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1、一」’‘气,1........目日口..函...川日曰.,到亡气、幻理殉、、儿,月兮‘性巴企阵飞阴月.阮‘..侧曰.践月翻口..‘舀,翔甘借甘;、飞户替协,娜毕哆气,升“、家用太阳能光伏电源系统优化设计.龙维绪涂洁磊王志刚崔海显邓菊莲刘祖明序华云南师范大学太阳能研究所教育部可再生能源材料先进技术与制备重点实验室云南省农村能源工程重点实验室:,、、摘要在已有技术的基础上对家用太阳能光伏电源系统的设计(包括设计墓本思路用电需求分析供电类型选择、系统容t设计、光伏设计软件在电源系统中的应用)进行论述,在此墓础上,尝试了系统优化设计的基
2、本思想。:;系统关健词家用光伏电源系统设计一引言能掌握当地的气象、环境状况;其次,还应考虑用,,家用太阳能光伏电源系统(SolarHomeSystem)户的用电需求情况并在这两者的基础上对几十。,是太阳电池在地面运用最早的领域之一20世纪80个参数做出综合考虑和计算以最大限度发挥系统,我、。,。年代初国就积极研究推广这项技术截止到各部件的性能尽可能做到最大优化设计在进行,,。20()6年已有近10万台家用光伏发电系统在居民太阳能光伏电源系统设计时可参照图!所示设计家庭得到应用(主要是贫困山区、牧区牧民的家庭)。2系统设计基本原则
3、随着光伏技术应用市场化、商,拓宽家家用太阳能光伏电源系统一般在比较偏远的地业化的发展,,、、用太阳能光伏电源系统的应用对电源系统的优化区使用如贫穷落后地区的农民牧民偏僻海岛。。,组合是一种重要的技术手段的渔民等因此在设计过程中应充分考虑实际情况一般应遵循高可靠性、经济适用、充分注意地理、气二设计基本思路候。环境的影响几个原则1系统设计流程家用太阳能系统主要由太阳电池组件、控制三用电需求分析、器、蓄电池、逆变器以及专用灯具等构成,虽然部用电需求主要包括用电负荷的大小负载特,。、、。件不多但要真正做到比较理想的设计却非易事性使用时间
4、长短供电保证率等家用太阳能电,,,源系统现在主要在贫穷偏远的地区应用由于光伏首先由于光伏发电依靠太阳能辐射因此要尽可,,发电成本较高对于低收入的群体最迫切的是照,。明要求对供电时间和保障率要求很低随着经济能,力的提高用户对用电时间和供电保障率的要求有,、。一定增长主要是收听广播收看电视节目对于一些富裕的家庭会有解决小型生产设备的用电要,,,求以高收入为基础由于长时间使用电器这部。分用户需要较高的供电保障率在设计太阳能光伏发电系统进行系统设备的选,。型之前要求充分了解负载的特性负荷最为重要的特,性主要有是直流负载还是交流负载是冲击
5、性负载,还是非冲击性负载是重要性负载还是一般性。:负载不同类型负载具有不同的特性S口以旧ENERGY822008:、、。,(l)电阻性负载如白炽灯泡电子节能灯点用的土地和防雷安全系统当太阳电池十分昂贵时,,。加热器等电流与电压相同无冲击电流BOS在整个独立光伏发电系统中所占的费用比例较、、,:,,(2)电感性负载如发电机电冰箱水泵等电小但随着太阳电池的不断降价BOS所占的费用,。。压超前于电流有冲击性电动机的浪涌电流是额定比例逐渐增加,,电流的5一8倍时间是50一巧Qms电冰箱的浪涌电,。流是额定电流的5一ro倍时间是10一2(
6、X知朋五容t设计(3)电力电子类负载:,、如荧光灯(带电子镇流器对于光伏发电系统的设计首先要计算确定、、。的)电视机计算机等有冲击电流,系统的容量其中直流系统主要有太阳电池组件和蓄电池两个容。量参热而交流系统还需考虑逆变器四供电类型的选择这些参数相互关联、相、,太阳电互依存相互独立,根据上述用电需求分析考虑,到光伏发电直接池组件决定了系统可能的发电量逆变器的容量依,产生直流电的情况可分别设计出直流供电系统和,据负荷的类型和总功率来确定蓄电池的容量由每,。交流供电系统以满足不同用户群体的需求天的充放电量和需要保证的自给天数、最大允
7、许放、:。(l)直流系统直流系统由太阳电池板蓄电池电深度等决定,、、和控制器构成可为专用照明灯具收音机电视设计中首先要求对当地的太阳能辐射资源、地,。机等提供直流电如图2所,示理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。依据各部件的数,,理模型采用计算机仿真拟合出太阳电池每小时的发电量、蓄电池组充电量和负载,工作情况并预侧在不同的供电可靠性要求下需要。的太阳电池方阵及蓄电池组的容量独立光伏发电。系统容量设计程序框图如图4所示(2)交流负载系统交流负载系统中除了采用直流系统中的太阳电池组
8、件、蓄电池、控制器外,增,。加了将直流电转变为交流电的逆变器如图3所示独立光伏发电系统由太阳电池方阵、防反充二极管、控制器、逆变器、蓄电池组及支架和输配电设备等构成。在,1、、国外文献中太阳电池方阵常被称地理条件气象数据太阳能辐射资源说明,、、为太阳发电机(So
