第七章 太阳能光伏系统设计ppt课件.ppt

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1、第七章太阳能光伏系统设计光伏发电技术基础光电工程学院学习内容一、独立光伏系统的设计二、并网光伏系统的设计三、光伏系统设计中的注意因素设计原则光伏系统和产品要根据负载的要求和当地的气象及地理条件，进行专门的优化设计。在充分满足用户负载用电需要的条件下，尽量减少太阳电池和蓄电池的容量，以达到可靠性和经济性的最佳结合。要避免盲目追求低成本或高可靠性的倾向。当前尤其要纠正为了竞争市场，片面强调经济效益，任意减小系统容量的现象。光伏系统设计的依据是:按月能量平衡太阳能光伏系统设计第一节独立光伏系统的设计1.

2、均衡性负载这类负载每个月份的平均日耗电量都相同，这是独立光伏系统中应用最广泛的。对于负载日平均耗电量变化不超过10%的，也可以当作均衡性负载。(1).确定负载耗电量列出各种用电负载的耗电功率、工作电压及平均每天使用时数，还要计入系统的辅助设备如控制器、逆变器等的耗电量。选择蓄电池工作电压V，算出负载平均日耗电量QL(Ah/d)。指定蓄电池维持天数为n(通常取3-7天)(2).计算方阵面上太阳辐照量根据当地地理及气象资料，计算在该倾斜面上的各月平均日太阳辐照量Ht（KWh/m2·d），并得出全年平均

3、太阳总辐照量.第一节独立光伏系统的设计在数值上就等于当月平均日峰值日照时数Tt，以后就以单位化成（KWh/m2·d）的Ht来代替Tt。Ht的单位化成（KWh/m2·d），除以标准辐照度1000w/m2第一节独立光伏系统的设计式中：η1为从方阵到蓄电池回路的输入效率，包括方阵面上的灰尘遮蔽损失、性能失配及老化、防反充二极管及线路损耗、蓄电池充电效率等。η2为由蓄电池到负载的放电回路效率，包括蓄电池放电效率、控制器和逆变器的效率及线路损耗等。(3).算出各月发电盈亏量对于某个确定的倾角，方阵输出的最小

4、电流应为第一节独立光伏系统的设计方阵实际工作电流应在Imin和Imax之间，可先任意选取一中间值I同样也可由方阵面上各月平均太阳辐照量中的最小值Htmin得出方阵所需输出的最大电流为第一节独立光伏系统的设计方阵各月发电量为Qg=N·I·Ht·η1·η2式中：N为当月天数，Ht为该月太阳辐照量。各月负载耗电量为Qc=N·QL从而得到各月发电盈亏量△Q=Qg-Qc如果△Q<0为亏欠量，表示该月发电量不足，需要由蓄电池提供部分储存的电量。第一节独立光伏系统的设计(4).确定累计亏欠量∑∣-⊿Qi∣以两年

5、为单位，列出各月发电盈亏量，如只有一个△Q<0的连续亏欠期，则累计亏欠量即为该亏欠期内各月亏欠量之和。如有两个或以上的不连续△Q<0的亏欠期，则累计亏欠量∑∣-⊿Qi∣应扣除连续两个亏欠期之间△Qi为正的盈余量，最后得出累计亏欠量∑∣-⊿Qi∣。第一节独立光伏系统的设计将n1与指定的蓄电池维持天数n相比较，若n1>n，则增大电流I，重新计算，反之亦然。直到n1≈n，即得出方阵输出电流Im。(5).决定方阵输出电流将累计亏欠量∑∣-⊿Qi∣代入第一节独立光伏系统的设计(6).求出方阵最佳倾角改变倾角

6、，重复以上计算，进行比较，得出最小的方阵输出电流Im值，相应的倾角即为方阵最佳倾角βopt。(7).得出蓄电池及方阵容量求出蓄电池容量为：式中:(DOD)为蓄电池的放电深度，通常取0.3-0.8。第一节独立光伏系统的设计光伏方阵容量为:P=k·Im·(Vb+Vd)其中：k为安全系数，通常取1~1.5，可根据负载的重要程度、参数的不确定性、温度的影响以及其他所需要考虑的因素而定；Vb为蓄电池充电电压；Vd为防反充二极管及线路压降。第一节独立光伏系统的设计(8).最终决定最佳搭配改变蓄电池维持天数n，

7、重复以上计算，可得到一系列B-P组合。再根据产品型号及单价等因素，进行经济核算，最后决定蓄电池及光伏方阵容量的最佳组合。第一节独立光伏系统的设计(9).总结先指定蓄电池维持天数n；任意选择方阵倾角β；得到满足维持天数要求的方阵输出电流I。再改变方阵倾角，求出满足维持天数要求的方阵最小输出电流Im，此时对应的β即为方阵最佳倾角βopt。由此得出方阵和蓄电池容量。改变维持天数n，可以得到一系列B~P组合，最后确定最佳的蓄电池和方阵搭配容量。第一节独立光伏系统的设计实例分析为济宁地区设计一套太阳能路灯，

8、灯具功率为30W，每天工作6小时，工作电压为12伏，蓄电池维持天数取5天。要求太阳电池方阵和蓄电池的容量及方阵倾角是多少?负载耗电量:第一节独立光伏系统的设计算出各月方阵发电量Qg，并列出各月负载耗电量Qc，从而求出各月发电盈亏量△Q具体数值见下表：第一节独立光伏系统的设计济宁地区纬度是35.3，任意取方阵倾角β=60.0，算出各月份方阵面上的太阳辐照量Ht选取参数：η1=η2=0.9得到Imax=11.52AImin=5.176A在最大和最小电流值之间取：I=5.2A。第一节独立