分布式家庭光伏电站全面介绍

1、家庭光伏并网系统简介
图一、江西万家屋顶项目
图二、合肥光伏下乡项目
家庭并网光伏供电系统是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能的一种小型家庭并网型发电系统，适应于城市和农村家庭供电。

在有太阳光照射时，光伏供电系统向电网发电，而在阴雨天或夜晚光伏供电系统不能满足负载需要时又从电网买电，电网进行补充供电已确保家庭的稳定供电。

而当光伏发电量过剩时，又可将多余的发电量送回电网，以确保再生能源的最大化利用；另外，当电网因故障出现停电时，又可由太阳能独立供电。

在并网光伏系统中唯一需要关心的问题就是如何选择最佳的倾角使太阳电池组件全年的发电量最大，最佳倾角的选择都是需要根据实际情况进行考虑，需要考虑太阳电池组件安装地点的限制。

2、系统构成：
家庭并网光伏供电系统主要光伏电池组件方阵、并网逆变器和配电箱（测试仪表和计算机监控等电力电子设备）等三部分组成。

光伏电池组件方阵：由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能直接转化为直流电，它是太阳能光伏系统的核心部件。

并网逆变器则将直流电转化为能直接并网的交流电，并能根据光伏电能的大小自动功率跟踪（MPPT）；
配电箱则主要是将逆变器输出的交流电接入家庭低压电网，并配有相应的计量、显示仪表以及自我保护、电网保护、负载保护。

3、发电量核算
3KW屋顶光伏电站年发电量计算
1）3kw屋顶光伏电站所需电池板面积
一块250MW的多晶电池板面积为：1.65*0.992=1.6368㎡，3KW需要
3000/250=12块电池，电池板总面积为：1.6368*12=19.65 ㎡
2）年平均太阳辐射总量计算
上海倾角等于当地纬度斜面上的太阳总辐射月平均日辐照量H
由于太阳能电池组件铺设斜度正好与当地纬度相同，所以在计算辐照量时可以直接采用表中所列数据(2月份以2 8天记)。

年平均太阳辐射总量 =Σ(月平均日辐照量×当月天数)
结算结果为：5 5 5 5.3 3 9 MJ／(m 2·a)。

3）理论发电量
=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率
=5555.339*19.65*17.5%
=19103.42MJ
理论年发电量=19103.42MJ*0.28 KWH
=5348.9 KWH
=5348.9度
理论月发电量=5348.9/12=445.75度
4）实际发电效率
太阳电池板输出的直流功率是太阳电池板的标称功率。

在现场运行的太阳电池板往往达不到标准测试条件，输出的允许偏差是5％，因此，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.9 5的影响系数。

随着光伏组件温度的升高，对于晶体硅组件，当光伏组件内部的温度达到5 0-7 5℃时，它的输出功率降为额定时的8 9％，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.8 9的影响系数。

光伏组件表面灰尘的累积，会影响辐射到电池板表面的太阳辐射强度，同样会影响太阳电池板的输出功率。

此因素会对光伏组件的输出产生7％的影响，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.9 3的影响系数。

由于太阳辐射的不均匀性，光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出，
因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和。

另外，还有光伏组件的不匹配性和板问连线损失等，这些因素影响太阳电池板输出功率的系数按0.9 5计算。

并网光伏电站考虑安装角度因素折算后的效率为0.8 8。

所以实际发电效率为：0.9 5 * 0.8 9 * 0.9 3*0.9 5 *0.8 8 =65.7％。

5）系统实际发电量
系统实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率
=5348.9 KWH*0.9 5 * 0.8 9 *0.9 3*0.9 5 * 0.8 8
=5348.9*65.7％
=3514度
系统实际月发电量=3514/12=292.8度
4、工作原理：
太阳能并网发电系统是利用太阳能电池方阵，在白天有光照时产生的直流电通过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后直接接入公共电网，产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。

在阴雨天或晚上，太阳能电池组件没有产生电能不能满足负载需求时则由电网供电。

5、系统容量的设计计算
光伏系统应用的基本形式可分为两大类：独立光伏系统和并网光伏系统。

并网光伏系统是指光伏阵列产生的电经并网逆变器（和升压变压器）输入常规电网的发电系统，它不需要蓄电池。

独立光伏系统则不与常规电网连接而能够独立自
主地向负载供电。

1、独立光伏系统通常由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池、直流/交流逆变器和用电负载等部分组成，如图1所示。

少数可以不要蓄电池，如光伏水泵。

图1 独立光伏系统的组成
光伏阵列控制器 DC/AC逆变器交流负载
蓄电池直流负载
光伏阵列产生的电能由充放电控制器控制对蓄电池充电或者直接对直流负载供电，在无日照或日照不足时蓄电池再在充放电控制器的控制下向直流负载供电，对于交流负载，则还需要逆变器将直流变换成交流。

独立光伏系统的设计就是要根据用户负载的使用要求合理配置各组成部件，使之满足负载能全年正常工作，同时尽可能降低系统成本。

为了使系统设计合理，需要了解并获取一些基本数据，包括：当地经度、纬度、海拔，系统安装地理环境，当地年均和月均太阳辐射量，最长连续阴雨或重污染天数，年均气温和最高、最低气温，最大风速，负载要求以及系统各部件的规格参数等。

2、负载的配置
负载是独立光伏系统的主要设计依据，是确定系统配置和成本的关键因素。

它通常由用户给出。

负载最重要是要考虑家庭的用电情况；另外，为了降低光伏系统的配置和成本，应合理安排负载的用电时间，较大功率的负载最好能分时分区使用。

6、晶阳家庭光伏并网系统特点
（1）安全可靠性
为保障系统可靠运行，系统设有完整的在线监控系统；系采用了多项自我保护、电网保护、负载保护等安全措施；选用性能优良、可靠性高的成熟技术产品；整体设计采用冗余技术，来保证系统的安全可靠性。

（2）先进实用性
选用的设备（包括并网逆变器、交直流配电设备、在线监控设备、离网逆变器、蓄电池等）均为国际上先进实用的技术和产品。

建成后的系统具有最为先进的最大功率点跟踪技（MPPT）、系统管理技术、系统在线监控技术，让系统的使用和维护变得更加简单。

（3）扩充性和灵活性
系统的设计全部采用了模块化设计，系统的扩容将变得简单而灵活，增加一定数量的太阳能光伏电源很容易融入整个网络，而不需对其它设备做任何的改动，也不会影响其它设备的正常使用。

这也相对减少了扩容资金投入。

（4）示范性
从项目的设计、施工、培训和售后服务都要进行周密计划，并规范化实施，取得过程管理与实施结果的全面成功，为以后同类工程的实施起示范作用。

（5）光伏电池组件外形结构可配合房屋结构进行专门设计，外形美观、实用、安装方便，整体感强，且具有良好的耐候性、防水能力和抗紫外线、冰雹；具有最大功率点跟踪控制（MPPT），实时追踪太阳能最大输出功率；逆变器采用DSP数字化控制和原装日本第五代IGBT功率模块；纯正弦波输出，自动同步并网，电流谐波含量小，对电网无污染、无冲击；具有反孤岛运行控制功能，同时具有市电掉电独立运行功能；具有完善的电量监测、显示和计量功能；具有完善的保护和报警功能。

7、产品介绍
（1）光伏组件
规格：1650*991*40*250W （2）逆变器
性能特点：
采用先进的IGBT功率模块
最大功率点跟踪（MPPT）效率＞99.9%
内置直流断路开关
先进反孤岛技术
模块设计易安装、操作及维修
高转换效率、低温升、低噪音、长寿命
多种语言液晶显示。

兼容多种通讯方式
宽范围的MPPT输入电压范围
完善的系统保护功能，高可靠性设计
技术参数：
（3）配电箱：
（4）光伏支架
图一屋顶水泥基础平面屋顶
图一屋顶水泥压载平面屋顶
平面屋顶支架系统是一款适用于平面水泥屋顶的通用型太阳能板安装系统。

特有创新的铝合金轨道、连接件和轨道连接技术使之不再需要进行现场加工，并能快速、便捷地安装太阳能板。

为适用不同的屋顶．我们专门设计了不同的支撑件．使轨道与屋顶的安装更加简单、快捷：支架系统可以平行于屋顶，也可与屋顶形成一定的角度。

产品特点：
安装便捷
组合性强
良好的兼容性
装配灵活
跨距大
质量保证
技术参数：
安装地点：平面屋顶
安装角度：根据客户需求，最大安装角度可达60°
安装高度：根据客户需求，最大安装高度可达20m
抗风能力：支架最大抗风能力为60m/s
雪荷载：1.4KN/㎡
太阳能板类型：有框或者薄膜组件
组件排列：横向或纵向
太阳能板尺寸：任意
国际标准：符合AS/NZS 1170和其他国际标准
使用寿命：25年
图三斜面屋顶
系统适用于自身坡度不够大需要增加太阳能组件安装角度的屋顶。

适用于罗马瓦、鱼鳞瓦、石板瓦等各种类型瓦片屋顶，可安装任意规格的太阳能电池板。

采用先进的模块化设计，零部件通用配合性好，安装方便，现场无需二次加工。

产品特点：
o 前、后挂件高度不同，加大了组件安装角度，提高太阳能吸收利用率
o 独特的连接设计，安装方便快速
o 安装工具简单通用
o 采用铝合金及不锈钢零部件，使用寿命25年以上。