光伏系统独立系统设计概述
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V系统 型号：SD1250、SD12100(4U)，SD12150(6U)。 l DC24V系统
型号：SD2450、SD24100(4U)，SD24150、SD24200(6U)。 l DC48V系统
型 号 ： SD4830、SD4850、SD48100(4U)，SD48150、SD48200(6U)， SD48250、SD48300(网络柜)。
二、光伏独立发电系统的组成
2. 光伏独立发电系统组成
系统主要包括太阳电池组件、光伏控制器、蓄电池组、逆变器 等组成
2.1太阳电池组件
太阳电池组件是通过光伏效应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不同要求，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），形成电池 阵列提供更大的发电功率。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20年使用期限内，输出功 率下降一般不超过20%。 目前，常见的太阳电池组件有单晶硅、多晶硅、非晶硅等 电池组件，国内生产电池组件的厂家有上海太阳能、无锡 尚德、宁波太阳能等。
ST1205
DC12V
5A
5A
1路 路灯场合负载
光控开/光控关模式 光控开/时控关模式
ST1208 SD1205A SD1210A SD2405A SD2410A SD1205B SD1210B SD2405B SD2410B
DC12V DC12V DC12V DC24V DC24V DC12V DC12V DC24V DC24V
缺点： ² 1,控制比较复杂。因为使用了多种能源，所以系统需要监控每种能源 的工作情况，处理各个子能源系统之间的相互影响、协调整个系统的运 作，这样就导致其控制系统比独立系统复杂，现在多使用微处理芯片进 行系统管理。 2,初期工程较大。混合系统的设计，安装，施工工程都比独立工程要 大 3,比独立系统需要更多的维护。油机的使用需要很多的维护工作，比 如更换机油滤清器，燃油滤清器，火花塞等，还需要给油箱添加燃油 等。 ² 4,污染和噪音。光伏系统是无噪音、无排放的洁净能源利用，但是因 为混合系统中使用了柴油机，这样就不可避免地产生噪音和污染。
步）、光控开/光控关模式（负载1、2同步）、光控开/时控关模式（负 载1、2可分别设置）；
• 2路负载的时控关断定时时间可以通过功能设置按键分别编程设置（负
载1、2同步关断或负载2比负载1延时关断）。同步关断的定时时间可设 置为4、6、8、10、12、14、16小时，负载2比负载1延时关断的定时时 间可设置为1、2、3、4、5、6、7、8小时；
3,和单用柴油发电机的系统相比，具有较少的维护和使用较少的燃料 4,较高的燃油效率。在低负荷的情况下，柴油机的燃油利用率很低， 会造成燃油的浪费。在混合系统中可以进行综合控制使得柴油机在 额定功率附近工作，从而提高燃油效率 5,负载匹配更佳。使用混合系统之后，因为柴油发电机可以即时提供 较大的功率，所以混合系统可以适用于范围更加广泛的负载系统， 例如可以使用较大的交流负载，冲击载荷等。还可以更好的匹配负 载和系统的发电，只要在负载的高峰时期打开备用能源即可简单的 办到。有时候，负载的大小决定了需要使用混合系统，大的负载需 要很大的电流和很高的电压。如果只是使用太阳能成本就会很高。
重要的参数指标
• • • • • • •
峰值功率-----Wp 最大工作电压-----Vmp 最大工作电流-----Imp 短路电流-----Isc 开路电压-----Voc 最大系统电压-----Vms 电压温度系数-----K（约-3‰V/℃）
二、光伏独立发电系统的组成
2.2 光伏控制器 分为小功率、中功率、大功率控制器
• 4U机架式
• 6U机架式
• 1.2米网络柜
• 户外壁挂式
性能特点： l l l l l 微电脑芯片控制，充放电各参数点可编程设定，可适应不同场合的 特殊要求； LCD液晶显示控制器的工作参数及运行状态，LED指示灯显示显示各 路光伏充电状态和负载通断状态； 控制电路与主电路完全隔离，极高的抗干扰能力； 1—18路光伏输入控制；各路充电压检测具有“回差”控制功能，可 防止开关进入振荡状态； 实时显示蓄电池电压、负载电流、总光伏电流、每路光伏电流、蓄 电池温度、累计光伏发电安时数、累计负载用电安时数等十几个参数；
下表是无锡尚德生产的多晶硅电池组件参数：
组件型号 STP26024/Vb STP19018/Ub STP17024/Ac STP12012/Tb STP08012/Bb STP06012/Sb STP04012/Rb STP03012/Lb STP02012/Cb STP01012/Kb STP00512/Db 电池片 系列 156 156 125 156 125 156 156 156 125 156 125 电池片 规格 156 x 156 156 x 156 125 x 125 156 x 156 125 x 125 156 x 78 156 x 52 156 x 39 125 x 31.25 78 x 26 62.5 x 15.62 组件规格 1956 x 992 x 50 1482 x 992 x 35 1580 x 808 x 35 1482 x 676 x 35 1195 x 541 x 30 771 x 665 x 30 537 x 665 x 30 426 x 680 x 18 656 x 306 x 18 310 x 368 x 18 216 x 306 x 18 重量 27( 升级) 16.8 15.5 12 8 6.2 4.5 3.2 2.5 1.5 0.8 标准测试条件下 最大功率 260 190 170 120 80 60 40 30 20 10 5 最大工作 电流 7.47 7.31 4.79 6.98 4.57 3.45 2.3 1.74 1.14 0.57 0.29 最大工作 电压 34.8 26 35.5 17.2 17.5 17.4 17.4 17.2 17.6 17.4 17.4 短路 电流 8.09 7.89 5.11 7.65 4.9 3.9 2.58 1.94 1.26 0.65 0.32 开路 电压 44 33 44.4 21.8 21.9 21.6 21.8 21.6 21.7 21.6 21.6 最大系统 电压 1000 1000 1000 1000 715 715 715 715 715 715 715 认证 IEC VDE CE IEC TUV CE IEC TUV CE TUV CE IEC TUV CE CE CE CE CE CE CE
1路输出小功率控制器
充电状态指 示灯 电池电量指 示灯
功能设置按 键
• • • • • • • • •
性能特点： 采用微电脑控制技术； 采用低损耗、长寿命的MOSFET场效应管作为控制器的主要开关器件； 运用快速充电和浮充充电的控制技术，充分利用太阳能给蓄电池充电； 单路负载输出，三种工作模式可供选择，即普通开/关模式、光控开/光控关模式 、光控开/时控关模式； 时控关断的定时时间可以通过功能设置按键编程设置，定时时间可设置为4、6、 8、10、12、14、16小时； 具有充电状态指示灯、蓄电池电量指示灯，利用彩色指示灯的颜色显示系统的工 作状态和蓄电池的剩余电量； 具有多种保护功能，包括蓄电池和太阳电池接反、蓄电池过充和过放、负载过压 和过流、夜间防反充电和温度过高等多种保护功能； 具有温度补偿功能。
普通场合负载 路灯场合负载
普通场合负载 路灯场合负载
2.2.2中功率控制器 DC12V系统 型号：SD1220、SD1230。 l DC24V系统
型号：SD2420、SD2430。 l DC48V系统
型号：SD4815。
• 外形图片
性能特点： l * 采用微电脑控制技术； l * 采用低损耗、长寿命的MOSFET场效应管作为控制器的主要开关器件； l *2路光伏输入，运用快速充电和浮充充电的控制技术，充分利用太阳能给 蓄电池充电； L*LCD显示功能：液晶显示屏通过数字和英文向用户显示系统的重要信息； 如电池电压、充电电流和放电电流工作模式、系统参数、系统状态等； *负载可设置自动/手动工作模式。
8A 5A 10A 5A 10A 5A 10A 5A 10A
8A 5A 10A 5A 10A 2.5A/路 5A/路 2.5A/路 5A/路
1路 1路 1路 1路 1路 2路 2路 2路 2路 普通开/关模式 光控开/光控关模式 光控开/时控关模式 普通开/关模式 光控开/光控关模式 光控开/时控关模式
•
DC110V系统 SD110250、SD110300(网络柜)。
• 型 号 ： SD11050(4U)，SD110100、SD110150(6U)，SD110200、 •
DC220V系统 SD220250、SD220300(网络柜)。
• 型 号 ： SD22050(4U)，SD220100、SD220150(6U)，SD220200、
1.2混合发电系统
这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能太阳电池组件阵列之外，还使 用了燃油发电机作为备用电源。使用混合供电系统的目的就是为了综 合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点
优点:
1,使用混合供电系统可以达到可再生能源的更好利用。因为可再生能源是 变化的，不稳定的，所以系统必须按照能量产生最少的时期进行设计。 由于系统是按照最差的情况进行设计，所以在其他的时间，系统的容量 过大。在太阳辐照最高峰时期产生的多余能量没法使用而白白浪费了。 整个独立系统的性能就因此而降低。如果最差月份的情况和其他月份差 别很大，有可能导致浪费的能量等于甚至超过设计负载的需求。 2,具有较高的系统实用性。在独立系统中因为可 再生能源的变化和不稳定会导致系统出现供电不 能满足负载需求的情况，也就是存在负载缺电情 况，使用混合系统则会大大地降低负载缺电率
光伏独立发电系统设计概述
章军华 2008.10.5
型号：SD2450、SD24100(4U)，SD24150、SD24200(6U)。 l DC48V系统
型 号 ： SD4830、SD4850、SD48100(4U)，SD48150、SD48200(6U)， SD48250、SD48300(网络柜)。
二、光伏独立发电系统的组成
2. 光伏独立发电系统组成
系统主要包括太阳电池组件、光伏控制器、蓄电池组、逆变器 等组成
2.1太阳电池组件
太阳电池组件是通过光伏效应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不同要求，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），形成电池 阵列提供更大的发电功率。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20年使用期限内，输出功 率下降一般不超过20%。 目前，常见的太阳电池组件有单晶硅、多晶硅、非晶硅等 电池组件，国内生产电池组件的厂家有上海太阳能、无锡 尚德、宁波太阳能等。
ST1205
DC12V
5A
5A
1路 路灯场合负载
光控开/光控关模式 光控开/时控关模式
ST1208 SD1205A SD1210A SD2405A SD2410A SD1205B SD1210B SD2405B SD2410B
DC12V DC12V DC12V DC24V DC24V DC12V DC12V DC24V DC24V
缺点： ² 1,控制比较复杂。因为使用了多种能源，所以系统需要监控每种能源 的工作情况，处理各个子能源系统之间的相互影响、协调整个系统的运 作，这样就导致其控制系统比独立系统复杂，现在多使用微处理芯片进 行系统管理。 2,初期工程较大。混合系统的设计，安装，施工工程都比独立工程要 大 3,比独立系统需要更多的维护。油机的使用需要很多的维护工作，比 如更换机油滤清器，燃油滤清器，火花塞等，还需要给油箱添加燃油 等。 ² 4,污染和噪音。光伏系统是无噪音、无排放的洁净能源利用，但是因 为混合系统中使用了柴油机，这样就不可避免地产生噪音和污染。
步）、光控开/光控关模式（负载1、2同步）、光控开/时控关模式（负 载1、2可分别设置）；
• 2路负载的时控关断定时时间可以通过功能设置按键分别编程设置（负
载1、2同步关断或负载2比负载1延时关断）。同步关断的定时时间可设 置为4、6、8、10、12、14、16小时，负载2比负载1延时关断的定时时 间可设置为1、2、3、4、5、6、7、8小时；
3,和单用柴油发电机的系统相比，具有较少的维护和使用较少的燃料 4,较高的燃油效率。在低负荷的情况下，柴油机的燃油利用率很低， 会造成燃油的浪费。在混合系统中可以进行综合控制使得柴油机在 额定功率附近工作，从而提高燃油效率 5,负载匹配更佳。使用混合系统之后，因为柴油发电机可以即时提供 较大的功率，所以混合系统可以适用于范围更加广泛的负载系统， 例如可以使用较大的交流负载，冲击载荷等。还可以更好的匹配负 载和系统的发电，只要在负载的高峰时期打开备用能源即可简单的 办到。有时候，负载的大小决定了需要使用混合系统，大的负载需 要很大的电流和很高的电压。如果只是使用太阳能成本就会很高。
重要的参数指标
• • • • • • •
峰值功率-----Wp 最大工作电压-----Vmp 最大工作电流-----Imp 短路电流-----Isc 开路电压-----Voc 最大系统电压-----Vms 电压温度系数-----K（约-3‰V/℃）
二、光伏独立发电系统的组成
2.2 光伏控制器 分为小功率、中功率、大功率控制器
• 4U机架式
• 6U机架式
• 1.2米网络柜
• 户外壁挂式
性能特点： l l l l l 微电脑芯片控制，充放电各参数点可编程设定，可适应不同场合的 特殊要求； LCD液晶显示控制器的工作参数及运行状态，LED指示灯显示显示各 路光伏充电状态和负载通断状态； 控制电路与主电路完全隔离，极高的抗干扰能力； 1—18路光伏输入控制；各路充电压检测具有“回差”控制功能，可 防止开关进入振荡状态； 实时显示蓄电池电压、负载电流、总光伏电流、每路光伏电流、蓄 电池温度、累计光伏发电安时数、累计负载用电安时数等十几个参数；
下表是无锡尚德生产的多晶硅电池组件参数：
组件型号 STP26024/Vb STP19018/Ub STP17024/Ac STP12012/Tb STP08012/Bb STP06012/Sb STP04012/Rb STP03012/Lb STP02012/Cb STP01012/Kb STP00512/Db 电池片 系列 156 156 125 156 125 156 156 156 125 156 125 电池片 规格 156 x 156 156 x 156 125 x 125 156 x 156 125 x 125 156 x 78 156 x 52 156 x 39 125 x 31.25 78 x 26 62.5 x 15.62 组件规格 1956 x 992 x 50 1482 x 992 x 35 1580 x 808 x 35 1482 x 676 x 35 1195 x 541 x 30 771 x 665 x 30 537 x 665 x 30 426 x 680 x 18 656 x 306 x 18 310 x 368 x 18 216 x 306 x 18 重量 27( 升级) 16.8 15.5 12 8 6.2 4.5 3.2 2.5 1.5 0.8 标准测试条件下 最大功率 260 190 170 120 80 60 40 30 20 10 5 最大工作 电流 7.47 7.31 4.79 6.98 4.57 3.45 2.3 1.74 1.14 0.57 0.29 最大工作 电压 34.8 26 35.5 17.2 17.5 17.4 17.4 17.2 17.6 17.4 17.4 短路 电流 8.09 7.89 5.11 7.65 4.9 3.9 2.58 1.94 1.26 0.65 0.32 开路 电压 44 33 44.4 21.8 21.9 21.6 21.8 21.6 21.7 21.6 21.6 最大系统 电压 1000 1000 1000 1000 715 715 715 715 715 715 715 认证 IEC VDE CE IEC TUV CE IEC TUV CE TUV CE IEC TUV CE CE CE CE CE CE CE
1路输出小功率控制器
充电状态指 示灯 电池电量指 示灯
功能设置按 键
• • • • • • • • •
性能特点： 采用微电脑控制技术； 采用低损耗、长寿命的MOSFET场效应管作为控制器的主要开关器件； 运用快速充电和浮充充电的控制技术，充分利用太阳能给蓄电池充电； 单路负载输出，三种工作模式可供选择，即普通开/关模式、光控开/光控关模式 、光控开/时控关模式； 时控关断的定时时间可以通过功能设置按键编程设置，定时时间可设置为4、6、 8、10、12、14、16小时； 具有充电状态指示灯、蓄电池电量指示灯，利用彩色指示灯的颜色显示系统的工 作状态和蓄电池的剩余电量； 具有多种保护功能，包括蓄电池和太阳电池接反、蓄电池过充和过放、负载过压 和过流、夜间防反充电和温度过高等多种保护功能； 具有温度补偿功能。
普通场合负载 路灯场合负载
普通场合负载 路灯场合负载
2.2.2中功率控制器 DC12V系统 型号：SD1220、SD1230。 l DC24V系统
型号：SD2420、SD2430。 l DC48V系统
型号：SD4815。
• 外形图片
性能特点： l * 采用微电脑控制技术； l * 采用低损耗、长寿命的MOSFET场效应管作为控制器的主要开关器件； l *2路光伏输入，运用快速充电和浮充充电的控制技术，充分利用太阳能给 蓄电池充电； L*LCD显示功能：液晶显示屏通过数字和英文向用户显示系统的重要信息； 如电池电压、充电电流和放电电流工作模式、系统参数、系统状态等； *负载可设置自动/手动工作模式。
8A 5A 10A 5A 10A 5A 10A 5A 10A
8A 5A 10A 5A 10A 2.5A/路 5A/路 2.5A/路 5A/路
1路 1路 1路 1路 1路 2路 2路 2路 2路 普通开/关模式 光控开/光控关模式 光控开/时控关模式 普通开/关模式 光控开/光控关模式 光控开/时控关模式
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DC110V系统 SD110250、SD110300(网络柜)。
• 型 号 ： SD11050(4U)，SD110100、SD110150(6U)，SD110200、 •
DC220V系统 SD220250、SD220300(网络柜)。
• 型 号 ： SD22050(4U)，SD220100、SD220150(6U)，SD220200、
1.2混合发电系统
这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能太阳电池组件阵列之外，还使 用了燃油发电机作为备用电源。使用混合供电系统的目的就是为了综 合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点
优点:
1,使用混合供电系统可以达到可再生能源的更好利用。因为可再生能源是 变化的，不稳定的，所以系统必须按照能量产生最少的时期进行设计。 由于系统是按照最差的情况进行设计，所以在其他的时间，系统的容量 过大。在太阳辐照最高峰时期产生的多余能量没法使用而白白浪费了。 整个独立系统的性能就因此而降低。如果最差月份的情况和其他月份差 别很大，有可能导致浪费的能量等于甚至超过设计负载的需求。 2,具有较高的系统实用性。在独立系统中因为可 再生能源的变化和不稳定会导致系统出现供电不 能满足负载需求的情况，也就是存在负载缺电情 况，使用混合系统则会大大地降低负载缺电率
光伏独立发电系统设计概述
章军华 2008.10.5
