太阳能光伏发电系统设计思路
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太阳能光伏发电设计理念随着全球能源需求不断增长和环境问题日益严重,人们对可再生能源的需求也越来越迫切。
在这种情况下,太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式,备受关注并得到了广泛应用。
在太阳能光伏发电系统的设计中,理念是至关重要的,它决定了系统的效率、可靠性和经济性。
首先,太阳能光伏发电设计理念应该是以可持续发展为核心。
这意味着在设计光伏发电系统时,需要充分考虑到系统的长期运行和对环境的影响。
在选择光伏组件时,应该优先考虑高效、耐用、环保的产品,以确保系统的可持续性。
同时,设计理念还应该包括对系统的维护和管理,以保证系统的长期稳定运行。
其次,太阳能光伏发电设计理念应该是以高效能源利用为目标。
光伏发电系统的设计应该充分考虑到太阳能资源的利用效率,尽可能地提高光伏组件的转换效率和系统的整体效率。
在设计光伏阵列时,应该合理布局组件的位置和角度,以最大限度地利用太阳能资源。
此外,还可以采用最新的光伏技术和智能控制系统,提高系统的能源利用效率。
最后,太阳能光伏发电设计理念还应该是以经济性为基础。
在设计光伏发电系统时,需要充分考虑到系统的投资成本和运行成本,以及系统的长期收益。
在选择光伏组件和其他设备时,应该综合考虑其性能、价格和维护成本,以确保系统的经济性。
同时,还可以考虑采用分布式发电和储能技术,提高系统的经济性和可靠性。
总之,太阳能光伏发电设计理念应该是以可持续发展、高效能源利用和经济性为核心,以实现清洁、可再生能源的有效利用和推广。
只有在这样的设计理念指导下,太阳能光伏发电系统才能发挥最大的效益,为人类的可持续发展做出贡献。
太阳能光伏发电系统方案随着全球能源需求的持续增长和对环境保护的要求日益提高,太阳能光伏发电系统作为一种清洁、可再生的能源解决方案受到越来越多的关注和使用。
本文将提出一个太阳能光伏发电系统的方案,包括系统设计、组件选择、安装和运营等方面。
1.系统设计在进行太阳能光伏发电系统设计时,需要考虑以下因素:(1)电力需求:根据电力需求确定系统的总装机容量。
通常情况下,可以通过分析历史用电数据和未来的增长趋势来预测电力需求。
(2)太阳能资源:评估所在地区的太阳能资源,包括平均日照时间、太阳辐射强度等。
这些数据将用于计算系统的发电潜力。
(3)空间和土地要求:确定所需的安装面积和土地要求。
这将决定光伏组件的布置方式,包括屋顶安装、地面安装或其他方式。
(4)系统连接类型:选择适合系统的连接类型,可以是独立运行系统或并网系统。
并网系统需要考虑与电网的连接和电力销售等问题。
(5)系统配置:确定系统的组件配置,包括光伏组件、逆变器、电池、跟踪器等。
这些组件的选择应根据电力需求、太阳能资源和预算等因素进行。
2.组件选择(1)光伏组件:根据太阳能资源和系统需求选择合适的光伏组件。
目前市场上主要有多晶硅和单晶硅两种类型的光伏组件,其效率和成本有所不同。
(2)逆变器:逆变器将直流电转换为交流电,供给给电网或用于供电。
逆变器的选择应根据系统的总装机容量和电力需求进行。
(3)电池:电池可以用于储存太阳能发电系统产生的电能,以供夜间或低辐射时段使用。
根据电力需求和可靠性要求选择合适的电池。
(4)跟踪器:太阳能跟踪器可在一天中跟踪太阳,以优化太阳能的采集效率。
根据预算和需求确定是否需要安装跟踪器。
3.安装和运营安装太阳能光伏发电系统需要以下步骤:(1)安装面选址:选择合适的安装面,可以是屋顶、地面或其他空间。
确保阳光直射,避免阴影。
(2)光伏组件安装:根据组件布置设计,安装光伏组件。
确保组件的倾角和方向合适,以获得最大的太阳能采集效率。
太阳能光伏发电设计理念
太阳能光伏发电是一种利用太阳能光照转换为电能的技术,它是一种清洁、可
再生的能源,对于减少环境污染和缓解能源危机具有重要意义。
在光伏发电系统的设计中,理念是至关重要的,因为它直接影响着系统的效率和稳定性。
首先,太阳能光伏发电设计理念应该注重系统的整体性和可持续性。
在设计光
伏发电系统时,需要考虑到整个系统的运行效率和稳定性,而不是仅仅追求单个组件的性能。
此外,系统的设计应该考虑到长期运行的可持续性,包括光伏组件的寿命、维护成本和环境影响等因素。
其次,设计理念应该注重系统的优化和智能化。
光伏发电系统的设计应该充分
考虑到光照条件、温度变化和负载需求等因素,通过优化设计和智能控制,提高系统的发电效率和适应性。
例如,可以通过最大功率点跟踪技术和智能控制算法,实现光伏组件的最大发电效率。
此外,设计理念还应该注重系统的安全性和可靠性。
光伏发电系统通常安装在
户外环境,需要面对各种恶劣天气和外部干扰,因此在设计中需要考虑到系统的安全性和可靠性。
例如,可以采用防雷设计、防水设计和智能监控系统,确保系统在恶劣环境下的安全运行。
最后,设计理念应该注重系统的可扩展性和智能化。
随着光伏发电技术的不断
发展,系统的设计应该考虑到未来的扩展需求和智能化发展趋势。
例如,可以采用模块化设计和智能化监控系统,实现系统的可扩展性和智能化管理。
总之,太阳能光伏发电设计理念应该注重整体性、可持续性、优化性、安全性、可靠性、可扩展性和智能化,通过科学的设计理念,实现光伏发电系统的高效、稳定和可持续运行,为清洁能源的发展做出贡献。
太阳能光伏发电系统的分析与设计随着世界经济的不断发展,环境问题也越来越受到人们的重视。
环境污染和能源危机成为全球面临的共同挑战,而太阳能光伏发电系统作为一种绿色、清洁的新能源正在逐步被人们所认可和使用。
本文将对太阳能光伏发电系统进行分析和设计。
一、太阳能光伏发电系统的原理太阳能光伏发电利用光电效应,将太阳辐射能转化成直流电能。
光伏电池是太阳能光伏发电系统的核心部件,它的主要构成是P型半导体和N型半导体。
当太阳辐射照射到光伏电池上时,会产生正负电荷,形成电场。
电荷被电场分离,从而产生电流。
太阳能光伏发电系统除了光伏电池组成的发电系统外,还包括逆变器、蓄电池、电容器、电阻和电感等附属元件。
二、太阳能光伏发电系统的构成1.光伏电池板太阳能光伏发电系统的核心部件是光伏电池板,它是由多个光伏电池串联或并联组成的电池板。
光伏电池板能够将太阳能辐射转换为电能。
2.逆变器逆变器是太阳能光伏发电系统的一个重要部件,其主要功能是将直流电能转化为交流电能。
逆变器种类繁多,功能也不同,除了作为电能转换的转换器外,还有监测、控制、保护和显示等功能。
3.蓄电池太阳能光伏发电系统中蓄电池的作用是储存电能。
由于太阳能是不断变化的,需要借助储能设备来储存电能以备不时之需。
4.控制器控制器可监测太阳能光伏发电系统的电压、电流、电池电量和温度等参数。
通过控制器我们可以实现太阳能光伏发电系统的自动化运行。
三、太阳能光伏发电系统的设计1.电源规划和建设计划在设计太阳能光伏发电系统之前,必须进行电源规划。
电源规划包括电源选型、电源规格、电源接线和电源布线等。
在进行太阳能光伏发电系统的建设计划之前,要确定光伏电池板的面积、逆变器的功率和蓄电池的容量,这是设计的重要环节。
2.光伏电池板的选择光伏电池板的类型繁多,如硅太阳能、薄膜太阳能和钙钛矿太阳能等。
在选择光伏电池板时需要考虑价格、效率和可靠性等因素。
3.逆变器的选择逆变器的种类繁多,不同的逆变器功率和效率也不同。
太阳能光伏发电系统设计首先,太阳能光伏发电系统的设计需要考虑以下几个关键因素:太阳辐射能的可利用率、太阳能电池板的选择、逆变器的选择、电池组的配制和配电系统的设计。
太阳辐射能的可利用率是系统设计的重要参考指标。
它取决于所在地的日照条件和天气状况。
设计太阳能光伏发电系统时,需要选择日照较充足、阳光照射时间较长的地区,并在选址时考虑遮挡物的情况,以提高太阳能电池板的接收光线的效率。
太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心组成部分,负责将太阳辐射能转化为直流电能。
根据所在地的太阳辐射资源和电能需求,需要合理选择太阳能电池板的数量和类型。
常见的太阳能电池板有多晶硅和单晶硅两种,多晶硅太阳能电池板的价格相对较低,但效率较低,适合于光照条件一般的地区;单晶硅太阳能电池板的效率较高,但价格较贵,适合于光照条件较好的地区。
在选择太阳能电池板时,还需要考虑其耐久性、温度特性和防尘防水等功能。
逆变器是太阳能光伏发电系统的核心设备,用于将直流电能转换为交流电能。
根据电能需求和电网接入方式(独立运行或并网运行),需要选择适合的逆变器。
逆变器的容量应根据太阳能电池板的输出功率确定,以确保系统的匹配性和有效性。
逆变器的性能及其稳定性对系统的效率和可靠性有着很大的影响,因此在选择逆变器时需要考虑其效能、可靠性和维护保养成本等因素。
电池组是太阳能光伏发电系统中的储能装置,用于存储白天发电时的电能,在夜晚或阴天供电使用。
电池组的容量需要根据电能需求和室外太阳能电池板输出的电能进行计算。
常见的电池组有铅酸电池和锂离子电池两种,铅酸电池价格较低但电能密度低,锂离子电池能量密度高但价格较贵。
在选择电池组时,还需要考虑其寿命、充电效率和安全性等因素。
配电系统是太阳能光伏发电系统的关键环节,用于将逆变器输出的交流电能接入到家庭用电网。
配电系统需要设计合理的电路并拥有安全可靠的断路保护装置,以确保电能的正常供应和人身安全。
在设计配电系统时,需要根据家庭用电设备的功率和数量进行合理的布置和规划,以满足日常用电需求。
光伏发电系统设计方案I. 引言光伏发电系统利用太阳能将光能转化为电能,是一种清洁、可再生能源的利用方式。
本文将提供一个光伏发电系统的设计方案,包括组件选型、系统布置、电池储能以及系统控制等方面的内容。
II. 组件选型1. 光伏组件光伏组件是光伏发电系统的核心部件,其质量和性能直接影响系统的发电效率。
在选型时需考虑组件的功率、转换效率、耐久性和质保期等因素,以确保系统长期稳定运行。
同时,要根据实际可利用光照资源和发电需求,确定合适的组件数量和配置方式。
2. 逆变器逆变器是光伏发电系统将直流电转换为交流电的装置。
在选型时需考虑逆变器的功率和效率,以及其对系统安全和稳定运行的保护功能。
合适的逆变器应能适应组件功率范围,并具备过载保护、过压保护和短路保护等功能。
III. 系统布置1. 组件安装光伏组件的布置方式应充分利用可用的安装场地,并考虑组件的角度和朝向,以最大程度吸收太阳光。
在实际安装过程中,应注意组件间的间距和阴影问题,确保各组件之间不会互相影响发电效率。
2. 电缆布线电缆布线要合理规划,减少功率损耗和安全隐患。
应根据实际需求选择合适的电缆规格和截面积,以确保电能的传输效率和安全性。
此外,应注意电缆与其他设备的距离和防护措施,以防止损坏和意外事故的发生。
IV. 电池储能系统1. 动力电池在光伏发电系统中引入电池储能可以解决不可控因素和负荷需求不匹配的问题。
对于大型光伏电站,可使用锂离子电池等动力电池进行储能。
电池的容量应根据实际负荷需求和光伏发电效率选择,并配备相应的充电和放电控制系统。
2. 储能控制系统光伏发电系统需要一个储能控制系统来监控和控制电池的充电和放电过程。
储能控制系统应具备多种保护功能,如过充保护、过放保护和温度保护等,以确保电池的安全性和寿命。
V. 系统控制1. 监测与调度系统光伏发电系统应有监测与调度系统,用于实时监测和管理系统的性能和运行状态。
该系统可包括数据采集、数据传输和远程控制等功能,以实现对系统的远程监测和优化调整。
太阳能光伏发电设计理念
太阳能光伏发电是一种利用太阳能光伏效应直接将太阳光转化为电能的技术,
是清洁能源的重要组成部分。
在当今社会,人们越来越重视可再生能源的利用,太阳能光伏发电作为其中的重要一环,其设计理念也日益受到关注。
首先,太阳能光伏发电的设计理念是要充分利用太阳能资源。
太阳是地球上最
大的能源供应者,每天都向地球释放出大量的能量。
因此,光伏发电系统的设计理念应该是最大程度地捕捉和利用太阳能,将太阳能转化为电能。
其次,太阳能光伏发电的设计理念是要提高发电效率。
随着科技的不断进步,
太阳能光伏发电技术也在不断改进,以提高发电效率。
设计者需要不断研究和改进光伏电池的材料和结构,以提高光伏发电系统的整体效率,从而更好地满足能源需求。
另外,太阳能光伏发电的设计理念还包括要考虑系统的稳定性和可靠性。
光伏
发电系统需要能够在各种环境条件下稳定运行,并且要能够长期可靠地发电。
因此,设计者需要考虑系统的耐久性和可靠性,确保光伏发电系统能够长期稳定地发电。
最后,太阳能光伏发电的设计理念还应该注重环保和可持续发展。
作为清洁能源,太阳能光伏发电系统的设计应该尽量减少对环境的影响,并且要考虑系统的可持续发展性。
设计者需要在材料选择、系统布局等方面考虑环保因素,确保光伏发电系统能够实现真正的清洁能源发电。
总的来说,太阳能光伏发电的设计理念是要充分利用太阳能资源,提高发电效率,确保系统的稳定性和可靠性,同时注重环保和可持续发展。
这些设计理念的实现将有助于推动太阳能光伏发电技术的发展,为人类提供更加清洁、可持续的能源。
太阳能光伏发电系统的设计太阳能光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统,可用于供电、供暖以及其他能源需求。
在设计太阳能光伏发电系统时,需要考虑多个因素,包括系统的功率需求、太阳能资源和环境条件、组件的选择和布局以及安全和可靠性等。
首先,需要确定所需的系统功率。
这取决于用户的电能需求,包括电照明、空调、电冰箱、洗衣机等。
通过了解用户的用电情况和预测未来的需求,可以确定系统的额定功率,并进一步计算出所需的太阳能发电量。
其次,需要评估太阳能资源和环境条件。
太阳能资源包括太阳辐射量及其变化情况,地理位置和季节等都会对太阳能资源产生影响。
通过获取当地的太阳辐射数据和考虑系统的倾角、朝向等因素,可以评估在给定条件下的太阳能发电量。
此外,还需要考虑阴影、湿度和温度等环境因素对系统性能的影响。
接下来是选择和布局组件。
主要组件包括太阳能电池板、逆变器、电池等。
太阳能电池板是将太阳能转化为电能的关键部件,其质量和效率直接影响系统的发电能力。
在选择电池板时,应考虑其转换效率、耐久性和可靠性。
逆变器用于将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,供给给电网或使用设备。
电池用于存储多余的电能,在晚上或阴天时供能。
整个系统需要合理布局,以便最大限度地利用太阳能资源,同时考虑安装的便利性和美观性。
此外,安全和可靠性也是设计太阳能光伏发电系统时需要考虑的重要因素。
系统应具备防雷、防盗和防火等安全措施,同时应具备监测和维护功能,以确保系统的长期稳定运行。
还需要注意选购优质的设备和组件,以提高系统的可靠性和性能。
最后,设计太阳能光伏发电系统还需要考虑经济性。
除了组件和设备的成本外,还需要考虑系统的运行和维护成本。
通过对能源需求的合理预测、系统设计的优化和运维管理的有效控制,可以降低系统的总成本,并使系统具备较短的回收期。
总之,设计太阳能光伏发电系统需要综合考虑功率需求、太阳能资源和环境条件、组件选择和布局以及安全和可靠性等多个因素。
太阳能发电系统建设方案设计1. 引言随着全球能源需求的增长和环境污染问题的日益凸显,太阳能作为一种清洁、可再生的能源获得了广泛关注。
本文旨在设计一种可行的太阳能发电系统建设方案,以满足某地区的电力需求,并减少对传统能源的依赖。
2. 系统设计2.1 太阳能光伏发电系统本方案中,我们选用太阳能光伏发电系统作为主要的发电方式。
太阳能光伏发电系统由光伏板、电池储能系统、逆变器和电网连接组成。
2.1.1 光伏板选型基于当地的太阳辐射条件和能源需求,我们将选用具有较高转换效率和可靠性的多晶硅太阳能电池板。
2.1.2 电池储能系统为了保证能源的连续供应,我们将设计一套电池储能系统,用于储存白天通过光伏板产生的多余能量。
在夜间或阴天无法获得足够的太阳能时,储能系统将自动供电,以满足电网的需求。
2.1.3 逆变器和电网连接逆变器负责将光伏板产生的直流电转换为交流电,并将其送入电网。
同时,逆变器还能监测系统的性能和发电量,提供对系统运行情况的实时反馈。
2.2 系统布局和组件安装根据当地的自然条件和电力需求,我们将在合适的区域内搭建光伏发电站。
发电站的布局需要尽量避免遮挡,以保证光伏板能够接收到最大的太阳辐射。
在组件安装阶段,我们将确保光伏板的安装角度和朝向适合当地的经纬度,并遵循安全和稳定的原则进行固定。
3. 系统运行和维护3.1 系统运行太阳能发电系统采用全自动化控制,能够根据能量需求和太阳辐射情况实现自动切换。
在白天光照充足时,系统将使用太阳能进行发电;当夜晚或阴天无法满足需求时,系统将自动切换为电池储能供电,保证电力的持续供应。
3.2 维护和监测为了确保系统的高效运行和延长使用寿命,我们将建立定期维护计划,包括对光伏板、电池系统和逆变器的检查、清洁和维修。
同时,我们还将使用监测系统对发电量、能源利用效率和系统性能进行实时监测,以便及时发现和解决潜在问题。
4. 可行性分析4.1 经济性分析通过分析太阳能发电系统的投资成本、运维费用和预期减少的能源消耗,我们可以评估其经济可行性。
太阳能光伏发电设计思路摘要:简要介绍太阳能光伏发电系统设计思路和组成光伏系统器件选型方法,分析和研究太阳能光伏发电的热点和核心技术。
前言:当今世界,能源是促进经济发达与社会进步的原动力。
目前所使用之主要能源为化石能源,然而其蕴藏量有限,且在开发过程造成空气污染、环境破坏,积极开发低污染及低危险性的新能源乃为迫切需要。
太阳能发电是指太阳能光伏发电,光伏发电是利用半导光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。
太阳光能是一种非常理想的干净、安全且随处可得的清洁能源,因此各国均不断地研发各种相关技术,藉以提高系统发电效率并降低发电成本,推广普及使用太阳能。
第一部分太阳能电池发电系统原理太阳能电池发电系统(又称光伏发电系统),从大类上分为独立(离网)和并网光伏发电系统两大类。
目前应用比较广泛的光伏发电系统,主要是在偏远地区可以作为独立的电源使用,也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统,在城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展,光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合,属于分布式发电的一种。
它能够减少电网用电,大大减轻公共电网的压力,就近向电网输送电力。
1.1独立的电源使用(光伏离网发电系统)太阳能光伏组件组成太阳电池方阵,在阳光充足情况下,一方面给负载供电(直流负载,若交流负载需要逆变器),另一方面给蓄电池组充电,晚上依靠蓄电池组放电供负载使用(如下图示意)。
图1-1直流负载光伏发电示意图在方阵工作时,阻塞二极管防止向电池方阵反充电,止逆二极管两端有一定的电压降,对硅二极管通常为0.6 0.8V ;肖特基或锗管0.3V 左右。
(一般选择压降小的)光伏发电系统的规模依用户要求而异,按负载增加配置。
1.1.1简单的直流供电系统图1-2 简单直流的光伏水泵系统太阳电池方阵 控制器负载阻塞二极管蓄电池1.1.2带蓄电池的直流(交流)供电系统图1-3直流负载的太阳能光伏系统如果有交流负载,还需要1逆变器将直流电变为负载需要的交流电。
太阳能光伏发电设计思路摘要:简要介绍太阳能光伏发电系统设计思路和组成光伏系统器件选型方法,分析和研究太阳能光伏发电的热点和核心技术。
前言:当今世界,能源是促进经济发达与社会进步的原动力。
目前所使用之主要能源为化石能源,然而其蕴藏量有限,且在开发过程造成空气污染、环境破坏,积极开发低污染及低危险性的新能源乃为迫切需要。
太阳能发电是指太阳能光伏发电,光伏发电是利用半导光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。
太阳光能是一种非常理想的干净、安全且随处可得的清洁能源,因此各国均不断地研发各种相关技术,藉以提高系统发电效率并降低发电成本,推广普及使用太阳能。
第一部分太阳能电池发电系统原理太阳能电池发电系统(又称光伏发电系统),从大类上分为独立(离网)和并网光伏发电系统两大类。
目前应用比较广泛的光伏发电系统,主要是在偏远地区可以作为独立的电源使用,也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统,在城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展,光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合,属于分布式发电的一种。
它能够减少电网用电,大大减轻公共电网的压力,就近向电网输送电力。
1.1独立的电源使用(光伏离网发电系统)太阳能光伏组件组成太阳电池方阵,在阳光充足情况下,一方面给负载供电(直流负载,若交流负载需要逆变器),另一方面给蓄电池组充电,晚上依靠蓄电池组放电供负载使用(如下图示意)。
图1-1直流负载光伏发电示意图在方阵工作时,阻塞二极管防止向电池方阵反充电,止逆二极管两端有一定的电压降,对硅二极管通常为0.6 0.8V ;肖特基或锗管0.3V 左右。
(一般选择压降小的)光伏发电系统的规模依用户要求而异,按负载增加配置。
1.1.1简单的直流供电系统图1-2 简单直流的光伏水泵系统太阳电池方阵 控制器负载阻塞二极管蓄电池1.1.2带蓄电池的直流(交流)供电系统图1-3直流负载的太阳能光伏系统如果有交流负载,还需要1逆变器将直流电变为负载需要的交流电。
1.1.3市电互补光伏发电系统当然我们可以选用双向逆变器,在独立的光伏发电系统中以太阳能发电为主,以普通220V 交流市电为补充电能。
图1-4交流及交、直流混合光伏发电系统太阳能方阵太阳能方阵 双向逆变器 、控制系统 交流负载蓄电池市 220V (AC ) 直流负载以上方案仅供参考。
1.2并网光伏发电系统所谓并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后,直接接入公共电网。
考虑到太阳能光伏发电的固有特点,节约投资,省略蓄电池组并减少充、放电转换带来的损耗,当今世界太阳能发电有80﹪是并网发电,限于编者能力、资料来源和篇幅有限,主要介绍太阳能光伏并网发电系统集成(其他知识请查阅相关资料)。
1.3 光伏发电与建筑一体化1.3.1光伏发电屋顶结构和光伏玻璃幕墙结构把分装好的光伏组件,根据用户现场不同的供电负荷的需要,设计、配置安装太阳能光伏发电系统。
在城市将太阳能光伏发电与建筑装饰结合起来,安装在建筑物屋顶或光伏幕墙,是光伏发电系统与建筑装饰美化联用一体化解决方案的典范。
第二部分太阳能光伏发电系统的容量设计主要介绍太阳能光伏发电系统的整体配置与设计,即各种电力电子设备、部件的配置选型和相关附属设施的设计。
2.1光伏发电系统的设计方案光伏发电系统的设计要本着合理性、实用性、高可靠性和高性价比(低成本)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,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。
2.1.1与设计相关的因素和技术条件1)系统用电负载的特性由于用途不同,耗电功率、用电时间、对电源可靠性的要求等各不相同。
有的用电设备有固定的耗电规律,这些因素相当复杂,原则上需要对每个发电系统单独进行计算,对一些无法确定数量的影响因素,只能采用一些系数来进行估量。
2)当地太阳能辐射资源及气象地理条件太阳照在地面太阳电池方阵上的辐射光的光谱,光强受到大气质量、地理位置、当地气候、气象、地形等多方面因素的影响,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、峰值日照数、连续阴雨天数及最低气温、冰雹等。
2.1.2 太阳能电池组件(方阵)的方位角与倾斜角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,一般取当地纬度或当地纬度加几度作为当地太阳能电池组件安装的倾斜角。
当然如果能够采用计算机辅助设计软件优化设计。
根据当地纬度初略确定太阳能电池的倾斜角:纬度为 0°~25°时,倾斜角等于纬度;纬度为26°~40°时,倾斜角等于纬度加上5°~10°;纬度为41°~55°时,倾斜角等于纬度加上10°~15°;纬度为55°以上时,倾斜角等于纬度加上15°~20°;2.1.3太阳能电池组件及方阵的设计方法太阳能电池组件的设计原则是要满足平均天气条件(太阳辐射量)下负载每日用电量的需求,也就是说太阳能电池组件的全年发电量要等于负载全年用电量。
1)根据各种数据直接计算出太阳能电池组件或方阵的功率,根据计算结果选配或定制相应功率的电池组件,进而得到电池组件的外形尺寸和安装尺寸;另一种方法是选定尺寸符合要求的电池组件,根据该组件峰值功率、峰值工作电流和日发电量等数据,结合各种数据进行设计计算,在计算中确定电池组件的串、并联数及总功率。
2)基本计算方法:电池组件的并联数=负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(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)电池组件的串联数=系统工作电压(V)×系数1.43/组件峰值工作电压(V)电池组件(方阵)总功率(W)=组建并联数×组件串联数×选定组件峰值输出功率(W)A设计时要考虑造成组件功率衰降的各种因素按10%的损耗,交流逆变器转换效率的损失也按10%计算。
B蓄电池充电损耗5%~10%3)实用计算公式:电池组件的并联数=负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(Ah)×逆变器效率系数电池组件的串联数=系统工作电压(V)×系数1.43/组件峰值工作电压(V)电池组件(方阵)总功率(W)=组件并联数×组件串联数×选定组件的峰值输出功率(W)2.1.4蓄电池和蓄电池组的设计方法蓄电池的任务是在太阳能辐射不足时,保证系统负载的正常用电。
蓄电池的设计主要包括蓄电池容量和串、并联组合设计。
1)蓄电池容量=负债日平均用电量(Ah)×连续阴雨天数/最大放电深度平均放电率(h)=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度负载工作时间=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率2)实用蓄电池容量计算公式:蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah)×连续阴雨天数×放电率修正系数/最大放电深度×低温修正系数蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量2.1.5 其他简易计算公式和设计方法太阳能电池组件功率=〔用电器功率(W)×用电时间(h)/当地峰值日照时数(h)〕×损耗系数蓄电池容量(Ah)=〔用电器功率(W)×用电时间(h)/系统电压(V)〕×连续阴雨天数(h)×系统安全系数2.1.6并网光伏(光伏建筑一体化)发电系统容量的设计与计算1)光伏方阵发电量的计算年发电量(KWh)=当地年总辐射能(KWh/m2)×光伏方阵面积(m2)×电池组件转换效率×修整系数即:P=H×A×§×KA-光伏建筑一体化发电光伏组件占用的屋顶、受光外墙立面有效面积;§-组件转换效率,单晶硅18﹪,多晶硅组件16﹪;修正系数K=K1×K2×K3×K4×K5其中K1为太阳能电池长期运行性能衰降修正系数,一般取0.8;K2为灰尘遮挡玻璃及温度升高造成组件功率下降修正,取0.82;K3为线路损耗修正,取0.95;K4为逆变器效率,一般取0.85,也可根据逆变器厂商提供技术参数确定;K5为光伏方阵朝向及倾斜角修正系数,具体参数查表。
2)根据负载耗电量计算光伏方阵的面积光伏组件(方阵)面积=年耗电总量/当年总辐射能×电池组件转换效率×修正系数A=P/H×§×K2.1.7 太阳能辐射能量的换算1、)太阳能辐射能量不同单位之间的换算1卡(cal)=4.1868焦(J)=1。
16278毫瓦时(mWh)1千瓦时(KWh)=3.6兆焦(MJ)1千瓦时/米平方(KWh/m2)=3.6兆焦/米平方(MJ/m2)=0.36千焦/厘米平方(KJ/cm2)100毫瓦时/厘米平方(mWh/cm2)=85.98卡/厘米平方(cal/cm2)1兆焦/米平方(MJ/m2)=23.889卡/厘米平方(cal/cm2)=27.8毫瓦时/厘米平方(mWh/cm2)2、)太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算辐射能量换算成峰值日照系数:a.当辐射量的单位为卡/厘米平方时,则:年峰值日照小时数=辐射量×0.0116(换算系数)例如:某地年水平面辐射量139千卡/厘米2(kcal/m2),电池组件倾斜面上的辐射量152.5千卡/厘米2(kcal/cm2),则年峰值日照小时数为:152500卡/厘米2(cal/cm2)×0.0116=1769h,峰值日照时数=1769÷365=4.85h.b.当辐射量的单位为兆焦/米平方(MJ/m2)时,则:年峰值日照小时数=辐射量÷3.6(换算系数)例如:某地年水平辐射量为5497.27兆焦/米2(MJ/m2),电池组件倾斜面上的辐射量为副348。
82兆焦/米2(MJ/m2),则年峰值日照小时数为:6348。
82(MJ/m2)÷3.6=1763.56h,峰值日照时数=1763。
56÷365=4.83h.c.当辐射量的单位为千瓦时/米2(KWh/m2)时,则:峰值日照小时数=辐射量÷365 例如:北京年水平面辐射量为1547.31千瓦时/米2(KWh/m2),电池组件倾斜面上的辐射量为1828.55千瓦时/米2(KWh/m2),则峰值日照小时数为:1828.55(KWh/m2)÷365=5.01hd.当辐射量的单位为千焦/厘米2(KJ/cm2)时,则:年峰值日照小时数=辐射量÷0.36(换算系数)例如:拉萨年水平面辐射量为777.49千焦/厘米2(KJ/cm2),电池组件倾斜面上的辐射量为881.51千焦/厘米2(KJ/cm2),则年峰值日照小时数为:881.51(KJ/cm2)÷0.36=2448.64h,峰值日照时数=2448.64h ÷365=6.71h第三部分太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计详细叙述太阳能光伏发电系统设计的原则、步骤和内容,以及光伏发电系统设计应考虑的整体配置和选型设计要求和设计规范,主要包括光伏组件、光伏控制器、交流逆变器、组件支架及固定方式确定与基础设计、直流汇流箱、所用电缆、交流配电系统、监控和测量系统等。