioc*H*Kop*Cz(AH) Ioc：太阳能电池最佳工作电流 KOP：斜面修正系数 CZ：为修正系数，主要为组合，衰减，充电等衰减，一般取0.8 四：太阳能电池串联数Ns： NS=UR/UOC=（UF+UD+UC）/UOC UR：太阳能电池方阵输出最小电压 UOC：太阳能电池组件最佳电压 UF：蓄电池浮冲电压 UD：二极管压降一般0.7 UC：其他压降 五：阴雨天补充蓄电池容量Bcb Bcb=A*QL*NL(AH) 六：太阳能电池并联数NP NP=（Bcb+Nw+QL）/( Qp* Nw) Nw：2个连续阴雨天之间的最短天数。 七：太阳能电池方阵功率P： P=Po*NS*NP(W) Po为太阳能电池组件的额定功率 路灯计算简易公式： 太阳能电池组功率=负载功率*用电时间/当地日平均峰值日照时数*损耗系数1.8 蓄电池容量=负载功率*用电时间/系统电压*连续阴雨天数*系统安全系数
城市纬度日辐射量（Ht）斜面日辐射量修正值kop 1哈尔滨45.68 12703 15838 1.1400 2长春43.90 13572 17127 1.1548 3沈阳41.77 13793 16263 1.0671 4北京39.80 15261 18035 1.0976 5天津39.10 14356 16722 1.0962 6呼和浩特40.78 16574 20075 1.1468 7太原37.78 15061 17394 1.1005 8乌鲁木齐43.78 14464 16594 1.0092 9西宁36.75 16777 19617 1.1360 10兰州36.05 14966 15842 0.9489 11银川38.48 16533 19615 1.1559 12西安34.30 12781 12952 0.9275 13上海31.17 12760 13691 0.9900 14南京32.0 13099 14207 1.0249 15合肥31.85 12525 13299 0.9988 16杭州30.23 11668 12372 0.9362 17南昌28.67 13094 13714 0.9640 18福州26.08 12001 12451 0.8978 19济南36.68 14043 15994 1.0630 20郑州34.72 13332 14558 1.0476 21武汉30.63 13201 13707 0.9036 22长沙28.20 11377 11589 0.8028 23广州23.13 12110 12702 0.8850 24海口20.03 13835 13510 0.8761 25南宁22.82 12515 12734 0.8231 26成都30.67 10392 10304 0.7553 27贵阳26.58 10327 10235 0.8135 28昆明25.02 14194 15333 0.9216 29拉萨29.70 21301 24151 1.0964