太阳能发电系统设计指引

1、太阳能发电系统设计指南太阳能发电系统基础概述太阳能发电系统由互相连接的部件组成，每个部件都有一个特定的功能。下列各项是关于典型光伏系统的部件：光伏阵列：阵列由一个或多个把阳光转化为电力的PV组件构成，这些组件通过串行或并行或者串并结合的方式连接在一起来提供所需的电压和电流。这个组件的阵列通常被固定在一个金属支架上并斜向阳光负荷控制器：虽然负荷控制器有多种其他功能可供我们在购买时进行选择，但他们的主要功能还是维持电池在指定的负荷水 平上工作，保护电池不会超负荷运转。蓄电池：蓄电池包含一个或多个蓄电池组，按照电压和电流需要采取串联或并联或者串并结合的联接方式。这些电池把 光伏阵列转化的电力储藏起来

2、并在需要的时候释放。逆变器：如果你想把这些电能用在交流AC设备上，你就需要一个逆变器。逆变器的主要功能是将光伏阵列或者蓄电池提供的直流电变换成交流电。直流或交流负载：就是使用光伏阵列产生的电能的设备（比如灯泡或者收音机）和装置（比如水泵和微波基站）系统配件：这些部分提供系统连接以及任何电力系统需求的标准安全特性，包括：阵列组合器，指定规格电缆，保险丝，电闸，线路断路器和测量仪表PV系统设计五步骤我们已经提供了一个简单的指导，按部就班的引导你定为自己的光伏系统。照着这五步，你就可以知道你的需求并指定所需要的各部件1. 了解你的耗电需求做一个你准备使用光伏系统供电运作的设备、负载的清单。找出它们每

3、个运行时的耗电量。大部分设备背面都有一个标明 功率多少瓦特的标签。标签上还有其他信息资源如规格表，当地经销商还有产品制造者。我们已经提供了一份常用设备 耗电量的图表。你可以作为参照。有了瓦特评估后，列出负载规格工作表。负载工作规格表列出你准备使用光伏系统供电的全部电器，分别计算直流和交流设备，把他们放在不同的地方。察看每一台设备的功率。绝大多数设备在背面都有一个标签记录着他工作的瓦特数。上边还记载着其他信息如地方经销商，产品制造者。逐一罗列每 台设备每日工作时数。把栏目里的前三项乘起来算出每日瓦特时使用量。然后乘以一周的天数算出每台设备一周需要的瓦特 时总数。直流设备瓦特数X数量 X 每天使用

4、时间=瓦特时/夭 X 每周天数=瓦特时/周A. -B. -C. -D. -E. -把最后一栏里边的数目加起来就是直流设备的用电量 合计-由于在电池蓄电和放电过程中会有损耗，我们需要把这个数字再乘以1.2,得出的就是最后的总电量需求-直流-瓦时/周耗电量负载工作规格表交流设备瓦特数X数量 X每天使用时间=瓦特时/夭X每周天数=瓦特时/周A. -B. -C. -D. -E. -把最后一栏里边的数目加起来就是交流设备的用电量 合计-由于在电池蓄电和放电过程中会有损耗，我们需要把这个数字再乘以1.2,得出的就是最后的总电量需求-交流-瓦时/周1. -把交流-瓦时/周 和直流-瓦时/周数目加起来就是一周

5、总的用电量2. -把蓄电池电压输进去（一般是12或24伏） 伏特-3. -把用电量除以伏特数，这是你每周需要的安培 -时 安培时/周-4. 把安培时除以7天得到你每天平均需要的安培时，这个数据可以用来确定你的蓄电池规格和组件阵列安培时/天-2. 优化你的用电系统需求要做到这点检查你的用电量并尽可能多的削减你的需求是很重要的（这一点对任何系统都适用，尤其是家庭和单间房屋使用的系统，因为这可以节省一笔很可观的成本）首先，找出功耗较大和可调的负载（比如水泵，户外灯，-电炉，AC冰箱，洗衣机等），试试不要使用他们或者找直流设备来替代。直流设备的初始投资成本应该高于交流设备，但使用直流设备可以避免逆变器

6、工作中的损耗，所以典型的直流设备 更经济也可以使用的更长。用日光灯代替白炽灯在任何地方都应该被提倡，因为它可以消耗较少的瓦特数提供相同的照明亮 度。如果有的设备你不能闲置，那么考虑仅仅在日光最强或者夏天的时候使用它（换句话说，有选择性的使用）。然后根据你的 优化结果重新修订你的负载工作表3. 确定蓄电池规格阅读"电池特性"并根据需要选择适当的电池 - 填写电池规格工作表 电池特性确定蓄电池规格第一步你需要确定你希望你的蓄电池可以储存多少电量。这被称为-"维持天数，"-因为这个数字来源于系统在没有光伏阵列电力补充情况下的供电夭数。为了增加维持夭数，你必须考

7、虑你的使用模式和设备临界点。如果你想为家里安装一个能使用一周的系统，你可能需要一个很 大的蓄电池，因为你的系统将会拥有整周的消耗和储备电力。相反，如果你只把光伏阵列当作一个以发电机为基础系统的补充，你便可以用一个较轻较 小的蓄电池，因为在需要的时候发电机可以给它充电。温度影响电池对于超出工作范围的温度很敏感，温度较高的电池可以提供更多的电量。根据电池工作规格上的表格校正温度影响。虽然从一个高温的电池上我们可以获得比额定更多的电量，但高温工作会缩短电池的寿命。尽量把电池保持在接近室温。购买控制器时请选择具有温度 补偿的以在各种温度下优化使用过程并延长电池使用寿命。放电程度放电尺度是指电池单独放电

8、时能放出额定量的比例。电池单独放电能力依赖于它的结构。一般来说我们用轻度放电和深度放电来描述电池。轻度放电电池更轻，更便宜，但寿命也比较短。因此我们不出售这种电池。深度放电电池总是被用在标准的独立PV系统.上-这种电池有更厚的极板，大多数都可以每次独立提供额定电力的80%以上。几乎所有的深度放电电池都充满了覆盖板极的电解液。液体的水平线高度必须进行监控并定期加入蒸储水以保证板极被完全覆盖。我们也提供不需要再充填液体的密封铅酸电池。 还有一些像镣-镉这样其他种类的深层线圈电池做一些特殊的应用。用来确定规格的最大完全放电必须是在电池可能经历的最坏情形下。 系统控制应该被设定为比这种情况更糟则拒绝使

9、用。电池额定能力电池的安培时能力通常都按10小时或20小时这样的固定标准来算。假如电池额定能力是100安培时，按照使用 20小时的标准来计算电池在充满电时可以释放 5安培的电流20小时。如果放电电流更低，比如4.5安培，电池的能力便会达到110安培时，负载电流和电池能力的关系在制造商的宣传单上会注明。电池寿命任何电池的寿命都难以预知。因为这由很多因素决定，比如充放电率，放电强度，回路数量还有工作极限温度。对于一块铅酸电池来说 在光伏系统中使用十五年是很不寻常的，一般来说能用5到8年.-维护电池定期维护。即使是密封的电池也应该经常检查以确定连接紧密而且没有过充的迹象。对于电解液电池，电解液应保持

10、在高于板极的一个良好高度并且电压和单元精确重力检验结果保持一致。仪表指示数的大幅变化能指示电池单元的问题。电池单元的精确比重应该在冬天开始前用独特的比重计检测。在寒冷环境中，铅酸电池中的电解液可能结冰。零度是电池充电的临界点。如果电池完全放电，电解液就变成了水，电池便可能结冰冻坏蓄电池规格计算表1. -输入你每日需要的安培时.-（负载规格表第四行）-安培时/夭2. -输入你所在区域预期最多连续阴夭数或者你希望你的系统可以独立供电的最大夭数3. -把每日需要的安培时乘以天数。这就是你的系统需要储存的电量安培时-4. -输入你选择的电池放电比例，这可以避免你的蓄电池过度放电（例如:-如果你希望放电

11、限制在-20%,-写0.2.）-这个数字不应该超过-0.8.-5. -第三行数字除以第四行-安培时 6. -从下面数据中选出符合你的蓄电池在冬天时周围环境平均温度的那项乘数-周围环境温度乘数80oF- 26.7oC- 1.0070oF- 21.2oC- 1.0460oF- 15.6oC- 1.1150oF- 10.0oC- 1.1940oF- 4.4oC- 1.3030oF- -1.1oC- 1.4020oF- -6.7oC- 1.597. -把第五条的数据和第六条相乘.这个结果确保你的蓄电池可以克服寒冷的天气影响-,这个数据再次修正了你蓄电池含有的总电力 安培时-8. -输入你选择的蓄电池的

12、安培时-9. -用第七项除以第八项得出你需要的电能整数（小数位进一）.这是并联电池的数目. 10. -用系统正常工作电压-（12V,-24V或48V）除以电池电压得到一个整数（小数位进一）,这是串联电池的数目-11. -把第九项数据和第十项数据相乘，得到的就是所需的总电池数.-4. 确定一天内可用的日照时间一些因素会影响到组件日照量-.-你什么时候使用系统夏天，-冬天,-或者全年.-.-当地天气典型状况.-.-固定支架-vs.-跟踪系统.-光伏阵列的位置和角度.我们提供的以下数据表是产生电能所需的完全日光照射时数.光伏阵列产生电量能力取决于光线照射组件的角度.，当光线垂直照射组件时产生最大电流

13、.逐渐偏离垂直时，越来越多的能量被反射而不再被组件吸收.依赖于你的应用，阳光跟踪系统防护垫可以通过自动调整组件的方位来增加电力输出.图表还反映了阳光在春夏秋冬时候的不同 .由于白天时间变短，阴云增多还有太阳在天空的位置较低导致冬天产生电力更加困难 .图表列出了中国一些城市夏天冬天还有全年的平均日照数量.如果你主要在夏天使用系统，请参考夏天的估值，如果你是全年使用，特别是用在一个重要的设备上时 ，请参照冬天的估值.如果你在全年的大部分时间使用 （比如春天，夏天，秋天）或者系统中的设备不是非常重要 ，那么 请参考全年平均值.通过这个图表和地图，你应该可以确定你所在区域可用的合理日照时间世界日光照射图这张地图依据冬天情况最糟月份日照峰值把世界分为六个不同区域。5. 确定你的阵列规格1. -输入你每天需要的电量-（负载规格表，第四项）安培时/夭-2. -参照表格输入你所在地区每日