3kW离网系统设计选型9

3kw离网系统发电设计 (2)

1 离网光伏发电系统简介 (2)

2离网光伏发电系统的设计原则与方法 (3)

2.1系统的设计原则、步骤和内容 (3)

2.1.1系统设计原则 (3)

2.1.2设计步骤和内容 (4)

2.2设计相关的因素和技术条件 (4)

3太阳能光伏发电系统容量的设计与计算 (7)

3.1设计的基本思路 (7)

3.2太阳能电池组件及方阵的设计方法 (7)

3.3太阳能光伏发电系统容量的设计与计算的主要内容 (7)

3.3.1太阳能电池组件功率和方阵构成的设计与计算 (7)

3.3.1.2蓄电池的容量与蓄电池组合的设计与计算 (9)

4光伏发电系统的系统配置与设计 (10)

4.2.1光伏控制器选型 (10)

4.3逆变器的设计选型 (11)

5 3kW离网系统设计选型实例 (13)

5.1用户需求 (13)

5.2总体方案 (13)

5.2.1光伏组件的选型 (16)

㈠组件中相关系数的校正： (16)

㈡串并联数的计算： (17)

5.2.2蓄电池的选择 (17)

⑴相关系数的修正： (18)

⑵蓄电池串并联数的计算： (18)

5.2.3逆变器选型（型号TI483KNB） (19)

5.2.4光伏控制器选择 (21)

独立光伏发电系统 (22)

3kw离网系统发电设计

学习目的：通过本章学习，能设计满足客户用电量需求的光伏方阵容量和蓄电池容量。

1 离网光伏发电系统简介

离网光伏发电系统是指未与公共电网相连接的独立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。

离网光伏发电系统通常由光伏电池阵列、蓄电池组、控制器、逆变器、低压输电线路和用户负载组成。

图3-1

表3- 主要设备一览表

2离网光伏发电系统的设计原则与方法

2.1系统的设计原则、步骤和内容

2.1.1系统设计原则

系统设计原则：

(1)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；

(2)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；

(3)充分注意当地的气象及地理条件的影响，达到可靠性和经济性的最佳结合；

(4)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。

2.1.2设计步骤和内容

图3-2

2.2设计相关的因素和技术条件

在设计光伏发电系统时，应当根据负载的要求和当地太阳能资源及气象地理条件，依照能量守恒的原则，综合考虑下列各种因素和技术条件：

(1)系统用电负载的特性

在设计太阳能光伏发电系统和进行系统设备的配置、选型前，要充分了解用电负载的特性。按负载不同特性，可分类为：

a)直流负载或交流负载

直流负载:是指用电设备中使用直流的负载.,

交流负载包括如下类型：

i)电阻性负载：如白炽灯泡、电子节能灯、电熨斗、电热水器等在使用无冲击电流.

ii)电感性负载：电动机、电冰箱、水泵等，启动时有冲击电流，往往是其额定工作电流的5～8倍。

iii)电力电子类负载：日光灯、电视机、计算机等。有冲击电流，往往是其额定工作电流的5～10倍。

b)冲击性负载或无冲击性负载

i)冲击性负载：大功率电动机，在直接启动的瞬间，其电流最高可达额定电流的二十多倍；

因此，在容量设计和设备选型时，往往都要留下合理余量；

ii)无冲击性负载:直接启动的瞬间，其电流不会最高可达额定电流的二十多倍。

c)重要性负载或一般性负载

d)昼间负载或夜间负载

从全天使用时间上分可分为仅白天使用的负载(昼间负载)，仅晚上使用的负载(夜间负载)及白天晚上连续使用的负载。

对于昼间负载，多数可以由光伏电池板直接供电，不需要考虑蓄电池的配备。另外系统每天需要供电的时间有多长，要求系统能正常供电几个阴雨天等，都是需要在设计前了解的问题和数据。

例:独立运行的光伏发电系统根据负载的特点，分为( )。 ABC

A.直流系统

C.交流系统

C.交直流混合系统

D.隔离系统

E.以上都是

(2)当地的太阳能辐射资源及气象地理条件

由于太阳能光伏发电系统的发电量与太阳光的辐射强度、大气层厚度（即大气质量）、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等因素和条件有着直接的关系和影响，因此在设计太阳能光伏发电系统时，应考虑的太阳能辐射资源及气象地理条件有太阳辐射的方位角和倾斜角、峰值日照时数、全年辐射总量、连续阴雨天数及最低气温等。

a)太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角

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0°，由南向东向北为负角度，由南向西向北为正角度，如太阳在正东方时，方位角为-90°，在正西方时方位角为90°。

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。

在我国，太阳能电池方阵的方位角一般都选择正南方向，以使太阳能电池单位容量的发电量最大。

倾斜角是地平面（水平面）与太阳能电池组件之间的夹角。倾斜角为0°时表示太阳能电池组件为水平设置，倾斜角为90°时表示太阳能电池组件为垂直设置。

如果没有条件对倾斜角进行计算机优化设计，也可根据当地纬度粗略确定光伏方阵的倾斜角：

b)峰值日照时数

峰值日照时数是将当地的太阳辐射量，折算成标准测试条件（幅照度 1 000W／m2）下的时数。

例如，某地某天的日照时间是8.5h，但不可能在这8.5h中太阳的幅照度都是1000W/m2，而是从弱到强再从强到弱变化的，若测得这天累计的太阳辐射量是3600W/m2，则这天的峰值日照时数就是3.6h。

因此，在计算太阳能光伏发电系统的发电量时一般都采用平均峰值日照时数作为参考值。