《太阳能光伏发电系统》
课程设计
课题名称：家庭并网光伏发电系统的优化设计
专业班级:
学生姓名:
学生学号:
指导教师:
设计时间:
沈阳工程学院
报告正文
第1章绪论 (3)
1.1设计背景 (3)
1.2设计意义 (3)
第2章朝阳市气象资料及地理情况 (4)
第3章家用并网型 (6)
太阳能光伏发电系统的优化设计 (6)
3.1设计方案 (6)
3.2负载的计算 (8)
3.3太阳能电池板容量及串并联的设计及选型 (9)
3.4太阳能电池板的方位角与倾斜角的设计 (10)
3.5蓄电池容量及串并联的设计及选型 (11)
3.6控制器、逆变器的选型 (12)
3.7 电气配置及其设计 (13)
3.8系统配置清单 (15)
第4章家用并网型太阳能光伏发电系统的优化结果与讨论 (17)
第5章心得体会 (18)
第1章绪论
1.1设计背景
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大
的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。
1.2设计意义
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大
的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。
第2章朝阳市气象资料及地理情况
朝阳市位于辽宁西部。辽宁省省辖市，东连辽宁中部工业城市群，南临渤海之滨，西接京、津、冀经济圈，北依内蒙古腹地，海陆兼备，交通便利，地理位置优越。朝阳居于北温带大陆性季风气候区，尽管东南部受海洋暖湿气影响，但由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干燥半湿润易干燥地区，四季分明，雨热同季，日照充足，日温差较大，降水偏少。全年平均气温5.4C 〜87C；年均日照时数2850〜2950小时；年降水量450〜580毫米；无霜期120〜155天。
从环保的角度考虑，在本地建立足够的太阳能光伏发电系统将会大大改善当地的环境治理问题。同时，从长远角度来看，这也是社会发展的必然产物，采集的当地全年的太阳能数据来设计的一种可行的太阳能光伏发电系统。设计中选取最大连续阴雨天数为3天。
第3章家用并网型
太阳能光伏发电系统的优化设计
3.1设计方案
设计一个家用太阳能并网型光伏发电系统为处于朝阳双塔区家庭提供连续3个阴天基本供电。
1•太阳能光伏系统的设计方案
家庭太阳能分布式并网发电系统的技术原理
家庭太阳能分布式并网发电系统的技术原理家庭太阳能布式并网发电系统（以下简称系统）主要由太阳能电池组、控制器、并网逆变器、蓄电池、电能表等组成，如图1所示其中的核心元件是太阳能电池组。
各部件在系统中的作用是
(1) 光伏电池组件：将太阳的光能直接转化家庭太阳能分布式并网发电系统
的电能。按基本材料主要分为：晶体硅太阳能电池，非晶体硅太阳能电池，化合物太阳能电池和有机半导体太阳能电池。
(2) 控制器：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。
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
(3) 并网逆变器：将直流电转换为交流电。并网逆变器是并网光伏系统的重要电力电子设备，将来自太阳能电池方阵输出的直流电转换成与符合电网电压和频率要求的交流电，并把电力输送给负载。同时具有最大功率点跟踪功能、防孤岛运行功能、自动稳压和改善光伏发电系统的供电质量等功能。
(4) 蓄电池：储存电能并向负载供电。蓄电池主要分为铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。对其基本要求是：自放电率低、使用寿命长、深放电能力强、充电效率高、少维护或免维护、工作温度范围宽、价格低廉。
(5) 智能电表：计量卖给电网和向电网买入的电量。此电表应可计量系统向电网输送的电量，
和用户在系统供应电量不足时从电网购得的电量，并保证计量误差在允许范围之内。如用户需要在白天用电量较少的情况下存储下电能，而在晚上或其他用电高峰时使用，贝冋在系统中加装蓄电池和充放电控制器。
3.2负载的计算
⑵ q^120W 2 3h=720Wi
⑶ q 3 = 600W^
⑷ q 4 =1000Wh
(5)
q^3000W 0.5h=1500Wh
日总用电量：q L = 720 720 600 1000 1500 二 4.54KWh 年总耗电量：
Q L =4.54 365 =1657.1KWh
本系统功率较小，光伏系统直流电压选择
24V 。
该用户负载平均日用电量为4.54KWh 年用电总量约为1657.1KWh 光伏发电系统 在建立之后都不可避免的存在各种损耗，因此，设计的并网式光伏系统日均发电 量必须在4KWh 以上，年均发电总量必须在1657.1KWh 左右，太低就不能满足用户 需求，因此设计的系统应尽量做到实用。
用电负载总功率：
P L =18W 8 120W 2 600W 1000W 3000W = 4984W
日用电量:
(1) q =18W 8 5h =720Wh
3.3太阳能电池板容量及串并联的设计及选型
峰值日照小时数：4.85h
电池板的功率：P=(q L 1.5) T S =(4540 1.5) 4.85 = 1404.12W
根据电池板的功率选定所需电池板的型号，PVsyst软件提供一些厂家电池板参数和型号
本设计选取的单晶硅光伏电池板型号为Si-mo no Phebus 110 Sorelec
主要参数如下：
太阳能电池组件数量的计算
用户用电电流一般较大，为了使负载能正常工作我们需要并联若干光电池组件光伏组件的并联数基本计算方法如下：
j卫648W七
N s F m 2 1103W
电池组建的电压一般比较小，为了能满足用户需求，我们可以把多个光电池串联，这些组件串联后可以产生负载所需要的工作电压或者蓄电池组的充电电压。光伏
组件串联数的基本计算公式如下：
糸统直流电压
N s2
s12(V)
电池组件总发电量二组件并联数组件串联数组件峰值功率=8 2 110.3W
= 1764.8W 1404.12W，所以选用的串并联能够满足用户需求
