独立光伏发电系统设计
PVsyst家用独立光伏发电系统的优化设计.
《太阳能光伏发电原理与应用》课程设计课题名称：家用独立光伏发电系统的优化设计专业班级：学生学号：学生姓名：学生成绩：指导教师：刘国华课题工作时间：2012.6.11 至2012.6.15武汉工程大学教务处一、课程设计的任务和要求要求：1、具备独立查阅光伏发电器件参数、光伏发电控制电路、光伏发电系统设计相关文献和资料的能力；能提出并较好地的实施方案；具有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。
2、具备独立设计光伏发电系统的能力，能对光伏发电系统的结构配置进行研究、分析及优化的能力。
3、具备采用计算机软件进行数值计算、仿真、绘图等能力。
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、综述简练完整，立论正确，论述充分，结论严谨合理；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确。
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，图和计算结果可以打印。
技术参数：1、光伏发电系统安装地点：武汉；2、使用非晶硅光伏电池；3、负载表数量功率使用时间荧光灯8 18w/盏5h/天电视机，电脑 2 120w/个3h/天洗衣机 1 600wh/天电冰箱 1 1000wh/天任务：1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器；2、设计合适的光伏发电系统电路原理图；3、利用PVsyst软件模拟优化此电路，对结果进行分析和总结。
二、进度安排1、2012.6.11 选题、熟悉PVsyst软件2、2012.6.12 分析查找资料、提出设计方案3、2012.6.13 光伏发电系统各部件的选型、系统的优化设计4、2012.6.14 讨论、修改、进一步优化方案，写出初稿5、2012.6.15 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。
基于PVSYST的家庭独立光伏发电系统设计
Ｖ０ ｌＥ ＣＨＮＯＬ ＯＧＩ ＣＡＬ ＤＥ ＶＥ Ｌ ＯＰ ＭＥ ＮＴ ＯＦ ＥＮ Ｔ ＥＲＰ ＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ １ ３ 年 ４月
Ａｐｒ ． ２ ０１ ３
基于 Ｐ Ｖ Ｓ Ｙ Ｓ Ｔ的家庭独立光伏发 电系统设计
案， 构建了系统体系结构并研究 了相应 的关键技术。
１ 系统设计
本 系统 中 ， 家庭 负载情况为荧光灯５ 盏， 每盏 功率为 ４ ０ ｗ， 每天使用５ ｈ ； 电视机为２ 台， 每个功率为８ ０ ｗ， 每天 使用３ ｈ ； 冰箱１ 台， 使用功率为７ ０ ０Ｗ・ ｈ ／ ｄ ； 洗衣机 为１ 台， 使用功率为１ ２ ０ ０ Ｗ・ ｈ ／ ｄ ， 每天 的总用 电能量为３ ． ３ ８ ｋ Ｗ・ ｈ 。
李铁钢
（ 沈 阳工程学院 ， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ３ ６ ）
摘 要： 为 解 决 家庭 生活 能 源 问题 。 提 出 了家庭 独立 光伏 系统 的体 系结 构 。文 章 以沈 阳地 区为例 ， 根 据 电 力需 求 ， 选择 光 伏 电池 板 和蓄 电池 等硬 件 ， 再 设 置合 适 的 系统 参 数 ， 最后 基 于 Ｐ Ｖ Ｓ Ｙ Ｓ Ｔ软 件 进 行模 拟 仿 真 计 算 ， 结 果表 明 系统 可 以满 足 要求， 对其 它 的光 伏 系统 建设 具有 一 定 的参 考价 值 。
关键 词 ： 太 阳能 ； 独 立 光伏 系统 ； Ｐ Ｖ Ｓ Ｙ Ｓ Ｔ ； 仿 真
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ９ １
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ １ ５ — ０ ２
Ｔｈｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ－ ａ ｌ ｏ ｎ ｅ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＰＶＳ ＹＳ Ｔ
离网光伏系统设计方案
离网光伏系统设计方案离网光伏系统设计方案离网光伏系统是一种独立的发电系统，不依赖于传统的电网供电，可以在没有电网供电的地方提供电力供应。
以下是一份离网光伏系统设计方案：1. 系统规模和功率需求：首先确定所需的发电容量和功率需求，考虑到用电设备的种类和数量，并预估每天的用电量。
根据这些信息，确定适当的系统规模和发电功率。
2. 太阳能电池板选择：选择高效的太阳能电池板以提供足够的电力。
考虑到可用的安装空间和太阳能资源的可利用程度，选择适当的太阳能电池板类型和数量。
3. 蓄电池选择：选择适当的蓄电池以存储白天收集到的电能，供应夜间或云天的电力需求。
选择高效的蓄电池，考虑其容量、充电和放电效率，以及寿命等因素。
4. 逆变器和控制器选择：逆变器将直流电转换为交流电，供应家庭和设备使用。
选择适当的逆变器，考虑其容量和转换效率。
控制器将太阳能电池板和蓄电池连接到逆变器，监控和管理系统运行。
5. 线路设计和安全：设计适当的电线和线路连接太阳能电池板、蓄电池、逆变器和用电设备，确保电力传输的安全和稳定。
6. 安全性和保护措施：考虑到天气条件和环境因素，对系统进行适当的安全性和保护措施。
例如，防雷、过压和短路保护装置。
7. 监控和维护：安装监控系统，监测太阳能电池板的发电效率和系统的运行情况。
定期维护和清洁太阳能电池板以最大程度地提高其效率和寿命。
8. 系统节能和优化：考虑到能源的有效利用和节约，设计系统以最大限度地提高能源利用率。
例如，使用高效的电器设备和灯具，合理设置用电时间和能源管理。
总之，离网光伏系统的设计方案应该充分考虑到用户的用电需求、可用的太阳能资源、系统组件的选择和配套、系统的安全性和稳定性，以及系统的监控和维护等方面。
同时，注重节能和优化，最大化提高能源利用效率。
独立光伏系统的优化设计
独立光伏系统的优化设计上海电力学院杨金焕 葛亮 陈中华 谈蓓月 蒋秀丽 高兰香一.光伏系统优化设计原则• 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。
• 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。
• 要避免盲目追求高可靠性或低成本的倾向。
• 光伏系统设计的依据是：按月能量平衡。
二. 光伏系统分类•按供电方式大致可分为三大类：• 独立系统 • 并网系统 • 混合系统三.独立光伏系统• 通常是指没有任何辅助电源,光伏系统是唯一电力 来源的电源系统。
• 在一般情况下,负载用电规律和太阳日照时间不相 符合,所以必须配备储能装置。
• 由于独立光伏系统没有备用电源,所以应当进行严 格的优化设计,以达到既能保证负载的长期可靠运 行,又能使系统规模最小,节省投资费用的目的。
四.负载类型• 按使用时间来分,大致可分为： • 均衡性负载：是指每天工作时间都相同的负载, 对于耗电量月平均变化不超过10%的情况,也 可当作均衡性负载。
• 季节性负载：负载耗电量随季节而变化。
• 随机性负载：负载耗电量没有一定规律。
• 先讨论用于均衡性负载的优化设计五. 优化设计步骤1.确定负载耗电量: • 分别列出各种用电负载的耗电功率并乘以每天平均 使用时间,累计求和,得出负载每天所消耗能量 E(Wh)。
• 根据蓄电池及逆变器等要求,确定太阳电池方阵工 作电压V ,通常为12伏的倍数。
• 由此求出负载每天耗电量: QL = E / V 单位(Ah/d)2. 计算方阵面上太阳辐照量• 先选择某个方阵倾角β,根据当地的气象及地 理资料,计算出方阵面上各个月份的太阳辐照 2 H ( kwh / m ⋅ d )。
量 t 注意:单位换算成 即等于每天的峰值日照时数。
( kwh / m 2 ⋅ d ) 后,在数值上各个月份的 Ht 并不相同,所以对应于某个方阵 倾角β ,有12个数值,其中最小的为Htmin ,取平 均值为 H t 。
光伏发电系统设计
光伏发电系统设计一、背景介绍光伏发电系统是一种利用太阳能将光能转化为电能的设备，它可以在没有电网供电的地方提供独立的电力供应，也可以与电网相连并向其输送电力。
随着环保意识的不断提高和可再生能源技术的不断发展，光伏发电系统已经成为了当今世界上最受欢迎的清洁能源之一。
二、设计原则1. 安全性：光伏发电系统设计应该符合国家安全标准，且必须具备可靠的保护措施。
2. 可靠性：光伏发电系统应该具备高度可靠性，以确保其长期稳定运行。
3. 经济性：光伏发电系统设计应该考虑成本效益和投资回报率等因素。
4. 灵活性：光伏发电系统应该具有灵活性和可扩展性，以适应不同场景下的需求。
三、设计步骤1. 确定需求：在设计光伏发电系统之前，首先需要明确其使用场景和需求。
这包括所需输出功率、使用时间、负载类型等。
2. 选型组件：根据需求选择合适的组件，包括太阳能电池板、逆变器、电池等。
3. 建立系统框架：根据选型组件建立光伏发电系统的框架，包括组件之间的连接方式和控制系统等。
4. 进行系统优化：对光伏发电系统进行优化，以提高其效率和性能。
这包括选择合适的太阳能电池板、调整组件之间的连接方式、优化控制系统等。
5. 进行安全测试：在完成光伏发电系统设计后，需要进行安全测试以确保其符合国家安全标准。
四、具体设计要点1. 太阳能电池板：太阳能电池板是光伏发电系统中最重要的组件之一。
在选择太阳能电池板时，需要考虑其输出功率、转换效率和耐久性等因素。
此外，还需要根据场景选择不同类型的太阳能电池板，如单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板等。
2. 逆变器：逆变器是将直流电转换为交流电的设备。
在选择逆变器时，需要考虑其输出功率和效率等因素。
此外，还需要根据场景选择不同类型的逆变器，如纯正弦波逆变器、修正正弦波逆变器等。
3. 电池：电池是光伏发电系统中存储能量的设备。
在选择电池时，需要考虑其容量、循环寿命和充放电效率等因素。
此外，还需要根据场景选择不同类型的电池，如铅酸蓄电池、锂离子电池等。
家用独立型光伏发电系统地优化设计
《太阳能光伏发电系统》课程设计课题名称50W太阳能LED路灯系统设计专业班级：新能本121学生学号：2012213117学生：马宇驰学生成绩：指导教师：郭瑞、高微课题工作时间：2014.12.29 至2015.1.5工程学院《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报告正文目录第一章绪论 (1)1.1设计背景 (1)第2章市气象资料及地理情况 (2)第3章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化设计 (3)3.1 设计方案 (3)3.2 负载的计算 (4)3.3蓄电池容量及串并联的设计及选型 (5)3.4 太阳能电池板的方位角与倾斜角的设计 (6)3.5 太阳能电池板容量及串并联的设计及选型 (7)3.6 控制器、逆变器的选型 (8)3.7 系统配置清单 (9)第4章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化结果与讨论 (10)4.1软件仿真结果分析 (10)4.2 系统仿真结果分析 (11)4.2.1全年损耗分析 (11)4.2.2方阵日均输入/输出能量 (11)4.2.3组件日输出量 (12)4.2.4标准化产能分析 (12)第5章心得体会 (13)参考文献 (13)第一章绪论1.1设计背景随着世界性的能源短缺问题的日益严重，开发和利用新能源是一种必然的趋势，而太阳能就是其中最好的能源之一，其原因是太阳能资源丰富、分布广泛，是21世纪最具发展潜力的可再生能源。
随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。
近年来全球光伏发电产业增长迅猛，产业规模不断扩大，产品成本持续下降。
我国光伏发电产业也得到迅速发展，使得家用独立光伏发电系统得以实现。
目前太阳能利用技术主要有:太阳能光伏发电，太阳能热利用，太阳能动力利用，太阳能光化利用，太阳能生物利用和太阳能光-光利用等。
其中以太阳能光伏发电以其优异的特性近年来在全世界得到广泛的发展，被认为是当前最具有发展前景的新能源技术。
基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计
基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护意识的提升，太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛关注。
基于数字信号处理器（DSP）的太阳能独立光伏发电系统，通过高效能、智能化的电能转换和管理，为无电网或电网不稳定的地区提供了可靠的电力解决方案。
本文旨在深入研究与设计基于DSP的太阳能独立光伏发电系统，以提升系统的整体性能，优化能源利用效率，并推动太阳能光伏发电技术的广泛应用。
本文首先概述了太阳能光伏发电的基本原理和DSP在光伏发电系统中的应用价值。
随后，详细分析了太阳能光伏电池板的选择与配置、最大功率点跟踪（MPPT）算法的实现与优化、电能存储与管理系统的设计等关键技术问题。
在此基础上，提出了一种基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的总体设计方案，并深入探讨了系统硬件电路和软件程序的实现方法。
本文还通过实验验证和性能评估，对所设计的基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的性能进行了全面分析。
实验结果表明，该系统具有较高的电能转换效率、稳定的运行性能和良好的适应性，为太阳能光伏发电技术的发展和应用提供了有力支持。
本文总结了基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计成果，并对未来的研究方向和应用前景进行了展望。
通过不断优化和完善系统设计，我们有信心为全球能源结构的转型和可持续发展做出更大的贡献。
二、太阳能光伏发电技术概述太阳能光伏发电，是一种将太阳能直接转换为电能的绿色能源技术。
其基本原理是利用光伏效应，即当太阳光照射在光伏电池上时，光子会与电池中的半导体材料发生相互作用，导致电子从原子中被激发出来，形成光生电流，从而产生电能。
这一过程不需要任何机械运动或其他形式的中间能量转换，因此太阳能光伏发电具有高效、清洁、无噪音、无排放等优点，被视为未来可持续能源发展的重要方向。
太阳能光伏发电系统主要由光伏电池板、电池板支架、逆变器、储能装置和控制系统等组成。
离网型太阳能光伏发电系统设计
离网型太阳能光伏发电系统设计离网型太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能光伏板将太阳能转化为电能，不依赖于传统电网供电的独立发电系统。
在一些偏远地区、山区、海岛等电力资源匮乏的地方，离网型太阳能光伏发电系统成为一种重要的可再生能源发电方式。
本文将从组成部分、系统设计和优势等方面进行详细介绍。
太阳能光伏板组是系统的核心部分，通过光伏效应将太阳能转化为直流电能。
在选择光伏板时，需要考虑光伏板的功率、转换效率和可靠性等参数，以确保系统的稳定发电。
储能设备主要用于储存电能，以应对夜间或阴天等无法直接获取太阳能的情况。
目前常用的储能设备有铅酸蓄电池和锂离子电池等。
在选择储能设备时，需要考虑储能容量、寿命、充放电效率等因素。
逆变器用于将直流电能转化为交流电能，以满足家庭或办公室等用电需求。
逆变器的选择需要考虑输出功率、转换效率和负载容量等因素。
控制器是系统的智能控制中心，用于监测和控制光伏发电系统的运行状态。
控制器可以监测太阳能光伏板组的输出功率、电池的电量、负载的电流等信息，并能根据实际情况进行调节，以保证系统正常运行和安全运行。
在设计离网型太阳能光伏发电系统时，需要考虑以下几个方面。
首先，要确定系统的总功率需求，从而确定光伏板组和储能设备的容量。
其次，需要确定太阳能光伏板的安装方式和角度，以最大限度地提高光伏板的光吸收效率。
此外，还需要考虑光伏板组到储能设备的连线方式和长度，以减小能量传输损失。
最后，需要合理安装逆变器和控制器，并确保系统的运行安全可靠。
离网型太阳能光伏发电系统具有诸多优势。
首先，它不依赖于传统电网供电，无需支付电费，可以有效降低用电成本。
其次，太阳能是一种可再生能源，具有取之不尽、用之不竭的优势，对环境没有污染。
再次，光伏发电系统可以按需配置光伏板组和储能设备，灵活性高，适应性强。
此外，太阳能光伏发电系统的维护成本相对较低，寿命长，维护简便。
综上所述，离网型太阳能光伏发电系统是一种可行的可再生能源发电方式。
小型家庭独立太阳能光伏发电系统毕业设计
小型家庭独立太阳能光伏发电系统毕业设
计
研究目的
本毕业设计旨在研究并设计一套适用于小型家庭的独立太阳能
光伏发电系统，以实现对家庭用电的满足，同时减少对传统火力发
电的依赖，降低能源的消耗，达到环境保护的效果。
系统设计
该系统由太阳能光伏板、电池组、逆变器、控制器和负载组成。
在白天，太阳能光伏板会将阳光转化为电能储存在电池组中，夜晚
通过逆变器将电池组中的直流电转化为交流电以驱动负载。
系统优势
与传统的火力发电相比，独立太阳能光伏发电系统具有以下优势：
1. 环保节能：可减少传统能源的消耗，减少二氧化碳等有害气体的排放。
2. 经济实用：独立系统的价格较传统电网便宜，长期使用后可以降低家庭能源支出。
3. 稳定性高：在阳光充足的情况下，独立太阳能光伏发电系统可以长时间工作而不会间断。
结论
本文研究了一种适用于小型家庭的独立太阳能光伏发电系统，从系统设计、优势等方面进行了分析，并论证了这种系统在节能环保、经济实用和稳定性等方面皆有优势。
推广该系统的使用，可以在家庭生活中起到重要的作用。
独立光伏发电系统设计和优化
独立光伏发电系统设计和优化一、引言独立光伏发电系统的设计和优化是一个重要而具有挑战性的课题。
在这篇文章中，我们将从多个方面探讨独立光伏发电系统的设计和优化。
二、独立光伏发电系统概述独立光伏发电系统是指不依赖于电网的独立电源系统，它利用太阳能通过光伏发电板将太阳能转化为电能，通过电池进行储能，然后再通过逆变器转换为交流电来供电。
该系统通常用于远离电网的地区、应急备用电源、移动通讯基站等场合。
三、独立光伏发电系统设计1. 光伏发电板的选择光伏发电板质量的好坏直接影响了光伏系统的性能和寿命。
因此，在选择光伏发电板时应注意以下几点：一是看材质，优先选择高效率、高品质的硅晶光伏板；二是看转化效率，尽量选择转化效率高的光伏板；三是看温度系数，温度系数低的光伏板更适合炎热的气候环境。
2. 电池的选用电池的选用是独立光伏发电系统设计中至关重要的一环。
在选用电池时应该关注以下几点：一是看品质，选择质量好的电池，以确保其寿命和安全性；二是看容量，要根据实际情况选择适当的容量，不要过小过大；三是看性价比，要综合考虑品质、容量、价格等因素进行选择。
3. 逆变器的选择逆变器是将直流电转换为交流电的设备，也是独立光伏发电系统中的重要组成部分。
在选择逆变器时应注意以下几点：一是看质量，选择质量好的逆变器，以确保其寿命和安全性；二是看容量，要根据实际情况选择适当的容量，不要过小过大；三是看波形，选用波形质量好的逆变器，以保证供电的稳定性和质量。
四、独立光伏发电系统优化1. 系统性能优化系统的性能优化是独立光伏发电系统中的重要环节。
可以通过使用优质的组件、进行系统布局优化、增加电池储能容量等方式来提高系统性能。
2. 储能系统优化储能系统的优化是独立光伏发电系统中的关键部分。
可以通过增加电池数量、提高充电电流、使用更高品质的电池等方式来优化储能系统，提高系统的发电效率和稳定性。
3. 系统运行优化系统的运行优化是指通过对系统的运行进行监测和调节来优化系统的整体性能。
PVsyst家用独立光伏发电系统的优化设计..
太阳能光伏发电原理与应用课程设计课题名称：大型太阳能发电系统设计专业班级：11级电信班学生学号：学生姓名：学生成绩：指导教师：大型太阳能发电系统设计一、引言：随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。
现有电力能源的来源主要有3种，即火电、水电和核电。
太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。
我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。
此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
利民太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。
太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。
它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。
太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。
一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。
另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。
二、结构原理太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。
太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。
目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑（照明）一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。
独立光伏电源系统设计方法
２ 蓄电池组容最设计
太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电 池。 与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常在浮充状态 下工作， 其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而 变化。 它的电能量比用电负载所需的电能量大得多。 蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。 为了与太阳 能电池匹配， 要求蓄电他工作寿命长而且要维护简 单。 （） １蓄电池的选用 能够和太阳 能电池配套使用的蓄电池种类很多，
ｆ ｅｃ ｄｙ ｏ ａｈ ｒ ａ
经过光伏工作者们坚持不懈的努力， 太阳能电池 的生产技术不断得到提高， 日 并且 益广泛地应用于各 个领域。 特别是邮电通信方面， 由于近年来通信行业 的迅猛发展， 对通信电源的 要求也越来越高， 稳 所以 定可靠的太阳能电源被广泛使用于通信领域。 而如何 根据各地区 太阳能辐射条件， 来设计出既经济而又可 靠的光伏电源系统， 这是众多专家学者研究已久的课
虑。
本文综合以往各设计方法的优点， 结合笔者多年
来实际从事光伏电源系统设计工作的经验， 引人两组 最长连续阴雨天之间的最短间隔天数作为设计的依 据之一， 并综合考虑了 各种影响太阳能辐射条件的因 素， 提出了太阳能电池、 蓄电池容量的计算公式， 及相
关设计方法。 ） 原理
蓄电 池组也是工作在浮充电状态下的， 压随 其电 方阵发电 量和负载用电 量的 变化而变化。 池提供 蓄电 的 能量还受环境温度的影响。 太阳能电池充放电 控制器由电子元器件制造而 成， 本身也需要耗能， 它 而使用的元器件的性能、 质量 等也关系到 耗能的大小， 从而影响到充电的效率等。 负载的 用电情况， 也视用途而定， 如通信中 继站、 无人气象站等， 有固定的 设备耗电量。而有些设备如 灯塔、 航标灯、 用照明及生活用电等设备， 量是 民 用电 经常有变化的。 因 太阳能电源系 设计， 此， 统的 需要考虑的因数 多而复杂。特点是： 所用的 数据大多为以 前统计的数 据， 各统计数据的测量以 及数据的选择是重要的。 设计者的任务是： 在太阳 能电池方阵所处的 环境 条件下（ 即现场的 地理位置、 太阳辐射能、 气候、 气象、 地形和地物等） 设计的太阳 ， 能电池方阵及蓄电 池电 源系统既要讲究经济效益， 又要保证系统高可靠性
独立光伏发电系统双向变换器数字控制器设计
（Ａｎ ｕ Ｖ ｃｔ ｎｌｎ ｅｈ ｉａＣ ｌｇ ， ｆｉ ３０ １ Ｃ ｉａ ２ ｅｅ Ｕ ｉ ｒ ｔｏ ｅｈｏｏｙ Ｈｆ ｉ ３ ０９ Ｃ ｉ ； １ ｈ ｉ ｏａｉ ａａｄＴｃ ｎ ｌ ｏｅ ｅ Ｈｅ ０ ５ ， ｈｎ ； ． ｆ ｉ ｎｖ ｓｙｆＴ ｃｎ ｌ ， ｅ ０ ０ ， ｈｎ ｏ ｃ ｌ ｅ２ Ｈ ｅ ｉ ｇ ｅ２ ａ ３ ｅ ｉｕ ｇｏ Ｐ ｗ ｒ ｕｐｙ ｏ， ｔ．Ｈｆ ｉ ３０ ８ Ｃ ｉ ； ．ｕｎｘ ｎ ｅｓｙｏＴ ｃｎｌ ｙ Ｌｕｈｕ５ ５０ ， ｈｎ ） ． ｆ ｎｒｗ ｏ ｅ ｐ ｔＣ ．Ｌｄ， ｅ ０ ８ ， ｈｎ ４ ａｇ ｉ ｉ ｒｔ ｅｈ ｏｏ ， ｉ ｏ ０ ６ Ｃ ｉ Ｈ ｅＳ Ｓ ｅ２ ａ Ｇ Ｕｖ ｉ ｆ ｇ ｚ ４ ａ
ｂ ｓ ｄ ｐ ａ ｅ ｓ ｉ ｄ ｌ ｔ ｎ ｓ ｈ ｍｅ ｉ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｔ ｍｐ ｅ ｎ ｈ ｓ ｈ ｆ ｃ ｎ ｒ １ ｉ ａｌ ， ｅ ｓｍｕａ ｉｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｆｍｅ － ａ ｅ ｈ ｓ ｈ ｆ ｍｏ ｕ ａｉ ｃ ｅ ｓ ｅ ｅｏ ｅ ｏ ｉ ｌｍｅ ｔ ａ ｅ ｓ ｉ ｏ ｔｏ． ｎ ｌ ｔ ｉ ｌｔ ｎ ｘ ｅ ｔ ｏ ｐ ｔ Ｆ ｙｈ ｏ ｉ ｎ
摘要 ： 提出一种独立光伏蓄 电池／ 超级 电容混合储能系统 ， 与传统的独立光伏发 电系统相比 ， 新系统具有高功率密度 、
高能量密度 、 延长蓄 电池的使用寿命、 效率高 、 定性好等优 点。双 ， 稳
对其数字控制系统进行了设计 ， 并采用抗积分饱和控制算法的 ＰＤ调节器。 由于 Ｄ Ｐ硬件没有移相控制器 ， Ｉ Ｓ 提出一
独立光伏发电系统设计
独立光伏发电系统设计光伏发电系统是一种将太阳光转化为电能的设备，可以为家庭、企业或者其他建筑提供绿色能源。
独立光伏发电系统独立于电网运行，适用于没有电网供电的地区或者需要独立供电的场所。
本文将详细介绍独立光伏发电系统的设计。
系统设计步骤如下：1.电力需求分析首先，需要分析待供电设备的电力需求。
根据设备的功率需求计算所需的发电容量。
同时，根据设备使用时间和天然光照条件，计算所需的电池容量。
2.太阳能光伏组件选择根据所需的发电容量，选择合适的太阳能光伏组件。
光伏组件的选择应考虑其发电效率、可靠性、耐候性等因素。
3.控制器和逆变器选择选择合适的光伏控制器和逆变器。
控制器用于控制光伏组件的充放电过程，逆变器用于将直流电转化为交流电以供电器使用。
4.电池选择根据电池的容量需求和使用寿命，选择合适的电池。
典型的电池类型包括铅酸电池、锂离子电池等。
同时，需要选择合适的充电器来给电池充电。
5.支架和安装选择合适的支架和安装位置，确保光伏组件能够最大限度地接收阳光。
同时要确保支架稳固可靠，防止发电系统受到恶劣天气等环境因素的影响。
6.电缆和配线选择适合的电缆和配线系统，确保系统的电流传输效率以及安全性。
7.监控系统选择合适的监控系统，通过监测光伏组件的发电功率、电池状态等参数，实时监控系统的运行情况。
8.安全防护在设计中考虑安全防护，包括过电压保护、电流保护、防雷保护等，确保系统的安全运行。
9.运营与维护设计完成后，需定期对系统进行运营与维护。
定期检查光伏组件的清洁情况，电池的状态以及其他关键设备的运行情况。
总结：独立光伏发电系统设计需要综合考虑多个因素，包括电力需求、光伏组件选择、控制器和逆变器选择、电池选择、支架和安装、电缆和配线、监控系统、安全防护以及运营与维护等。
合理的设计可以确保系统的稳定运行，提供可靠的绿色能源。
光伏发电系统设计流程介绍
光伏发电系统设计流程介绍光伏发电系统是一种通过转换光能为电能的可再生能源发电系统。
在设计光伏发电系统时，需要经过一系列的流程，包括初步规划、选址、设计、安装和调试等。
本文将详细介绍光伏发电系统设计的流程。
1. 初步规划初步规划是光伏发电系统设计的第一步。
在初步规划阶段，需要确定系统的规模、发电容量和用电负荷等关键参数。
根据需求和条件，可以确定是建立独立的光伏发电系统，还是与电网进行连接。
此外，还需要考虑系统的电池储能、逆变器和配电系统等组成部分。
2. 选址选址是光伏发电系统设计的重要环节。
选址需要考虑日照资源、地形地貌、建筑物遮挡、土地使用等因素。
地形起伏大的地区不适合建设大规模光伏电站，而地势开阔、日照充足的地区则更适合搭建光伏发电系统。
此外，选址还需要考虑土地使用许可证、环保评估和土地租赁等问题。
3. 设计设计是光伏发电系统建设的核心环节。
在设计阶段，需要综合考虑太阳能资源、发电容量、发电效率、组件选型和系统布置等因素。
设计人员需要根据实际情况选择合适的光伏组件、逆变器和电池储能系统，并进行合理的布局和参数配置。
此外，还需要考虑设计可行性和经济性等因素。
4. 安装安装是将设计方案落地的环节。
在安装阶段，需要进行电缆敷设、组件安装和支架搭建等工作。
安装过程中需要注意安全事项，并确保各个组件的连接正确可靠。
此外，还需要进行接地系统布置和防雷措施的安装，以确保系统的安全性和稳定性。
5. 调试调试是光伏发电系统建设的最后一步。
在调试阶段，需要对系统进行检查和测试，确保光伏组件、逆变器和电池储能等部分的正常工作。
通过监测气象条件，调整系统参数，优化发电效率和功率输出。
同时，还需要对接地系统、运行保护和远程监控等功能进行测试。
总结：光伏发电系统设计流程包括初步规划、选址、设计、安装和调试等环节。
在设计光伏发电系统时，需要综合考虑系统规模、日照资源、地形地貌和用电负荷等因素。
通过合理的设计和配置，光伏发电系统可以高效地转化光能为电能，为人们提供清洁、可持续的能源。
光伏系统的总体设计
➢ (8). 最终决定最佳搭配
➢ 改变蓄电池维持天数n，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。
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。
➢ 同样也可由方阵面上各月平均太阳辐 照量中的最小值Ht min得出方阵所需输 出的最大电流为
I max
QL
Htmin 1
2
➢ 方阵实际工作电流应在 I min和 I max 之 间，可先任意选取一中间值 I
8 3.6602 477.92 465 12.916
9 4.2056 531.42 450 81.423
10 4.0399 527.49 465 62.493
11 3.3169 419.13 450 -30.871
12 2.9347 383.19 465 -81.808
➢ 由表中可见，当年7月和11~12月及次年 1月都是亏欠量，所以有两个亏欠期， 其中7月份亏欠量-9.4006 ，但是在8月 份就有盈裕量12.916 ，可以全部补足。 因此全年累计亏欠量∑∣-⊿Qi∣是11月 到1月份的亏欠量之和140.69 。
实例分析
➢ 为沈阳地区设计一套太阳能路灯，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:
30 6
Ql 12 15Ah
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法乛、離网(独立) 型光伏发电系统(一) 前言：光伏发电系统的设计与计算涉及的影响因素较多，不仅与光伏电站所在地区的光照条件、地理位置、气侯条件、空气质量有关，也与电器负荷功率、用电时间有关，还与需要確保供电的阴雨天数有关，其它尚与光伏组件的朝向、倾角、表面清洁度、环境温度等等因素有关。
而这些因素中，例如光照条件、气候、电器用电状况等主要因素均极不稳定，因此严格地讲，離网光伏电站要十分严格地保持光伏发电量与用电量之间的始终平衡是不可能的。
離网电站的设计计算只能按统计性数据进行设计计算，而通过蓄电池电量的变化调节两者的不平衡使之在发电量与用电量之间达到统计性的平衡。
(二) 设计计算依椐：光伏电站所在地理位置(緯度) 、年平均光辐射量F或年平均每日辐射量f(f=F/365) (详见表1)我国不同地区水平面上光辐射量与日照时间资料表1地区类别地区年平均光辐射量F年平均光照时间H(小时)年平均每天辐射量f(MJ/m2)年平均每天光照时间h(小时)年平均每天1kw/m2峰光照时间h1(小时) MJ/m2 .Kwh/m2一宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部、6680-8401855-23333200-33018.3-23.08.7-9.0 5.0-6.3(印度、巴基斯坦北部)二河北西北部、山西北部、内蒙南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆西部5852-6681625-18553000-32016.0-18.38.2-8.7 4.5-5.1三山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、江5016-58521393-16252200-30013.7-16.06.0-8.2 3.8-4.5苏北部、安徽北部、台湾西南部四湖南、湖北、广西、江西、淅江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部4190-50161163-13931400-22011.5-13.73.8-6.0 3.2-3.8五四川、贵州3344-4190928-11631000-1409.16-11.52.7-3.8 2.5-3.2注：1)1 kwh=3.6MJ；亻2)f=F(MJ/m2 )/365天；3)h=H/365天；4) h1=F(KWh)/365(天)/1000(kw/m2 ) (小时) ；3) 5)表中所列为各地水平面上的辐射量，在倾斜光伏组件上的辐射量比水平面上辐射量多。
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独立光伏发电系统设计目录1引言 (1)2 独立光伏发电系统工作原理 (1)3 独立光伏发电系统的设计 (2)3.1 系统容量的设计 (2)3.2 太阳能电池组件及方阵的设计 (4)3.2.1 光伏组件方阵设计需要考虑的问题 (4)3.2.2 太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角 (4)3.2.3 一般设计方法 (4)3.3 直流接线箱的选型 (5)3.4 光伏控制器的选型 (7)3.6 光伏逆变器的选型 (8)结论 (9)独立光伏发电系统设计摘要太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，发展太阳能光伏发电系统也具有很高的可行性，首先能缓解我国目前的能源问题以及日益严重的环境问题，还能解决边远地区居民用电难，成本高的问题。
本论文将从小型独立系统的发电原理，系统设计原理，及其本身具有的优势结合其受众群体的所需考虑的各方面因素来设计适合家庭使用的小型系统。
通过理论与实际市场调查相结合的方法设计适合全国各地人民使用的优惠且实用的系统。
关键词：小型；独立光伏发电；系统；优惠实用1引言当下，许多国家已把发展可再生能源作为未来实现可持续发展的重要方式，而中国也将以太阳能为代表的可再生能源作为未来低碳经济的重要组成部分。
近年来，国家财政对太阳能产业的补贴力度逐年增强。
独立光伏发电系统是指未与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统，其输出功率提供给本地负载(交流负载或直流负载)的发电系统。
其主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为公共电网难以覆盖的边远偏僻农村、海岛和牧区提供照明、看电视、听广播等基本生活用电，也可为通信中继站、气象站和边防哨所等特殊处所提供电源。
2 独立光伏发电系统工作原理通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统。
其主要结构由太阳能电池组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变器（在有需要输出交流电的情况下使用）以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。
太阳能电池方阵吸收太阳光并将其转化成电能后，在防反充二极管的控制下为蓄电池组充电。
直流或交流负载通过开关与控制器连接。
控制器负责保护蓄电池，防止出现过充或过放电状态，即在蓄电池达到一定的放电深度时，控制器将自动切断负载，当蓄电池达到过充电状态时，控制器将自动切断充电电路。
有的控制器能够显示独立光伏发电系统的充放电状态，并能贮存必要的数据，甚至还具有遥测、遥信和遥控的功能。
在交流光伏发电系统中，DC-AC逆变器将蓄电池组提供的直流电变成能满足交流负载需要的交流电。
图1 独立型太阳能光伏发电系统工作原理3 独立光伏发电系统的设计光伏发电系统的设计要本着合理性、实用性、高可靠性和高性价比（低成本）的原则。
做到既能保证光伏系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要，同时又能使系统的配置最合理、最经济，特别是确定使用最少的太阳能电池组件功率和蓄电池的容量。
协调整个系统工作的最大可靠性和系统成本之间的关系，在满足需要保证质量的前提下节省投资，达到最好的经济效益。
3.1 系统容量的设计通过数值分析法，可以解析太阳能电池方阵容量及蓄电池组容量之间存在的相互关系，然后在特定的供电可靠性要求下，根据成本最低化的原则，确定二者各自的容量。
在本系统设计中，负载的总耗电量为4000w ·h/d ，选择的逆变器效率为90%，连续阴雨天数为4天，蓄电池的放电深度为70%,系统电压为48V 。
蓄电池容量=系统直流电压放电深度逆变器效率日平均用电量自给天数⨯⨯⨯)(AH =48%90%7044000⨯⨯⨯=530AH 通常，铅酸蓄电池的容量是在25℃时标定的。
随着温度的降低， 0 ℃时的容量大约下降到额定容量的90% . 而在-20℃的时候大约下降到额定容量的80% . 所以必须考虑蓄电池的环镜温度对其容量的影响。
南京地区全年最低气温大约为-4～-6℃，所以在此温度下，蓄电池的容量会下降10%左右。
蓄电池实际容量=温度修正因子蓄电池容量=%90530=590AH图2 铅酸蓄电池最大放电深度-温度曲线确定蓄电池的串并联方式每个蓄电池都有它的标称电压。
为了达到负载工作的标称电压，将蓄电池串连起来给负载供电，需要串联的蓄电池的个数等于负载的标称电压除以蓄电池的标称电压。
这里选用24v/200AH 的胶体蓄电池。
串联蓄电池数=蓄电池标称电压负载标称电压=2448=2 所以蓄电池串联数为2 并联蓄电池数=单个蓄电池容量总蓄电池容量=200590=2.95≈3 综上所述：使用江苏恒华公司生产的24V/200AH 型胶体蓄电池，蓄电池串联数2，并联3块，连接方式如图3所示。
图3 蓄电池连接示意图3.2 太阳能电池组件及方阵的设计3.2.1 光伏组件方阵设计需要考虑的问题设计太阳电池组件要满足光照最差季节的需要。
蓄电池长时间处于亏电状态将使得蓄电池的极板硫酸盐化。
在独立光伏系统中没有备用电源在天气较差的情况下给蓄电池进行再充电，这样蓄电池的使用寿命和性能将会受到很大的影响，整个系统的运行费用也将大幅度增加。
太阳电池组件设计中较好的办法是使太阳电池组件能满足光照最恶劣季节里的负载需要，也就是要保证在光照最差的情况下蓄电池也能够被完全地充满电。
由于光照最差季节的光照度大大低于平均值，这样设计的太阳电池组件在一年中的其他时候会远远超过实际需要，而且成本高昂。
3.2.2 太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角由于太阳能光伏发电的发电量与太阳光的辐射强度、大气质量、地理位置等因素有直接的关系和影响，因此在设计太阳能光伏发电系统时，应考虑太阳辐射的方位角和倾斜角、峰值日照时数等。
太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角的选定是太阳能光伏系统设计时最重要的因素之一。
所谓方位角一般是指东西南北方向的角度。
对于太阳能光伏系统来说，方位角以正南为00，由南向东向北为负角度，由南向西向北为正角度。
方位角决定了阳光的入射方向，决定了各个方向的山坡或不同朝向建筑物的采光状况。
倾斜角是地平面与太阳能电池组件之间的夹角。
倾斜角为00时表示太阳能电池组件为水平设置，倾斜角为900时表示太阳能电池组件为垂直设置。
①太阳能电池方位角的选择在我国，太阳能电池的方位角一般选择正南方向，以使太阳能电池单位容量的发电量最大。
②太阳能电池倾斜角的选址最理想的倾斜角是使太阳能电池年发电量尽可能大，而冬季和夏季发电量差异尽可能小的倾斜角。
一般取当地纬度或加上几度作为当地太阳能电池组件安装的倾斜角。
以下为根据当地纬度粗略确定太阳能电池的倾斜角：3.2.3 一般设计方法太阳电池组件设计的基本要求就是满足年平均日负载的用电需求。
计算太阳电池组件的基本方法是用负载平均每天所需要的能量(安时数)除以一块太阳电池组件在一天中可以产生的能量(安时数) ，这样就可以算出系统需要并联的太阳电池组件数，使用这些组件并联就可以产生系统负载所需要的电流。
基本公式：串联电池组件数=）组件峰值工作电压（系数）系统工作电压（V 1.43V ⨯ 系数1.43是太阳能电池组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。
并联电池组件数=）组件日平均发电量（）负载日平均用电量（AH AH 其中，组件日平均发电量=组件峰值工作电流（A ）×峰值日照时数（h)。
上面的公式是理论计算，实际应用时还需要考虑其他因素，由于系统需要在连续阴雨天数中工作，综合考虑其它因素后得到的计算公式为：串联电池组件数=)(1.43)(V V 选定组件峰值工作电压系数系统工作电压⨯ 并联电池组件数=最短间隔天数组件平均日发电量最短间隔天数负载日平均耗电量补充的蓄电池容量⨯⨯+补充的蓄电池容量(Ah)=安全系数×负载日平均耗电量(Ah)×最大连续阴雨天数（式中安全系数根据情况在1.1～1.4之间选取。
）负载日平均耗电量=负载工作电压每天工作小时数负载功率⨯ 组件平均日发电量(Ah)=选定组件峰值工作电流(A)×峰值日照时数(h)×倾斜面修正系数×组件衰降损耗修正系数（式中，峰值日照时数和倾斜面修正系数都是指光伏发电系统安装地的实际数据，组件衰降损耗修正系数主要指因组件组合、组件功率衰减、组件灰尘遮盖、充电效率等的损失，一般取0.8。
）太阳能电池方阵功率=选定电池组件的峰值输出功率×电池组件的串联数×电池组件的并联数。
3.3 直流接线箱的选型直流接线箱也叫直流配电箱，小型太阳能光伏发电系统一般不用直流接线箱，直流接线箱主要用于中、大型太阳能光伏发电系统中，用于把太阳能电池组件方阵的多路输出电缆集中输入、分组连接，不仅使连线井然有序，而且便于分组检查、维护，当太阳能电池方阵局部发生故障时，可以局部分离检修，不影响整体发电系统的连续工作。
图4所示是直流接线箱的电路图（单路）。
图4 直流接线箱电路示意图（单路）本设计选用上海新驰电气有限公司生产的汇流箱，其具体参数如下表1所示：表1汇流箱参数电气参数光伏阵列电压范围200～100V DC光伏阵列输入列数≤24每路输入最大电流20A环境温度-40～+85℃环境湿度0～99%通信接口RS485防护等级IP54、IP65外形尺寸宽*高*深630*450*180重量15kg本汇流箱带有防雷功能，因此防雷系统不需要另行设计。
图5汇流箱实物图3.4 光伏控制器的选型光伏控制器要根据系统功率、系统直流工作电压、电池方阵输入路数、蓄电池组数、负载状况及用户的特殊要求等确定光伏控制器的类型。
一般小功率光伏发电系统采用单路脉冲宽度调制型控制器，大功率光伏发电系统采用多路输入型控制器或带有通信功能和远程监测控制功能的智能控制器。
控制器选择时要特别注意其最大工作电流必须同时大于太阳能电池组件或方阵的短路电流和负载的最大工作电流。
根据上面的设计中，组件需要并联40组，所以系统的短路电流为Ioc=5.52×40=220A选择合肥赛光电源科技有限公司生产的SSCP-48-220A型号的控制器。
表2 所选控制器参数型号SSCP-48-220A光伏组件总额定功率9.6kw额定充电电流200A蓄电池组额定电压48V最大充电电流≤225A蓄电池过充电压点57.6V蓄电池过充电压恢复点52.0V蓄电池过放电压点42.0V蓄电池过放电压恢复点50.0V静态损耗电流≤100mA使用环境温度-20℃～+50℃使用海拔≤2000m防护等级IP20设备外形尺寸355×380×150设备净重8.0KG图6控制器外壳3.6 光伏逆变器的选型光伏逆变器选型时一般是跟据光伏发电系统设计确定的直流电压来选择逆变器的直流输入电压，根据负载的类型确定逆变器的功率和相数，根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量。