本科毕业设计-家用独立型光伏发电系统的优化设计

《太阳能光伏发电系统》课程设计课题名称：家用独立型光伏发电系统的优化设计班级：新能本121姓名：杨维佳学号：2012213104一、课程设计的任务和要求要求：1、具备独立查阅光伏发电系统设计的相关文献和资料的能力；具有查阅光伏电池、蓄电池、控制器和逆变器等光伏器件参数和型号的能力；具有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。2、具备独立设计光伏发电系统的能力，能提出并较好地实施方案，能对光伏发电系统的结构和配置进行分析研究和优化设计。3、具备数值计算、仿真、绘图和文字处理等能力。4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。5、报告内容简练完整、立论正确、讨论充分、论述流畅、结构严谨、结论合理；技术用语准确、符号规范统一、编号齐全、书写工整、图表完备。6、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解。7、内容不少于3000字。技术参数：1、光伏发电系统安装地点：沈阳；2、保证4个连阴天正常供电；3、负载表数量功率使用时间荧光灯520w/盏5h/天电视机，电脑2200w/个3h/天洗衣机1600wh/天电冰箱11000wh/天任务：1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器；2、设计合理的光伏发电系统；3、利用PVsyst软件和有关理论模拟优化设计，并对结果进行分析和总结。二、进度安排1、2014.12.29选题、分析查找相关资料、熟悉PVsyst软件2、2014.12.30提出设计方案、思路和系统框图、系统的优化设计3、2014.12.31讨论、修改、进一步优化方案，光伏发电系统各部件的选型4、2015.01.04写出课程设计报告初稿5、2015.01.05整理课程设计报告、交稿 三、参考资料或参考文献1、杨金焕、于化丛、葛亮著.太阳能光伏发电应用技术.第1版.电子工业出版社.2009年。2、李钟实著.太阳能光伏发电系统设计施工与维护.第1版.人民邮电出版社.2010年。3、PVsyst软件应用教程。②控制器的确定a方阵最大电流（短路电流）Ifsc=Np×Isc×1.25=9×3.8A×1.25=42.75Ab最大负载电流I=1.56×Pl/U=1.56×w/24v=46.8A故逆变器和控制器可选用4000w的控制逆变一体机，最好是正弦波。3.7系统配置清单序号设备名称规格型号参数数量1太阳能电池组件Poly60Wp1x36cells17V3.8A18块2蓄电池TXE1100/OPzS10001130Ah2V12块3光伏发电一体机4000w1台第四章家用独立太阳能光伏发电系统优化结果与讨论4.1由pvsyst软件仿真结果1基础设计图4.1pvsyst仿真模拟结果通过图4.1可以看出本次设计所选用的电池尺寸及相关参数型号：电池自主放电天数4天，电池预留量5%，额定电压24V，电池容量609Ah，用电单价1.64EUR/kwh，下面的条形图可以看出可以获得的太阳能量：3.7kwh/day，用户需要的能量为3.3kwh/day，虽然10月，11月的太阳能不能满足用户的需求，但是可以将其他月份剩余电流存储起来，补偿这两个月的电量，综合考虑得出，依靠本地太阳能发电量可以满足用户全年用电量的需求。2方位角及倾斜角的选用方位角一般取正南方向，通过pvsyst仿真模拟得出倾斜角为51度。图4.2由pvsyst软件仿真模拟出倾斜角3用户负载输入图4.3用户负载输入由图可知，通过pvsyst界面输入得到负载日耗电量3300wh，月耗电量99000wh。4蓄电池，太阳能电池组件选型及系统电路图4.4蓄电池及电池组件选型图4.5系统电路如图4.5系统电路已经将控制器。逆变器，蓄电池及太阳能组件接入里面。系统智能匹配，最佳温度20摄氏度。4.2系统仿真结果分析4.2.1太阳能日均输入/输出关系图4.6光电池日均输入/输出散点图如图4.6所示，为全年每日每平方米的太阳辐射量和电能出产情况，横坐标表示全天每平方米太阳能输入能量，纵坐标表示系统全天一平方米输出的有效能量，每一点就是一天，从图中可以看出系统的能量效率，斜率越高则能量效率越高，据估算最高点坐标(7.5,6.2)，最低点坐标（0.2，0.1），系统斜率估算为0.86。图中某些点系统输入量很高而产能较低，可能是电池温度影响了效率。4.2.2产能分析图4.7系统产能量如图3.7电池组件每天损耗0.05kwh，太阳能丢失1.11kwh，系统和电池控制损失-0.29kwh，供给用户3.06kwh。从数据看出系统损失不是很大，有充足的能量供給负载使用。其中3月到5月产量较大，并有剩余电量存储到蓄电池中。4.2.3系统能量利用率和用户需求满足率如图4.8所示，该用户能量利用率为0.799，用户满足需求率1.000，能量利用率很高，用户需求率100%，可以充分的满足用户需求，所以将本设计进行修改，可以投入到实际应用中。图3.8系统能量利用率和用户需求率4.2.4蓄电池充电电压图3.9蓄电池平均充电电压如图3.9可以看出，蓄电池充电状态与用户满足率基本相当。但是一月，七月，十月，十一月，十二月充电较低，主要原因为太阳辐射量较低，或者碰到连续阴雨天导致太阳辐射量，但是整体来说还是可以满足用户需求。4.2.5组件日输出量图4.10光伏组件日输出量图4.10所示为光伏组件在这一年中每天输出的有效能量，途中输出不规则可能是天气原因，连续阴雨天可能影响日发电量的输出，二是可能夏季气温过高造成光伏组件发电量较低，综合考虑，本次设计略微改进在实际应用中可以实施。第5章心得体会短短一周太阳能课设结束了，由于放假原因，实际的课设并不足五天，但是在这段时间中，我还是学会了许多东西。首先，在老师的帮助下，我可以熟练的掌握pvsyst软件的操作方法，并且可以利用该软件进行模拟仿真，对实际案例，只要在软件上输入负载所在地，负载需求等一系列基本信息，便可模拟出太阳能光伏发电系统各个参数，还可以对相关器件进行选型等等。其次，通过在图书馆和上网查阅资料，可以了解设计一个家用独立型光伏发电系统的基本步骤和对一些器件的选型要求，太阳能组件的串并联，蓄电池的个数及参数选型。最后，在整个小组的努力下，我们终于完成了对该案例的设计。总之，在这次课设