太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南

1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)概述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由互相連接的部件組成”每個(gè)部件都有一個(gè)特定的功能。下列各項(xiàng)是關(guān)于典型光伏系統(tǒng)的部件：光伏陣列：陣列由一個(gè)或多個(gè)把陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電力的PV組件構(gòu)成，這些組件通過(guò)串行或并行或者串并結(jié)合的方式連接在一起來(lái)提供所需的電壓和電流。這個(gè)組件的陣列通常被固定在一個(gè)金屬支架上并斜向陽(yáng)光負(fù)荷控制器：雖然負(fù)荷控制器有多種其他功能可供我們?cè)谫?gòu)買(mǎi)時(shí)進(jìn)行選擇，但他們的主要功能還是維持電池在指定的負(fù)荷水平上工作，保護(hù)電池不會(huì)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。蓄電池：蓄電池包含一個(gè)或多個(gè)蓄電池組，按照電壓和電流需要采取串聯(lián)或并聯(lián)或者串并結(jié)合的聯(lián)接方式。這些電池把光伏陣列轉(zhuǎn)化的電力儲(chǔ)藏起來(lái)并在

2、需要的時(shí)候釋放。逆變器：如果你想把這些電能用在交流AC設(shè)備上，你就需要一個(gè)逆變器。逆變器的主要功能是將光伏陣列或者蓄電池提供的直流電變換成交流電。直流或交流負(fù)載：就是使用光伏陣列產(chǎn)生的電能的設(shè)備（比如燈泡或者收音機(jī)）和裝置（比如水泵和微波基站）系統(tǒng)配件：這些部分提供系統(tǒng)連接以及任何電力系統(tǒng)需求的標(biāo)準(zhǔn)安全特性，包括：陣列組合器，指定規(guī)格電纜，保險(xiǎn)絲，電閘，線路斷路器和測(cè)量?jī)x表PV系統(tǒng)設(shè)計(jì)五步驟我們已經(jīng)提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的指導(dǎo)，按部就班的引導(dǎo)你定為自己的光伏系統(tǒng)。照著這五步，你就可以知道你的需求并指定所需要的各部件1.了解你的耗電需求做一個(gè)你準(zhǔn)備使用光伏系統(tǒng)供電運(yùn)作的設(shè)備、負(fù)載的清單。找出它們每個(gè)運(yùn)行

3、時(shí)的耗電量。大部分設(shè)備背面都有一個(gè)標(biāo)明功率多少瓦特的標(biāo)簽。標(biāo)簽上還有其他信息資源如規(guī)格表，當(dāng)?shù)亟?jīng)銷(xiāo)商還有產(chǎn)品制造者。我們已經(jīng)提供了一份常用設(shè)備耗電量的圖表。你可以作為參照。有了瓦特評(píng)估后，列出負(fù)載規(guī)格工作表。負(fù)載工作規(guī)格表列出你準(zhǔn)備使用光伏系統(tǒng)供電的全部電器，分別計(jì)算直流和交流設(shè)備，把他們放在不同的地方。察看每一臺(tái)設(shè)備的功率。絕大多數(shù)設(shè)備在背面都有一個(gè)標(biāo)簽記錄著他工作的瓦特?cái)?shù)。上邊還記載著其他信息如地方經(jīng)銷(xiāo)商，產(chǎn)品制造者。逐一羅列每臺(tái)設(shè)備每日工作時(shí)數(shù)。把欄目里的前三項(xiàng)乘起來(lái)算出每日瓦特時(shí)使用量。然后乘以一周的天數(shù)算出每臺(tái)設(shè)備一周需要的瓦特時(shí)總數(shù)。直流設(shè)備瓦特?cái)?shù)X數(shù)量X每天使用時(shí)間=瓦特時(shí)/天X

4、每周天數(shù)=瓦特時(shí)/周A.-B.-C.-D.-E.-把最后一欄里邊的數(shù)目加起來(lái)就是直流設(shè)備的用電量合計(jì)1.2,得出的就是最后的總電量需求-直流-瓦時(shí)/周由于在電池蓄電和放電過(guò)程中會(huì)有損耗，我們需要把這個(gè)數(shù)字再乘以耗電量負(fù)載工作規(guī)格表交流設(shè)備瓦特?cái)?shù)X數(shù)量X每天使用時(shí)間=瓦特時(shí)/天X每周天數(shù)=瓦特時(shí)/周A.-B.-C.-D.-E.-把最后一欄里邊的數(shù)目加起來(lái)就是交流設(shè)備的用電量合at-由于在電池蓄電和放電過(guò)程中會(huì)有損耗，我們需要把這個(gè)數(shù)字再乘以1.2,得出的就是最后的總電量需求-交流-瓦時(shí)/周1 .-把交流-瓦時(shí)/周和直流-瓦時(shí)/周數(shù)目加起來(lái)就是一周總的用電量2 .-把蓄電池電壓輸進(jìn)去（一般是12或

5、24伏）伏特-3 .-把用電量除以伏特?cái)?shù)，這是你每周需要的安培-時(shí)安培時(shí)/周-4 .把安培時(shí)除以7天得到你每天平均需要的安培時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)可以用來(lái)確定你的蓄電池規(guī)格和組件陣列安培時(shí)/天5 .優(yōu)化你的用電系統(tǒng)需求要做到這點(diǎn)檢查你的用電量并盡可能多的削減你的需求是很重要的（這一點(diǎn)對(duì)任何系統(tǒng)都適用，尤其是家庭和單間房屋使用的系統(tǒng)，因?yàn)檫@可以節(jié)省一筆很可觀的成本）首先，找出功耗較大和可調(diào)的負(fù)載（比如水泵，戶(hù)外燈，-電爐，AC冰箱，洗衣機(jī)等），試試不要使用他們或者找直流設(shè)備來(lái)替代。直流設(shè)備的初始投資成本應(yīng)該高于交流設(shè)備，但使用直流設(shè)備可以避免逆變器工作中的損耗，所以典型的直流設(shè)備更經(jīng)濟(jì)也可以使用的更長(zhǎng)。用

6、日光燈代替白熾燈在任何地方都應(yīng)該被提倡，因?yàn)樗梢韵妮^少的瓦特?cái)?shù)提供相同的照明亮度。如果有的設(shè)備你不能閑置，那么考慮僅僅在日光最強(qiáng)或者夏天的時(shí)候使用它（換句話說(shuō)，有選擇性的使用）。然后根據(jù)你的優(yōu)化結(jié)果重新修訂你的負(fù)載工作表6 .確定蓄電池規(guī)格閱讀電池特性并根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)碾姵?填寫(xiě)電池規(guī)格工作表電池特性確定蓄電池規(guī)格第一步你需要確定你希望你的蓄電池可以?xún)?chǔ)存多少電量。這被稱(chēng)為-維持天數(shù)，-因?yàn)檫@個(gè)數(shù)字來(lái)源于系統(tǒng)在沒(méi)有光伏陣列電力補(bǔ)充情況下的供電天數(shù)。為了增加維持天數(shù)，你必須考慮你的使用模式和設(shè)備臨界點(diǎn)。如果你想為家里安裝一個(gè)能使用一周的系統(tǒng)，你可能需要一個(gè)很大的蓄電池，因?yàn)槟愕南到y(tǒng)將會(huì)擁有整

7、周的消耗和儲(chǔ)備電力。相反，如果你只把光伏陣列當(dāng)作一個(gè)以發(fā)電機(jī)為基礎(chǔ)系統(tǒng)的補(bǔ)充，你便可以用一個(gè)較輕較小的蓄電池，因?yàn)樵谛枰臅r(shí)候發(fā)電機(jī)可以給它充電。溫度影響電池對(duì)于超出工作范圍的溫度很敏感，溫度較高的電池可以提供更多的電量。根據(jù)電池工作規(guī)格上的表格校正溫度影響。雖然從一個(gè)高溫的電池上我們可以獲得比額定更多的電量，但高溫工作會(huì)縮短電池的壽命。盡量把電池保持在接近室溫。購(gòu)買(mǎi)控制器時(shí)請(qǐng)選擇具有溫度補(bǔ)償?shù)囊栽诟鞣N溫度下優(yōu)化使用過(guò)程并延長(zhǎng)電池使用壽命。放電程度放電尺度是指電池單獨(dú)放電時(shí)能放出額定量的比例。電池單獨(dú)放電能力依賴(lài)于它的結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)我們用輕度放電和深度放電來(lái)描述電池。輕度放電電池更輕，更便宜，

8、但壽命也比較短。因此我們不出售這種電池。深度放電電池總是被用在標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立PV系統(tǒng).上-這種電池有更厚的極板，大多數(shù)都可以每次獨(dú)立提供額定電力的80%以上。幾乎所有的深度放電電池都充滿(mǎn)了覆蓋板極的電解液。液體的水平線高度必須進(jìn)行監(jiān)控并定期加入蒸儲(chǔ)水以保證板極被完全覆蓋。我們也提供不需要再充填液體的密封鉛酸電池。還有一些像饃-鎘這樣其他種類(lèi)的深層線圈電池做一些特殊的應(yīng)用。用來(lái)確定規(guī)格的最大完全放電必須是在電池可能經(jīng)歷的最壞情形下。系統(tǒng)控制應(yīng)該被設(shè)定為比這種情況更糟則拒絕使用。電池額定能力電池的安培時(shí)能力通常都按10小時(shí)或20小時(shí)這樣的固定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)算。假如電池額定能力是100安培時(shí)，按照使用20小時(shí)的

9、標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算電池在充滿(mǎn)電時(shí)可以釋放5安培的電流20小時(shí)。如果放電電流更低，比如4.5安培，電池的能力便會(huì)達(dá)到110安培時(shí)，負(fù)載電流和電池能力的關(guān)系在制造商的宣傳單上會(huì)注明。電池壽命任何電池的壽命都難以預(yù)知。因?yàn)檫@由很多因素決定，比如充放電率，放電強(qiáng)度，回路數(shù)量還有工作極限溫度。對(duì)于一塊鉛酸電池來(lái)說(shuō)在光伏系統(tǒng)中使用十五年是很不尋常的，一般來(lái)說(shuō)能用5到8年.-維護(hù)電池定期維護(hù)。即使是密封的電池也應(yīng)該經(jīng)常檢查以確定連接緊密而且沒(méi)有過(guò)充的跡象。對(duì)于電解液電池，電解液應(yīng)保持在高于板極的一個(gè)良好高度并且電壓和單元精確重力檢驗(yàn)結(jié)果保持一致。儀表指示數(shù)的大幅變化能指示電池單元的問(wèn)題。電池單元的精確比重應(yīng)該在冬天

10、開(kāi)始前用獨(dú)特的比重計(jì)檢測(cè)。在寒冷環(huán)境中，鉛酸電池中的電解液可能結(jié)冰。零度是電池充電的臨界點(diǎn)。如果電池完全放電，電解液就變成了水，電池便可能結(jié)冰凍壞蓄電池規(guī)格計(jì)算表1 .-輸入你每日需要的安培時(shí).-（負(fù)載規(guī)格表第四行）-安培時(shí)/天2 .-輸入你所在區(qū)域預(yù)期最多連續(xù)陰天數(shù)或者你希望你的系統(tǒng)可以獨(dú)立供電的最大天數(shù)3 .-把每日需要的安培時(shí)乘以天數(shù)。這就是你的系統(tǒng)需要儲(chǔ)存的電量安培時(shí)-4 .-輸入你選擇的電池放電比例，這可以避免你的蓄電池過(guò)度放電（例如:-如果你希望放電限制在-20%,-寫(xiě)0.2.）-這個(gè)數(shù)字不應(yīng)該超過(guò)-0.8.-5 .-第三行數(shù)字除以第四行-安培時(shí)6 .-從下面數(shù)據(jù)中選出符合你的蓄電

11、池在冬天時(shí)周?chē)h(huán)境平均溫度的那項(xiàng)乘數(shù)-周?chē)h(huán)境溫度乘數(shù)80oF-26.7oC-1.0070oF-21.2oC-1.0460oF-15.6oC-1.1150oF-10.0oC-1.1940oF-4.4oC-1.3030oF-1.1oC-1.4020oF-6.7oC-1.597 .-把第五條的數(shù)據(jù)和第六條相乘.這個(gè)結(jié)果確保你的蓄電池可以克服寒冷的天氣影響-,這個(gè)數(shù)據(jù)再次修正了你蓄電池含有的總電力安培時(shí)-8 .-輸入你選擇的蓄電池的安培時(shí)-9 .-用第七項(xiàng)除以第八項(xiàng)得出你需要的電能整數(shù)（小數(shù)位進(jìn)一）.這是并聯(lián)電池的數(shù)目.10 .-用系統(tǒng)正常工作電壓-（12V,-24V或48V）除以電池電壓得到一個(gè)整

12、數(shù)（小數(shù)位進(jìn)一）,這是串聯(lián)電池的數(shù)目-11 .-把第九項(xiàng)數(shù)據(jù)和第十項(xiàng)數(shù)據(jù)相乘，得到的就是所需的總電池?cái)?shù).-4 .確定一天內(nèi)可用的日照時(shí)間一些因素會(huì)影響到組件日照量- .-你什么時(shí)候使用系統(tǒng)夏天，-冬天,-或者全年.- .-當(dāng)?shù)靥鞖獾湫蜖顩r.- .-固定支架-vs.-跟蹤系統(tǒng).- -光伏陣列的位置和角度.我們提供的以下數(shù)據(jù)表是產(chǎn)生電能所需的完全日光照射時(shí)數(shù).光伏陣列產(chǎn)生電量能力取決于光線照射組件的角度.，當(dāng)光線垂直照射組件時(shí)產(chǎn)生最大電流.逐漸偏離垂直時(shí)，越來(lái)越多的能量被反射而不再被組件吸收.依賴(lài)于你的應(yīng)用“陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)防護(hù)墊可以通過(guò)自動(dòng)調(diào)整組件的方位來(lái)增加電力輸出.圖表還反映了陽(yáng)光在春夏秋冬時(shí)候的不同.由于白天時(shí)間變短，陰云增多還有太陽(yáng)在天空的位置較低導(dǎo)致冬天產(chǎn)生電力更加困難.圖表列出了中國(guó)一些城市夏天冬天還有全年的平均日照數(shù)量.如果你主要在夏天使用系統(tǒng)，請(qǐng)參考夏天的估值，如果你是全年使用，特別是用在一個(gè)重要的設(shè)備上時(shí)，請(qǐng)參照冬天的估值.如果你在全年的大部分時(shí)間使用（比如春天，夏天，秋天）或者系統(tǒng)中的設(shè)備不是非常重要，那么請(qǐng)參考全年平均值.通過(guò)這個(gè)圖表和地圖，你應(yīng)該可以確定你所在區(qū)域可用的合理日照時(shí)間世界日光照射圖這張地圖依據(jù)冬天情況最糟月份日照峰值把世界分為六個(gè)不同區(qū)域。5 .確定你的陣列規(guī)格1 .-輸入你每天需要的電量-（負(fù)載規(guī)格表，第四項(xiàng)）安培時(shí)/天-2