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1、小型太阳能光伏发电系统的实现本文由ahee02贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第27卷第1期2006年3月大连JOURNALOF铁道学院学DALIANRAILWAY报ISTINTUTEVo.l27No1.Mar2006.文章编号:10001670(2006)01009403研究简报小型太阳能光伏发电系统的实现周丽梅,薛钰芝,林纪宁,董关键词:太阳能电池;光伏发电;蓄电池中图分类号:O482.6文献标识码:A刚(大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连
2、116028)*由工业化造成的能源短缺,温室效应和环境污染已经成为三个全球性难题.发展新能源已经成为可持续发展战略的重要组成部分,太阳能取之不尽,用之不竭.太阳能光伏发电是一种零排放的清洁能源,也是一种能够规模应用的现实能源,用户采用太阳能光伏发电系统既要满足用电设备的正常工作,又要力求降低成本和使用方便.因此,合理设计太阳能光伏系统是必须的.由于用电设备的负载和用途不同,太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素的影响,这就使应用系统的设计变得复杂.1太阳能光伏系统的原理及组成光伏发电是利用太阳能
3、光伏电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式.太阳能光伏系统主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、调节控制器组成,逆变器则要看负载的要求来定,图1是其组成框图.太阳能电池方阵:太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵支架组成.因为单个太阳电池(如硅太阳电池)的电压一般比较低,所以通常都要把它们串、并联构成有实用价值的太阳电池板,作为一个应用单元.然后根据供电要求,再由多个应用单元的串、并联组成太阳能电池方阵.蓄电池组:蓄电池组是太阳能光伏系统的储能装置.在夜间或光照不足及负载消耗超出
4、太阳能电池发出的电量时,由蓄电池组向负载供电.调节控制器.调节控制器可以起到以下几个作用:发生短路时,可以自动断开.图1太阳电池发电系统框图按要求给出稳定的电压或电流;蓄电池过充电或过放电时,可以报警或自动切断线路;!蓄电池组出现故障时,可以自动接通备用蓄电池组;?负载2太阳能光伏系统的设计原则太阳能光伏系统的设计原则有以下五个方面:(1)光强及负载:太阳能电池是一种光电转换器件,太阳能电池发电装置输出功率的多少,依赖于当地的太阳光强度.组合多大的一个太阳能电池电源装置主要取决于当地光强及负载的要求.(2
5、)选用蓄电池组:选择适当容量的蓄电池与太阳能电池装置组成发电系统进行浮动发电,以便在收稿日期:20050610作者简介:周丽梅(1972-),女,讲师,硕士*第1期周丽梅等:小型太阳能光伏发电系统的实现95阴雨天及晚上可以由蓄电池向负载供电.正确地选用蓄电池组非常关键.其基本要求是:低自放电,长寿命,少维护,高充电效率,价格低,便于运输.(3)发电能力:太阳能电池装置的发电能力受当地的气候和地理环境的影响,设计时对太阳能电池的输出必须加以修正.主要考虑其所处的地理、气象、温度、安全、蓄电池的特性、电路的损
6、失等影响.(4)机械强度等:由于太阳能电池/蓄电池发电装置是在野外暴露使用,因此设计时必须充分考虑到系统的机械强度、耐腐蚀性、耐气候变化等各种因素.(5)负载的需求量:太阳能电池装置的设计与负载的需求量有关,需对负载的需求电量进行较准确的计算.其负载有两种,即有效负载和蓄电池充电负荷.3太阳能光伏系统应用的简化设计用户采用太阳能电池作电源既要求满足用电设备的正常工作,又要力求降低成本.由于用电设备的负载和用途不同,太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素不同,况且许多数据在不断地变化着,这就使应用
7、系统的设计十分复杂.(1)太阳能电池方阵的输出功率太阳能电池方阵工作电压一般为负载工作电压的14倍;太阳电池方阵日输出量一般为负载日耗.电量的125倍;太阳电池方阵安装地点的太阳辐射总量,换算成在标准光强AM15电功率=100mW/..,cm的平均日辐射时数;太阳电池方阵总功率按下式来计算,负载工作电压V?负载工作电流A?工作时间hP=K#年辐射总量kJ#cm对于不同运行情况,系数K可适当调整.(2)蓄电池用量的确定蓄电池用量Bc=C?负载工作电流?日工作时数?最长连续阴雨天数.令C=12?125=15(
8、碱性蓄电池),C=12?15=18(酸性蓄电池),若蓄电池放置地点的......最低温度为-10%.则上式还要乘以11;最低温度为-20%时,则乘以12.(3)自制小型太阳能光伏系统及结构本文依据以上的设计原则和方法,自行设计了一个小型太阳能光伏系统.设计的参数为:运行功率P=1296W,蓄电池用量:BC=672Ah本文选用12V,.7Ah的铅酸蓄电池.系统构成主要部件为:非晶硅太阳能电池板(2个20Wp),发光二极管(LED
