新能源课程设计-离网型光伏发电系统
离网光伏系统设计方案
离网光伏系统设计方案一、概述二、需求分析1.电源需求:需确定离网负载需要供应的电能，包括负载功率、耗电时间等。
2.光伏资源:通过研究目标地区的光伏辐照度数据，确定该地区的光伏资源充足度。
3.系统可靠性:需要保证系统的可靠性和稳定性，使其能持续为负载提供电能。
三、系统组成1.光伏发电子系统:通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，并通过充电控制器、功率优化器等电路对光伏发电系统进行控制和保护。
2.电池储能系统:储能系统由蓄电池组成，将光伏发电系统产生的电能进行储存，以供给离网负载使用。
根据负载需求和离网时间的长短，选择合适的电池容量和种类。
3.逆变器系统:将储存在电池中的直流电能转换为交流电能，以满足离网负载的使用需求。
逆变器系统还具有电压稳定、频率稳定和保护等功能。
4.控制系统:控制系统对光伏发电子系统、电池储能系统和逆变器系统进行集中控制和管理，确保系统的正常工作和高效运行。
四、系统设计考虑因素1.光伏组件的选择:根据目标地区光照条件选择高效的光伏组件，以提高系统的发电效率。
2.电池容量的确定:需根据负载需求和离网时间长短，以及光伏系统的发电能力，合理确定电池容量。
3.逆变器的选型:需选择适合离网光伏系统的逆变器，确保逆变器能够正常工作和输出满足负载需求的交流电。
4.控制系统的设计:控制系统需要具备监测、控制、保护和管理等功能，以实现对系统的全面控制和管理。
五、系统运行与维护1.系统运行:光伏发电系统将通过充电控制器对电池进行充电，并将电能转换为直流电供逆变器使用。
逆变器将直流电能转换为交流电供给离网负载使用。
2.系统维护:定期对光伏组件进行清洁和检查，确保其正常工作。
对电池进行定期充电和放电以防止过充和过放，延长电池寿命。
对逆变器和控制系统进行检查和维护，确保其正常工作。
六、系统优化1.节能优化:通过调整离网负载的使用电量，减少能量消耗，提高系统能量利用率。
2.多能互补:可通过增加其他可再生能源发电系统，如风力发电、水力发电等，与光伏系统组合使用，以增加系统的稳定性和可靠性。
离网型光伏发电系统实验报告
新能源技术课程设计实验报告题目姓名：专业：指导教师：辅助教师：完成日期：一、 实验过程记录1. 根据光伏电池的等效电路，利用仿真软件搭建光伏电池数学模型 （1）I ph 数学模型及参数设置按照原理算式如下refref ref S ST T I I ][,sc ph ）（-+=α（1）在MATLAB 中建立模型，从Simulink 元件库中拉取inport 、sum 、gain 、product 、outport 等原件，并按照原理搭建合适模型并封装。
如图1所示。
图1 I ph 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置T ref =298K ，S sef =1000W/m 2，α=0.06/1，Isc,ref =8.30/1A 。
（2）U oc 数学模型及参数设置根据原理中U oc =V oc,ref +β×(T -298)可在MATLAB 中建立模型，从Simulink 元件库中拉取inport 、constant 、sum 、gain 、outport 等原件，并按照原理搭建应有模型并封装。
如图2所示。
图2 U oc 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置：V oc,ref =29.5/1V ，β=-0.33/1。
（3）I d 数学模型及参数设置可在gain 、product 、图3 I d 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置：A =5，K =1.38×10-23J/K 。
（4）输出I 数学模型及参数设置根据原理公式]1))((ex [ph -+-=AKT N IR V q p I N I N I s s O P p（3）可在MATLAB 中将以上封装好的模块拼装成合适的仿真模型。
如图4所示。
UI图4输出I 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置：N p=1。
在这一过程中开始时由于粗心，少了一个环节，即对Vt取1/U，导致出现的仿真图形总是达不到理想的结果，所以通过同学之间的讨论以及细心的检查终于在推导公式的过程中发现了这个粗心的错误。
新型离网光伏发电系统方案设计
新型离网光伏发电系统方案设计
一、研究背景
随着经济发展的加快，人们对能源的依赖也不断增加，其中电能的消
耗量不断增加，光伏发电作为可再生能源之一的优势越发凸显，越来越多
的人们开始重视这种可再生能源，认识到其能源的优势。
但是，传统的光
伏发电受电网接入限制，受地形和电网规划条件限制，导致很多人无法使
用这种技术，自给自足受到困扰，电力不足。
考虑到这个问题，研究开发
出离网光伏发电系统，从而解决用户的能源问题，真正实现自主发电，自
给自足，这是本文的研究背景。
二、研究内容
离网光伏发电系统是一种能够在电网外发电的能源系统。
它采用太阳
能转换成电能，利用电池存储电能，控制器调节发电，实现自主发电，解
决用户的电力不足问题。
本文针对此研究，主要是对其方案的设计，进行
如下研究内容：
1.在分析当地的气候条件，计算出需要的光伏发电系统容量，以便确
定所需的光伏发电系统组件的总容量；
2.确定系统组件的类型，并从技术性能，可靠性等方面考虑进行选型；
3.计算系统的配置，将系统组件分配到各个分支，达到最佳的配置；
4.计算系统指标。
离网型光伏发电系统设计方案
离网型光伏发电系统设计方案一、引言离网型光伏发电系统是指将光伏发电系统与电网完全隔离，并通过储能设备储存电能，提供给用户使用。
光伏发电系统通过太阳能板将太阳能转换为直流电能，再经过逆变器将直流电转换为交流电，供电给用户使用。
在无法接入传统电网的地区或需要独立供电的应用场景中，离网型光伏发电系统具有广泛的应用前景。
二、系统组成1.光伏电池组：光伏电池组是光伏发电系统的核心部件，由多个太阳能电池板组成。
太阳能板能够将阳光转化为直流电能，为系统提供能源。
2.充放电控制器：充放电控制器主要负责对光伏电池组进行控制和管理，确保系统的充电和放电过程稳定。
充放电控制器还可监测电池组的电压、电流和温度等参数，以提高系统的安全性和效率。
3.储能设备：储能设备是离网型光伏发电系统的关键组成部分，用于储存多余的电能，并在需要时释放。
常见的储能设备包括蓄电池、超级电容、储氢罐等。
蓄电池是较常用的储能设备，能够将电能长时间存储，并通过逆变器将储存的直流电转换为交流电。
4.逆变器：逆变器是将光伏电池组输出的直流电转换为交流电的关键设备。
逆变器可以将直流电的电压和频率转换为符合用户需求的交流电。
三、系统设计1.太阳能资源评估：根据光照强度和日照时间等要素，评估系统所处地区可利用的太阳能资源。
通过太阳能资源评估，确定光伏电池组的组件类型和数量，以及逆变器的容量。
2.负载需求分析：根据用户的用电需求，确定系统的负载容量和负载类型。
负载需求的分析包括负载功率和运行时间的估算。
对于不同类型的负载，可以分配不同的储能容量。
3.储能容量设计：储能容量的设计需要考虑系统的负载需求和太阳能资源。
通过计算所需的电能储存量，确定储能设备的容量。
储能设备的容量应能满足负载的用电需求，并在连续阴天等情况下保证供电稳定。
4.系统可靠性设计：离网型光伏发电系统的可靠性设计是确保系统正常运行的重要因素。
采用双冗余设计可以提高系统的可靠性，例如采用多组光伏电池板、多台储能设备和逆变器等。
离网型光伏发电系统设计方案
离⽹型光伏发电系统设计⽅案⼀、系统基本原理 离⽹型光伏发电系统⼴泛应⽤于偏僻⼭区、⽆电区、海岛、通讯基站和路灯等应⽤场所。
系统⼀般由太阳电池组件组成的光伏⽅阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离⽹型逆变器、直流负载和交流负载等构成。
光伏⽅阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在⽆光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独⽴逆变器供电，通过独⽴逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。
图1 离⽹型光伏发电系统⽰意图(1)太阳电池组件 太阳电池组件是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最⾼的部件，其作⽤是将太阳的辐射能量转换为直流电能；(2)太阳能充放电控制器 也称“光伏控制器”，其作⽤是对太阳能电池组件所发的电能进⾏调节和控制，最⼤限度地对蓄电池进⾏充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作⽤。
在温差较⼤的地⽅，光伏控制器应具备温度补偿的功能。
(3)蓄电池组 其主要任务是贮能，以便在夜间或阴⾬天保证负载⽤电。
(4)离⽹型逆变器 离⽹发电系统的核⼼部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使⽤。
为了提⾼光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运⾏，逆变器的性能指标⾮常重要。
⼆、主要组成部件介绍2.1太阳电池组件介绍图2 硅太阳电池组件结构图 太阳电池组件是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。
根据⽤户对功率和电压的不同要求，制成太阳电池组件单个使⽤，也可以数个太阳电池组件经过串联（以满⾜电压要求）和并联（以满⾜电流要求），形成供电阵列提供更⼤的电功率。
太阳电池组件具有⾼⾯积⽐功率，长寿命和⾼可靠性的特点，在20年使⽤期限内，输出功率下降⼀般不超过20%。
图3太阳电池伏安特性 ⼀般来说，太阳电池的发电量随着⽇照强度的增加⽽按⽐例增加。
随着组件表⾯的温度升⾼⽽略有下降。
太阳电池组件的峰值功率Wp是指在⽇照强度为1000W/M2,AM为1.5，组件表⾯温度为25℃时的Imax*Umax的值（如上图所⽰）。
小型离网光伏发电系统的设计
小型离网光伏发电系统的设计
本报告旨在讨论如何设计一个小型离网光伏发电系统。
首先，要识别可能占据整个系统的主要组成部分，这些部分分别是太阳能电池板、储存装置、支撑结构、控制系统、光伏变流器和电缆等。
其次，要设计太阳能电池板，应考虑它们的最大发电功率，以最大化发电系统的总功率输出。
同时，需要考虑太阳能电池板的结构特征和电池的类型以及电流和电压等参数，为此可以使用不同的能量转换和碳储存装置等技术，以最大化太阳能的利用率。
第三，要设计光伏变流器，这将决定系统的性能效率。
因此，应根据低压电网、电池组和负载电流等情况选择合适的类型，如单相变流器、多星相变流器或多相变流器等。
它们必须能够把太阳能电池板产生的电流转换成负载要求的电压和频率。
此外，光伏变流器应具有有效的保护功能，以检测和保护发电系统免受未知因素引起的损坏。
随后，要安装支撑结构，用于向太阳能电池板和装置提供支撑。
此外，还需要确定气象条件下的支撑和安装位置，以最大化发电系统的效率。
最后，要确保发电系统时刻处于正常工作状态，为此可以利用自动监控系统来实现，该系统可以实时检测电压、电流、容量等参数。
总的来说，要有效设计小型离网发电系统，应准确识别系统中的主要组成部分，并确定支撑结构的位置以及电池的最大发电功率和光伏变流器的材料。
此外，还应利用自动监控系统以及其他系统保护技术以保证发电系统的可靠性。
2《离网光伏发电系统开发与设计》课程标准
《离网光伏发电系统开发与设计》课程标准课程名称：离网光伏发电系统开发与设计学分：6计划学时：96适用专业：光伏应用技术1．前言1.1课程性质《离网光伏发电系统开发与设计》课程属于光伏应用技术专业核心课，对学生职业能力和职业素质的养成起到明显的支撑作用。
通过本课程的学习，使学生掌握离网光伏发电系统设计、开发与实施。
掌握离网光伏配置、离网光伏控制器设计与制作、离网逆变器设计与制作。
培养学生离网光伏控制器开发与设计能力。
本课程的前导课程有《电路分析基础》、《电子线路分析与设计》、《光伏发电技术及应用》等，后续课程有《并网光伏发电系统开发与设计》、《光伏电站施工与管理》、《光伏电站运行与维护》等。
1.2设计思路围绕光伏发电系统开发岗位实际需要，以其职业能力培养为重点，从典型离网光伏系统开为案例及工作任务中进行学习情境设计、基于行动导向原则组织教学，让学生在真实的工作环境中完成课程设计的学习性工作任务，以培养学生适应职业岗位的能力。
在内容选取上，按照工作任务类型及难易程度，分为直流光伏发电系统开发与实施、交直流混合光伏发电系统开发与实施、市电互补型光伏发电系统开发与实施、风光互补光伏发电系统开发与实施等内容。
在课程安排及组织上主要从下面几个方面考虑。
1.根据光伏发电典型应用及工作任务所需的能力要求选取课程内容根据实际情况，选择企业真实产品，作为学习载体，聘请企业技术人员对典型离网光伏发电系统进行工作任务分析，根据完成典型工作任务所需的知识、能力和素质要求进行教学内容的选取。
在项目载体设计上从简单到复杂，从单一到综合，逐步培养学生的职业能力和自主学习能力。
2.基于行动导向原则，设计教学过程每个学习情境以及它的每个学习性工作任务，按照“资讯、决策、计划、实施、检查、评估”行动导向的原则组织教学，教学过程的设计与光伏电池生产过程相一致。
精心设计每个学习性工作任务的引导文，以学生为中心，进行小组合作学习，老师作为教学过程的组织者，引导和促进学生的学习，充分调动学生学习的主动性。
光伏离网发电系统设计-模板(含计算)
和安时容量由预定的连续无日照时间决定。 2、控制器 3、DC-AC 逆变器 逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。
主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采 用 SPWM 处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率 f， 额定电压 UN 等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。
负载十四层功耗4912w交直流220v交流性质led泛光灯组合市电周围连接市电较方便可用市电互补连续阴雨使用市电互补可节省负载十八层功耗1925w交直流220v交流性质led市电周围连接市电较方便可用市电互补连续阴雨2天气地点上海辐射量水平面辐射总量在2149mwcm具体辐射数据参考附件一2d软件设计系统软件设计包括负载功率和用电量的统计和计算太阳能在方阵倾斜面的辐射量的计算太阳能电池组件和蓄电池用量的计算和二者之间的相互匹配的优化设计太阳能电池方阵安装倾角系统运行情况的预测和系统经济效益的分析等倾角设计倾角的设计应该结合多方面的因素考虑1连续性在一年中太阳辐射总量大体上是逐月连续变化的将水平辐射总量较大的连续六个月称为夏半年较小的称为冬半年不同的倾角对应不同辐射量2均匀性选择倾角使方阵面上全年接收到的平均日辐射量比较均匀即夏半年与冬半年比较接近以免夏天接收的辐射量过大造成浪费
在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的光伏制造业争相投入 巨资，扩大生产，以争一席之地。中国作为世界能源消耗第二大的国 家也不例外。与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，中国落后于发达国 家 10-15 年，甚至明显落后于印度。但是，中国光伏产业正以每年 30% 的速度增长。作为 21 世纪最有潜力的能源，太阳能产业的发展潜力 巨大。太阳能产业是新兴的朝阳行业，再加上良好的政策环境、行业 本身的特性，使得太阳能产业具有较高的投资价值和发展潜力。
家用6.5KW离网光伏发电系统设计(光伏发电技术课程设计)
家用6.5KW离网光伏发电系统设计《光伏发电技术课程设计》目录第1章绪论 (4)1.1太阳能开发的背景和意义 (4)1.1.1太阳能光伏发电国内外研究现状与发展趋势 (4)1.1.2国外太阳能光伏发电现状与发展趋势 (5)1.1.3我国太阳能光伏发电现状及发展趋势 (5)1.2光伏发电系统的分类 (6)第2章离网光伏发电系统太阳能电池概述 (8)2.1太阳能电池简介 (8)2.2 光伏电池 (9)第3章6.5kW离网光伏发电系统设计方案 (12)3.1项目背景 (12)3.2设备选型 (13)3.2.1光伏组件 (13)3.2.2离网逆变器 (14)3.2.3充放电控制器 (16)3.3蓄电池组设计 (16)3.3.1安时（Ah）容量法 (16)3.3.2安全系数（老化系数）K (17)3.3.3蓄电池容量计算 (17)3.4系统防雷设计 (17)第4章项目的综合效益评价 (18)4.1经济效益分析 (18)4.2技术效益分析 (18)4.3社会效益分析 (19)4.4环境效益分析 (19)引言2017年在领跑者项目、光伏扶贫和分布式项目带动下，国内光伏市场仍有较大发展空间，巴黎气候协议已经生效，也将推动光伏发展。
但考虑到中国经济下行压力较大，电力需求放缓，弃风、弃光高居不下，我国政府下调对光伏的补贴力度等因素，2017年新增装机规模相比2016年将有所减少，预计2017年我国光伏新增装机量为25GW左右。
目前，光伏产业已经完全实现了规模化发展，并且发展速度非常快，考虑到中国正在尝试以招标来制定补贴电价，竞价上网一定是未来必然的趋势，势必推动高效产品产业化，同时，领跑者计划的实施，有利于通过市场化竞争引导光伏技术进步和产业升级，从而倒逼光伏企业在保持产量的基础上，更加注重产品的质量提升。
倪华等人对光伏电站科学设计的关键问题做了研究：光伏电站的科学设计对降低电站初始投资和最大化提升收益至关重要。
文章通过对电站地理特征、光伏组件特性、光伏阵列特性、逆变器选型、电网指令法规等多个对象的认识研究，阐述了影响光伏电站发电量、安全性、可靠性和电网友好性等关键问题的本质，并且就相应问题给出了科学的设计方法和选型指南，提出“因地制宜、科学设计”的光伏电站设计理念，为科学合理设计光伏电站提供参考。
光伏离网系统设计方案
光伏离网系统设计方案一、引言随着可再生能源的快速发展和环境问题的日益严重，光伏离网系统逐渐成为人们研究和应用的焦点之一。
光伏离网系统是指通过太阳能光伏发电系统将太阳能转化为电能，并将其中一部分直接馈回电网供给其他用户使用，同时将另一部分电能储存在电池中以备无光照时使用。
本文将介绍光伏离网系统的设计方案。
二、主要组成1. 太阳能光伏模块太阳能光伏模块是光伏离网系统的核心部件，它的作用是将太阳能转化为直流电能。
光伏模块通常由多个太阳能电池组成，通过并联或串联的方式组成电池组。
2. 光伏逆变器光伏逆变器是将光伏发电模块产生的直流电能转化为交流电能的装置。
逆变器具有高效率、低损耗和稳定的特点，能够将直流电能转化为标准的交流电输出。
3. 电池组电池组是光伏离网系统的储能装置，它可以储存太阳能发电系统产生的多余电能，并在无光照时提供电能供给使用。
电池组通常由多个电池单元组成，并可以根据需要进行扩展。
4. 电网连接装置电网连接装置是将光伏离网系统连接到公共电网的关键设备。
它通过逆变器将系统产生的电能馈回电网，并可以将电网的电能供给系统使用。
三、离网系统设计方案1. 太阳能光伏模块的选择在选择太阳能光伏模块时，需要考虑模块的转换效率、耐久性和可靠性。
同时，根据实际情况确定光伏模块的数量和布置方式，以确保最大程度地利用太阳能资源。
2. 光伏逆变器的选型逆变器的选型要考虑系统的容量和负载特点，确保逆变器能够稳定地运行和高效地将直流电能转化为交流电能。
此外，还要考虑逆变器的保护功能和通信接口，以便实现远程监控和管理。
3. 电池组容量的确定电池组的容量应根据用户的负荷需求和无光照期间的供电时间确定。
需要考虑到充电和放电效率、循环寿命以及安全性等因素，确保系统能够提供稳定可靠的电能供应。
4. 电网连接装置的设计电网连接装置需要符合当地的电网标准和要求，确保光伏离网系统与电网的连接稳定可靠。
同时，还需要考虑到电网故障时的安全保护和自动切换功能。
太阳能离网光伏发电站系统设计方案模版
太阳能离网发电系统设计一、工程概述1、工程名称***离网系统2、地理位置（经度、纬度、环境状况、气候条件、风力状况、阳光资源等）3、气象资料二、方案设计（一）用户负载信息冰箱的耗能根据冰箱的使用模式和开关冰箱门的频率有关，目前普通冰箱的日耗电大约1度左右。
（二）系统方案设计根据用户要求，本方案为光伏离网系统本系统是一个离网系统，其原理如下图所示：1、太阳能电池板方阵的设计（查询安装地区逐月辐照强度随倾角变化规律、倾角计算、支架设计或选取、电池板容量计算、电池板型号选择及数量确定并列出基本技术参量表、布局）逐月辐照强度随倾角变化规律二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年平均所选电池板的基本技术参数如下所示:2、蓄电池组的设计（容量计算、安装地区户用电压情况、蓄电池型号选择、数量确定、布局）在系统中储能主要靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量利用下下面公式计算：其中：C：蓄电池容量[kWh]D：最长无日照间用电时[h]F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05）Po：平均负荷容量[kW]L：蓄电池的维修保养率（通常取0.8)U：蓄电池的放电深度（通常取0.5)Ka：包括逆变器等交流回路的损失率（通常取0.7，如逆变器效率高可取0.8）所以此处的蓄电池的容量应该为：C=15×3×1.05/（0.7×0.5×0.8）=112.5KWh 由于系统设计的参考连续阴雨天数为3天，所以蓄电池放点深度选择为0.5。
根据福建福州的电力情况，户用电压为220V，蓄电池电压选择为24V，蓄电池组由12V的蓄电池串并而成，所以每串需要2块蓄电池串起来达到24V。
选用36块单体为12V150Ah的蓄电池，总共18串进行并联，蓄电池总容量为54000Ah，即129.6KWh。
电池型号选择双登的6-GFM-150。
3控制器的设计（型号及主要参数）控制器的输入路数不够，可使用三通连接器使两块组件并联后接入控制器。
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。
离网光伏系统设计方案
离网光伏系统设计方案1. 引言在能源紧缺和环境污染加剧的今天，利用可再生能源成为解决全球能源问题的重要途径。
光伏发电作为一种清洁、可再生的能源，得到了广泛应用。
离网光伏系统通过将光能转化为电能，为家庭和企业提供独立的电力供应方案。
本文将详细介绍离网光伏系统的设计方案。
2. 设计方案离网光伏系统的设计包括以下几个关键步骤：2.1 光伏板选择光伏板是光伏系统的核心组件，质量和性能的选择对系统的发电效率和安全性有着重要影响。
选择光伏板时应考虑光伏板的功率、温度系数、转换效率等因素。
通常情况下，多晶硅光伏板是一种较为理想的选择。
2.2 电池组设计电池组是光伏系统的能量存储装置，用于储存白天发电所产生的多余电能以供夜间使用。
在设计电池组时，需要考虑储能容量、充放电效率和充放电速度等因素。
常见的电池组选择包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等。
2.3 逆变器选择逆变器是将光伏板产生的直流电转换为交流电的关键设备。
通过选择合适的逆变器，能够将不断变化的光伏板输出电压稳定在标准电压输出。
逆变器的选择应考虑额定功率、运行温度和转换效率等因素。
2.4 系统监控与维护建立系统监控与维护机制，能够及时发现和解决系统故障，确保系统的正常运行。
系统监控能够实时监测光伏板的发电功率、电池组的充放电状态以及逆变器的运行情况，及时报警并采取措施维护系统。
3. 设计过程在设计离网光伏系统的过程中，需要考虑以下几个关键因素：3.1 负载需求根据实际负载需求，估算出所需的电能储存容量和系统发电能力。
在考虑到负载需求的同时，还需充分利用光伏系统发电的可再生特性，提高系统的经济性和可持续性。
3.2 组件和材料选择根据系统设计要求，选择合适的光伏板、电池组和逆变器等组件。
在选择材料时，不仅要考虑其性能指标，还要考虑质量、耐用性和成本等因素。
3.3 系统布局根据实际场地条件，对光伏板进行布局，确保最大限度地接收到太阳辐射。
同时，合理布置电池组和逆变器，提高系统的能量转换效率和安全性。
离网光伏发电系统设计案例分析
离网光伏发电供电系统设计案例1系统原理图1.1系统实物连接图(图一)图一1.2系统连接框图（图二）图二1.3系统安装方式该系统用于医院，故太阳能电池板设计成地面电站安装形式（放于医院大楼屋顶），太阳能电池板固定支架之间采用螺丝固定的方式连接；支架底座考虑到风速及屋顶防水措施保护，采用一次性浇筑好的水泥压块（如图三所示）；太阳能电池板之间接头采用MC4公母插头，方便拆卸。
图三2、系统主要部件设计2.1太阳能电池板2.1.1太阳能电池板选型光伏组件选用多晶硅组件，型号为250Wp的多晶硅组件，每块内部封装156*156多晶电池片60片，该组件拥有高转换效率，确保卓越品质；该组件能够承受高风压、雪压以及极端温度条件；能够达到12年90%和25年80%的输出功率，5年工艺材料的质保。
2.1.2表六2.1.3太阳能电池板实物图（如图四所示）图四2.2光伏汇流箱2.2.1光伏汇流箱的选型对于光伏发电系统，为了减少光伏组件与光伏控制器或者逆变器之间的连接线，方便维护，提供可靠性，一般需要在光伏组件与光伏控制器或者逆变器之间增加直流汇流装置，故系统中需要增加光伏防雷汇流箱。
又根据太阳能电池板的并联数为10并，我们正常把每并电流预设为10A，考虑到控制器是两路输入每路电流50A，故选用两台5进1出的汇流箱。
2.2.2功能特点满足室内、室外安装要求最大可接入16路光伏串列，单路最大电流20A宽直流电压输入，光伏阵列最高输入电压可达1000VDC光伏专用熔断器光伏专用高压防雷器，正负极都具有防雷功能可实现多台机器并联运行维护简易、快捷远程监控（选配）表七22.4汇流箱实物照片（如图五所示）图五2.3储能蓄电池2.3.1储能蓄电池选型蓄电池是系统的储能设备，离网光伏发电系统完全依赖于蓄电池组来储能并持续提供能量。
该部分的设计将包含电池选型、安装、储能与发电的平衡。
离网系统的直流系统电压（蓄电池组电压），按照一般常用值分为 12V、24V、36V、48V、110V、220V，装机功率更大的系统则会选择更高电压，目的是降低电流密度，如 240V、360V 或 600V。
离网型光伏发电系统
离网型太阳能光伏发电系统一、系统构成离网型太阳能光伏发电系统主要由光伏电池板、光伏控制器、蓄电池组、变换器和监控系统等五部分构成。
图1为光伏发电系统示意图，图2为系统构成原理框图。
各部分的功能和作用是：1、光伏电池板：它是光伏发电的核心，其作用是太阳辐射能直接转换为直流电能供给负载或储存在蓄电池中。
2、光伏控制器：由于一般的多晶硅或单晶硅光伏电池板输出为电流源型，不能直接输出给负载和蓄电池，需通过光伏控制器将其变换为蓄电池可接受的稳定的电压或电流，实现蓄电池的有效充电或供给外接负载。
光伏控制器还能实现对蓄电池组的过充和过放保护。
3、变换器：如果要求输出为直流，则可以通过该部分将蓄电池的电压转换成不同的直流电压以适应不同的负载设备。
如果要求输出为交流，则可通过交流逆变器将直流电变换为220V（单相）、380V(三相)交流电，供给交流用电设备。
对于家庭用，该部分一般采用交流逆变器。
4、监控系统：该部分的主要作用是监控各部分的工作参数和工作状态。
同时提供人机操作界面。
图1 离网型光伏发电系统示意图图2 离网型光伏发电构成原理框图二、系统功能及特点1、能实现对蓄电池组的恒压、恒流充电和充电过程的自动管理；2、具有太阳能最大功率点跟踪控制功能（MPPT），发挥光伏电池的最大功效；3、逆变器交流输出波形正弦度好，输出电压稳定，抗扰能力强；4、保护功能完善，具有蓄电池过充、过放、输出过压、过流、短路等多种保护；5、具有交流电网供电后备功能，当多日无太阳光照，蓄电池储存电能无法满足输出供电时，系统可自动切换为交流市电供电，由于采用直流侧无间断切换，交流输出无间断现象；6、友好的人机操作界面、完善的监控功能，系统采用大尺寸触摸液晶屏，操控方便、显示直观；三、系统适应领域1、家庭供电：特别适用于独立式居住的家庭，如城市别墅区、农村家庭。
对于城市居民小区，居住在顶楼的住户或私家阳台较大的家庭也较合适；2、学校供电：特别适用于中小学和幼儿园，在这些地方，一般白天用电较多，且用电量不大；3、医院供电：可与医院的应急供电系统融合在一起，可有效提高医院的应急电源的可靠性和经济性；4、城市小区公共供电：可安装在城市小区公共部分，接入小区的公用电房，作为小区公用电使用；3、政府部门、企事业单位办公大楼供电：集中安装在办公大楼的顶层，作为公用电接入大楼低压配电柜中。
毕业论文-离网型太阳能光伏发电系统设计-2【范本模板】
南昌航空大学自学考试毕业论文题目专业光伏材料应用技术学生姓名准考证号指导教师2012 年 5 月摘要随着煤炭、石油和天然气等化石燃料迅速消耗，以及由此带来的能源危机与环染日益加剧，近年来世界各国都在积极寻找和开发新的、清洁、安全可靠的可再生能源。
太阳能具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，是理想的可再生能源。
20世纪70年代后，太阳能光伏发电在世界范围内受到高度重视并取得了长足进展.太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成部分，并被认为是二十一世纪最具发展潜力的一种发电方式。
太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机、减少环境污染以及减小温室效应具有重要的意义。
太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽可再生资源.为了解决边远的农牧地区、偏僻的山区、孤立等的岛屿地方人们的日常生活、生产用电的需要、改善人们的生活水平，进行了离网型（独立)家用光伏发电系统的设计.根据当地的气象、环境状况及具体用电情况,给出了系统的设计方法及施工要求，包括控制器、蓄电池组组件、逆变器、离网型太阳能系统的设计等。
安装运行以来,系统工作稳定正常,验证了这集的合理性、正确性.关键字：太阳能光伏发电系统;最大功率点跟踪;离网光伏发电。
目录1绪论 (1)1.1 世界能源结构和发展新能源的背景 (1)1。
2 太阳能光伏发电国内外研究现状与发展趋势 (4)2太阳能离网型光伏发电系统基本组成和特性 (6)2。
1 太阳能离网型光伏发电系统概述 (6)2。
2 太阳能电池 (6)2。
3 铅酸蓄电池 (8)3太阳能电池最大功率点跟踪 (11)3。
1 太阳能电池最大功率点跟踪原理 (11)3.2 太阳能电池最大功率点跟踪方法 (11)4太阳能离网型光伏发电系统主电路设计 (13)4.1 方框图，主电路图以及技术路线图 (13)4.2 太阳能离网型光伏发电系统常用DC/DC变换器及其特点 (14)4.3 带双向变换器的太阳能离网型光伏发电系统 (16)4。
离网光伏发电系统方案
离网光伏发电系统方案随着能源危机的日益加剧，人们对可再生能源的需求也愈发迫切。
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。
离网光伏发电系统作为光伏发电系统的一种，具有独立发电、不受电网限制、环保节能等优点，逐渐成为人们关注的焦点。
本文将就离网光伏发电系统的方案进行详细探讨。
首先，离网光伏发电系统的核心组成部分包括光伏组件、逆变器、电池组、控制器等。
光伏组件负责将太阳能转化为直流电能，逆变器则将直流电能转化为交流电能，电池组用于存储电能，控制器则起到调节和保护作用。
这些部件的选择和配置将直接影响系统的发电效率和稳定性。
其次，离网光伏发电系统的方案设计需要充分考虑当地的光照条件和用电需求。
合理选择光伏组件的类型和数量，确定逆变器的额定容量，设计电池组的储能容量，是确保系统正常运行的关键。
同时，还需要考虑系统的安装位置、倾斜角度、阴影遮挡等因素，以最大程度地提高系统的发电效率。
再者，离网光伏发电系统的方案设计还需要考虑系统的可靠性和安全性。
在选用光伏组件和电池组时，需要考虑其品牌和质量，以确保系统的长期稳定运行。
同时，还需要对系统进行过载、短路、过压、欠压等情况的保护设计，以防止发生安全事故。
最后，离网光伏发电系统的方案设计还需要考虑系统的维护和管理。
定期对光伏组件进行清洗、检查和维护，对电池组进行充放电管理，对逆变器和控制器进行检测和维护，是确保系统长期稳定运行的重要措施。
同时，还需要建立健全的监控系统，及时发现和处理系统运行中的问题。
总之，离网光伏发电系统的方案设计需要综合考虑多种因素，以确保系统的高效、稳定、安全运行。
只有在充分考虑当地条件和用电需求的基础上，选择合适的组件和配置方案，加强系统的维护和管理，才能真正实现离网光伏发电系统的可持续发展和利用。
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新能源技术课程设计指导书1.实验目的与要求（1）检索资料，了解光伏发电技术的发展状况以及光伏发电原理；（2）掌握光伏电池模型的建立方法，分析、设计仿真模型，并利用MA TLAB 进行仿真实现；（3）掌握光伏电池的测试方法，选择适合的测量器件与量程，验证光伏阵列模拟方法的正确性；（4）分析离网型光伏发电系统的组成，选择合适的电力变换器拓扑结构并进行原理分析、参数计算；（5）查阅相关文献资料，确定系统MPPT 控制策略，建立MPPT 模块仿真模型，并仿真分析；（6）掌握系统联调的方法，调整控制参数。
2.仪器设备太阳能电池板1 块，万用表2 个，太阳能功率表TENMARS TM-207，滑动变阻器（100欧姆，200 瓦）1 个，计算机 1 台，系统仿真软件。
3.实验原理通过集中授课和查阅相关资料了解离网型光伏发电系统的组成和工作原理。
具体包括：（1）光伏电池的发电原理和数学模型；（2）DC—DC—AC变换器的拓扑结构、工作原理和参数计算；（3）研究离网型光伏发电系统最大功率跟踪控制的方法；（4）通过将光伏阵列外接一个可变电阻，调节可变电阻，记录不同情况下的电压和电流值，从而得到I/V 特性，将I 和V 相乘后，可得到P，进一步可获得P/V特性，通过光伏阵列倾角的调节，从而使照射到光伏阵列上的光强产生变化。
4.实验内容与要求4.1 实验内容（1）建立光伏阵列数学模型，依托实际光伏电池板参数对光伏电池输出特性进行相关模拟，研究光强和温度对光伏电池输出特性的影响，并设计实际光伏电池的检测电路进行实验验证；（2）设计离网型光伏发电系统，包括确定DC-DC-AC变换器拓扑结构、计算电力变换电路参数、确定MPPT控制策略；（3）在MA TLAB环境下建立含光伏阵列模块、电力变换电路模块、MPPT控制模块及输出负载的离网型光伏系统模型，系统调试，在光强和温度突变时系统能够快速、准确、稳定地实现最大功率跟踪控制。
4.2 实验要求（1）画出系统框图及原理图，实验接线图，软件流程图。
（2）不同实验步骤时接线不同则要按实验步骤分别给出接线图。
（3）给出接线图中所测量参数的测量点，指明所测参数的变化范围。
（4）指明测量每个参数所对应仪表及选用依据。
（5）指明在测量数据之前对实验线路、实验装置所必须的调试整定工作。
（6）设计出测量数据记录的表格，画出拟测实验波形的坐标系，对于可以算出理论数据值的必须先进行理论值的计算并填入表中。
（7）表格和波形的单位和坐标在实验进行过程中学生根据所测得的数据和波形进行填写，并作为老师实验操作步骤的给分依据之一。
（8）离网型光伏系统建模仿真实验必须从原理出发设计仿真图，每一个功能块必须细化到仿真的基本元件、部件，功能块中如果有编制的程序，程序必须给出流程图并设计编制好。
（9）按分块调试和系统联调顺序，依次调试分析仿真各模块功能，微调各参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。
5. 思考题（1）太阳能电池防止热斑现象的办法？（2）光伏发电系统中MPPT 扰动观察法有啥不足？6．实验报告按实验大纲要求完成实验报告。
1光伏电池的基本理论太阳能是一种辐射能，它必须借助一定的能量转换器才能变换成电能，这个把太阳能转换为电能的半导体能量转换器，就叫做光伏电池。
光伏电池是光伏发电系统的重要组成部分，其光电转换效率和成本对光伏发电的发展具有决定性的影响。
1.1 光伏电池的工作原理光伏电池是利用半导体材料的光生伏打效应制成的。
所谓光生伏打效应，简单的说，就是当物体受到太阳辐射时时，其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
半导体材料将光能转换为电能的效率特别高，因此光伏电池多为半导体材料制成。
半导体光伏电池的发电过程可概括为如下四个过程：（1）收集太阳光使之照射到光伏电池表面。
（2）光伏电池吸收具有一定能量的光子，激发出非平衡载流子——电子空穴对。
（3）这些电性符号相反的光生载流子在光伏电池P-N 结内建电厂的作用下，电子-空穴对被分离，在P-N 结两边产生异性电荷的积累，从而产生电动势，形成光生电压。
（4）在光伏电池P-N 结的两侧引出正负电极，并接上负载，则在外电路中即有光生电流通过，从而获得功率输出，这样光伏电池就把太阳能直接转换成了电能。
发展至今，光伏电池的种类已特别繁多，根据制作材料的不同可将光伏电池分为硅光伏电池、有机半导体光伏电池、化合物半导体光伏电池和薄膜光伏电池。
1.2 光伏电池的等效电路及数学模型为了在光伏发电系统研究设计过程中，实现光伏电池与光伏发电系统的匹配，则需要建立光伏电池的数学模型，通过数学关系，来反映光伏电池各项参数的变化规律，以更加深入了解光伏电池输出特性。
基于光伏电池的工作原理，整个光伏电池可简单的看作一个P-N 结，其输出特性呈现非线性，等效电路由光生电流及内部并联电阻和串联电阻组成，如图1-1 所示。
当光照强度一定时，可将光伏电池看作恒流源，即光生电流I ph 一定。
部分I ph 流经外部负载R 形成端电压V，V 正向偏置于P-N 结二级管，引起与光生电流方向相反的暗电流I d 。
由于电池板表面的接触电阻以及材料本身具有的电阻率等原因，流经负载的电流经过它们时，必然产生一定的损耗，因此在等效电路中加入串联电阻R s 来代表这些损耗。
对于电池边缘的漏电以及电池表面的划痕、微裂痕等处引起的金属桥漏电等问题，在等效电路中加入串联电阻R sh 来进行等效。
图1-1 光伏电池等效电路由光伏电池的等效电路可得：I I ph I d I sh（1-1）对于I d 有：I d I o exp AKT IR s1（1-2）式中，I o 为光伏电池的反向饱和漏电流；q为单个电子所含电荷量（1.6 1019C）；K 为波尔兹曼常数（1.38 1023 J K ）；A 为光伏电池的二极管理想因子（A=1～5），用来决定其与理想P-N 结半导体间的差异；T 为光伏电池的温度（以绝对温度表示）。
对于I sh 有：I sh V IRs（1-3）Rsh则光伏电池输出电流为：I I ph I0 exp q V AKT IR s1V R sh IR s（1-4）通常情况下，式1-4 中的V IR s R sh 项远远小于光伏电池输出电流，因此该项可以忽略。
由一片硅片构成的光伏电池称为单体；多个光伏电池单体组成的构件称为光伏模块；多个光伏模块构成的大型装置称为光伏阵列。
单体产生的电压和电流很小，在实际应用中，通常使用光伏阵列来得到期望的电压和电流，它体现出来的特性与光伏电池特性类似，则光伏阵列输出电流为：N I pph N I po exp q V IR s 1（1-5）IN AKT s式中，N p 和N s 分别为光伏阵列中光伏电池的并联和串联个数。
实际应用中考虑到光伏电池的光照强度和电池结温的变化，根据光伏电池的工作原理可得：I ph I sc ref, T T ref Sref（1-6）V oc V oc ref, T 298（1-7）式中，I sc ref, 为标准测试条件下（光照强度S ref 1000W m2 ，电池结温T ref 298K ，太阳辐射光谱AM=1.5）所测得的光伏阵列短路电流，即光伏阵列两端处于短路状态时测得的电流；为光伏阵列短路电流温度系数；V oc 为光伏阵列的开路电压，即光伏阵列电路将负荷断开时所测出的光伏阵列两端的电压；V oc ref, 即为标准测试条件下所测得的光伏阵列开路电压；为光伏阵列开路电压温度系数；S为光伏阵列的光照强度。
当光伏阵列处于开路状态时有I 0，V V oc ，代入式(1-5)可得：N I p phI o （1-8）exp N AKTqV s oc1当光伏电池工作在最大功率点时，根据式（1-5）可得：N AKT s ln N I p ph I m 1R s q N I p o V m（1-9）I m式中：I m 为峰值电流，即光伏阵列输出最大功率时对应的电流；V m 为峰值电压，即光伏阵列输出最大功率时对应的电压。
光伏阵列的数学模型中含有很多的未知量，实际应用中我们可以根据厂商提供的技术参数来对这些未知量进行确定。
厂商提供的技术参数主要包括光伏阵列的电性能参数、规格参数、温度系数。
1.3 光伏电池的基本特性光伏电池的基本特性包括光伏电池的输出特性、照度特性和温度特性，光伏电池的输出特性即I-V 特性是指光伏电池在某一确定的日照强度和环境温度下，输出电压与输出电流之间的关系，通常用I-V 和P-V 特性曲线来描述。
图1-2 为某光伏电池的输出特性曲线，由光伏电池的输出特性曲线可知，光伏电池的输出特性呈现非线性。
V（伏特）Vm V oc V(伏特) Vm V oc（a）I-V 特性曲线（b）P-V 特性曲线图1-2 光伏电池输出特性曲线根据光伏电池数学模型可知，光伏电池的输出特性受光照强度和环境温度的影响，不同环境温度下某光伏电池输出特性曲线如图1-3 所示，不同光照强度下某光伏电池输出特性曲线如图1-4 所示。
S=1000瓦/平方米70 S=1000瓦/平方米50 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25V（伏特）V（伏特）（a）I-V 特性曲线（b）P-V 特性曲线图1-3 不同环境温度下光伏电池输出特性曲线0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25V（伏特）V（伏特）（a）I-V 特性曲线（b）P-V 特性曲线图1-4 不同光照强度下光伏电池输出特性曲线由图1-3 可知，其它条件一定时，光伏电池周围环境温度的升高将使光伏电池的开路电压V oc 下降，短路电流I sc 轻微增加，从而导致光伏电池的输出功率下降。
光伏电池的温度特性一般用光伏电池的温度系数表示，温度系数小，说明光伏电池的输出随温度变化的越缓慢。
由图2-4 可知，其它条件一定时，光伏电池表面光照强度的增加将使光伏电池的短路电流I sc 增加，开路电压V oc 也略微增加，从而导致光伏电池输出功率增加。
2.1 光伏并网控制系统电路结构电路结构是整个系统的关键部分，它关系着系统的效率和成本。
光伏并网控制系统电路结构要求效率高、成本低，输入要能够承受光伏阵列输出直流电的电压低且波动大的不良影响，输出也要满足一定的电能质量，应根据实际的需要选择适当的主电路结构进行系统设计。
光伏并网发电系统实际上是一个有源逆变系统，按照不同的分类方向，有多种不同的电路结构。
I（安培）I（安培）I（安培）P（瓦特）光伏并网发电系统电路结构按输入直流电源的性质可以分为电流型和电压型两大类。
常见的电压型和电流型光伏并网发电系统拓扑结构分别如图 2-1(a)和 (b)所示。
电流型光伏并网发电系统，其直流侧需要串连一个大电感进行直流储能，从而使直流侧呈现高阻抗的电流源特性。