光伏实验报告

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《光伏发电技术及应用》实训报告

姓名孙永宁

学号********

专业光伏发电技术及应用

指导教师陈立任超

实训时间2012.12.29——2013.01.05

电子信息工程系

2012-2013学年第一学期

天水20KW离网光伏发电系统课程设计

一、当地地理气象数据：

天水市属温带大陆性气候和亚热带气候的过渡地带，城区附近属温带半湿润气候，苏城

—立远一线以南属于北

亚热带，年平均气温为

11℃。最热月7月，平均

气温为22．8℃；最冷月1月，平均气温为-2.0℃。每年9月至11月，是天水市全年最佳旅游季节。

年平均降水量491.7毫米，自东南向西北逐渐减少。南部亚热带林区年降水量为800—900毫米，中东部山区雨量在600毫米以上，渭河北部不及500毫米。年均日照2100小时，渭北略高于关山山区和渭河谷地，日照百分率在46—50%，春、夏两季分别占全年日照的

26.6%和30.6%，冬季占22.6%。冬无严寒，夏无酷暑，春季升温快，

秋多连阴雨。气候温和，四季分明，日照充足，降水适中。极端最高气温38.2℃，极端最低气温-17.4℃。根据天水市7个气象站1951～2007年云量观测资料,分析了近年来该地阴、晴天气变化规律.结果表明,天水市的昙天日数占全年总天数的47%,阴天日数占全年的41%,晴天日数占全年的12%.昙天以夏季较多,秋季较少;阴天以春季较多,冬季较少;晴天以冬季较多,春季较少.昙天在各月分布比较均匀,阴天随月份变化为开口向下的抛物线,晴天为一开

口向上的抛物线.自20世纪50年代以来,昙天呈逐年下降之势,阴天和晴天呈逐年上升之势。

天水地处东经104°35′～106°44′、北纬34°05′～35°10′之间,平均海拔高度为1100米。

二、系统组成及基本工作原理：

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）、配置逆变器以及智能投切装置组成。

系统的基本工作原理如下：在阳光充足的时候，由太阳能电池板发出电能，通过电能控制器实现最大功率跟踪及输出直流母线电压控制功能，将太阳能电池板发出波动的直流控制成恒定直流输出，一部分能量供给蓄电池充电，另一部分一部分能量供应日常电力需求。晚上或者阴天没有阳光时，系统由蓄电池通过逆变器给电站负载供电，保证加油站的正常工作。

KM1

系统框图

三、用户负载信息

项目负载名称负载功率

（KW）

每日工

作时间

（h）

每日耗电

（KWh）

编

号

1 电热水器 2.8 0.5 1.4

2 电磁炉 1.6

3 4.8

3 日光灯0.036×6

4 0.864

4 冰箱0.1

5 12 1.8

5 电视0.1

6 0.6

6 其他家电

合

计

4.686 10.464

工作电压（V）直流侧24

交流侧220

备用天数（d）

四、太阳能电池方阵

单晶硅太阳能电池标准组件（F１０mm，３６片串），其主要技术特性如下：

* 组件工作电压Vm：17.0V *

组件工作电流Im：2.2A

* 组件峰值功率Pm：37.0W *

组件效率h ：～12%

太阳能电池组件的总功率不小于20KWp，分为15个方阵共30组，每组由18块组件串联。

每块组件均加装旁路二极管，以尽量避免热点效应；同时并采用全密封接线，以提高太阳能电池方阵的耐候性。

方阵倾角设计：37.05度

根据当地纬度粗略确定太阳能电池的倾斜角：

纬度 0°～25°时，倾斜角＝纬度；

纬度 26°～40°时，倾斜角＝纬度+ 5°～10°；

纬度 41°～55°时，倾斜角＝纬度+ 10°～15°

纬度 55°以上时，倾斜角＝纬度+ 15°～20°。

（2）倾斜面上辐射量转换为峰值日照时数

天水年辐射量为2200MJ/m2·a 年日照时数为1300h

辐射量单位：卡/cm²

换算系数：0.0116

峰值日照时数＝辐射量×0.0116=36.52h

(3）太阳能电池组件参数

选用型号为P185W-72，尺寸1580*808*40，主要参数为：输出峰值功率185Wp、峰值电压36.4V、峰值电流5.09、开路电压45.0V、短路电流5.43A。

太阳能电池由8块串联成1路，共8路，需要185Wp规格组件64块方阵总功率为：185x8x8=11840Wp。其中损耗在20%左右。

太阳能电池方阵的主要技术参数为：工作电压291.2V，开路电压360V；工作电流40.72A，短路电流43.44A；转换效率大于14%

五、蓄电池组

选用固定用干荷电铅酸蓄电池组.系统的电压定为250V。蓄电池组的存贮量按连续３天无日照考虑。由容量设计得到的蓄电池额定容量为1600Ah。为提高电站设计的冗余度，选用ＧＧＭＡ－800型蓄电池。

离网光伏电站就是独立电站系统，则需要一个存储电源的容器使用，所以需要购置光伏存储蓄电池。蓄电池容量(Ah)与负载容量（Ah）之比宜在3～6倍以上：连续阴雨天数较少地区约为3～4倍以上。连续阴雨天数较多地区约为5～6倍以上。

阴雨天连续使用7天，每天12小时。

平均日照时间4.5小时。

现已知Im=40.72A;日照时间4.5小时；

每天工作12小时，连续7天。

计算如下：直流电每天耗电量=12（时间）*40.72（工作电流）=488.64(Ah）

蓄电池总充电电流=（488.64*1.05)／(3.5*0.85)=172.461(A）

l.05为太阳能电池组件系统综合损失系数，O．85为蓄电池充电效率。