50kW太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

1、    50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究    摘 要：科學(xué)技術(shù)向清潔能源轉(zhuǎn)向，是新型的可再生能源被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中。太陽(yáng)能電源作為取之不盡的新型清潔能源正逐漸推廣應(yīng)用。為提高本太陽(yáng)能的使用效率，論文針對(duì)50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)展開研究。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；50kw；太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)；蓄電池；優(yōu)化設(shè)計(jì)為了促進(jìn)人與自然的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，科技領(lǐng)域開始致力于可再生的清潔能源利用。太陽(yáng)能是源自于太陽(yáng)的天體能源，屬于是用之不竭的能源，利用太陽(yáng)能發(fā)電，不僅具有可再生性，而且還不會(huì)污染生態(tài)環(huán)境。50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)就是將

2、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)，針對(duì)其優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，有助于提高太陽(yáng)能的利用率。1 50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和容量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是太陽(yáng)能組件設(shè)備的設(shè)計(jì)，包括支架、控制測(cè)量系統(tǒng)、防雷設(shè)備以及配電設(shè)備的設(shè)計(jì)，還要考慮到逆變器以及電纜的選擇。容量系統(tǒng)設(shè)計(jì)為蓄電池以及電池組件的應(yīng)用，基于全年內(nèi)能源使用情況而設(shè)計(jì)。50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)是運(yùn)用光伏太陽(yáng)能發(fā)電，系統(tǒng)利用半導(dǎo)體界吸收面光能，光能發(fā)生光生伏特效應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋＿@個(gè)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)是對(duì)太陽(yáng)所釋放的能源的充分利用。為提高系統(tǒng)的發(fā)電供電效率，就要注重充放電控制器以優(yōu)化設(shè)計(jì)

3、，使得蓄電池能夠持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。對(duì)50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)要做到有效控制充電脈沖，才能夠延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。2 太陽(yáng)能便攜式電源的工作原理太陽(yáng)能便攜式電源是一種被研制出來(lái)的新型電源，技術(shù)原理上，是將電能儲(chǔ)存器中所儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)換為電參數(shù)，使得電源的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。（太陽(yáng)能便攜式電源的工作原理見圖1。從太陽(yáng)能便攜式電源的工作原理圖來(lái)看，打開按鍵k1后，電能儲(chǔ)存器通過(guò)轉(zhuǎn)換器的電壓輸出模塊輸出8.4伏的電壓，且電壓和經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后，成為5伏電壓，1.5安培的電流從輸出模塊中輸出；閉合按鍵k1后，電能儲(chǔ)存器所輸出的8.4伏電壓經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后，成為電參數(shù)，經(jīng)過(guò)輸出模塊轉(zhuǎn)換成22伏電壓、輸出電流

4、為5安培，擴(kuò)寬了太陽(yáng)能便攜式電源的輸出范圍。應(yīng)用領(lǐng)域中，太陽(yáng)能便攜式電源將電能的轉(zhuǎn)換范圍擴(kuò)寬，使其應(yīng)用范圍也得以擴(kuò)寬。3 蓄電池組的設(shè)計(jì)50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)使用蓄電池儲(chǔ)存能源。蓄電池通常都處于浮沖的狀態(tài)之下，電壓隨著太陽(yáng)能電池的發(fā)電量以及電量使用情況而有所變化。蓄電池要處于正常的工作狀態(tài)，要求所容納的電量要高于負(fù)載所需要的電量。目前中國(guó)的50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)普遍會(huì)選擇vrla 蓄電池，由于這種蓄電池具有免維護(hù)性且在運(yùn)行中幾乎不會(huì)釋放出環(huán)境污染物，因此而在50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)中使用。50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)所使用的蓄電池為串聯(lián)的蓄電池，以使蓄電池轉(zhuǎn)換的電能達(dá)到

5、負(fù)載所需要的標(biāo)稱工作電壓。關(guān)于所需要串聯(lián)的蓄電池個(gè)數(shù)，則是根據(jù)負(fù)載所需要的電壓來(lái)決定。蓄電池串聯(lián)的個(gè)數(shù)為負(fù)載的標(biāo)稱電壓除以每一個(gè)蓄電池的標(biāo)稱電壓，公式如下表示：串聯(lián)蓄電池?cái)?shù)=負(fù)載的標(biāo)稱電壓/每一個(gè)蓄電池的標(biāo)稱電壓串聯(lián)蓄電池?cái)?shù)確定之后，還要確定并聯(lián)單體蓄電池的數(shù)量。在具體應(yīng)用中，應(yīng)該盡量選擇串聯(lián)單體蓄電池，并聯(lián)蓄電池的數(shù)量要盡量減少，通常小于4組蓄電池為宜。4 50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)計(jì)4.1 太陽(yáng)能電池板的開路電壓檢測(cè)設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能電池板的開路電壓的檢測(cè)通過(guò)太陽(yáng)光照和溫度的變化就可以做出判斷。當(dāng)太陽(yáng)能的蓄電池處于負(fù)極斷開狀態(tài)的時(shí)候，就可以與控制器建立連接，檢測(cè)沒有建立連接的電壓?jiǎn)栴}

6、。檢測(cè)中需要將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電頻信號(hào)，選用v/f信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片就可以實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換功能。信號(hào)轉(zhuǎn)換中，所輸出的電頻信號(hào)會(huì)在光耦的作用下轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)從輸入端口輸入，控制器可以在這里對(duì)轉(zhuǎn)換進(jìn)行采集。4.2 太陽(yáng)能蓄電池的電壓檢測(cè)設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能蓄電池的額定電壓為220伏。在對(duì)電壓進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，要將電壓的額度界定在5伏以內(nèi)。在處理電壓信號(hào)的時(shí)候，電壓的采集可以通過(guò)輸入端口獲得，當(dāng)電壓信號(hào)在控制器的端口進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換的時(shí)候，就可以進(jìn)行采集工作了。4.3 太陽(yáng)能負(fù)載的短路過(guò)流檢測(cè)設(shè)計(jì) 如果負(fù)載在獲得電力的過(guò)程中出現(xiàn)了過(guò)流，就要使用控制器對(duì)電流進(jìn)行控制，主要的方法是關(guān)斷軟件或者是硬件，切斷負(fù)載電路。正常工作狀態(tài)

7、環(huán)境下，負(fù)載的負(fù)極連接蓄電池負(fù)極。隨著負(fù)載電流的提升，當(dāng)額定電流達(dá)到原有負(fù)載電流的1倍的時(shí)候，如果持續(xù)時(shí)間超過(guò)半分鐘，電壓信號(hào)就會(huì)經(jīng)過(guò)i/d端口而形成低頻信號(hào)。如果額定電流得到了原有電壓的1.21.5倍，如果持續(xù)時(shí)間超過(guò)10秒鐘，也會(huì)達(dá)到同樣的效果。發(fā)揮控制作用的設(shè)備為mos管，可以在額定電流超過(guò)規(guī)定的電壓額度的時(shí)候，就會(huì)切斷負(fù)載。如果信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中處于電壓不穩(wěn)定狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)額定電流短時(shí)間內(nèi)提升2倍之多的瞬間電流而導(dǎo)致負(fù)載短路。因此，要使用mos管快速斷開負(fù)載，以對(duì)負(fù)載實(shí)施必要的保護(hù)。5 總結(jié)綜上所述，50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮到多方面的因素，以確保系統(tǒng)所輸出的電能能夠充分滿足負(fù)載的需求。50kw太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)目前的新型系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以選用便攜式電源，可以提高發(fā)電供電效