太阳能光伏系统设计

太阳能光伏系统设计

太阳能光伏发电系统主要包括太阳能电池、接线盒、方阵汇流箱、控制器、蓄电池、逆变器、交直流配电系统等。

下边就太阳能光伏发电系统的硬件设计阐述一下我的理解。

一、太阳能电池

1.太阳能电池的分类

太阳能电池按材料可分为硅薄膜式、化合物半导体薄膜式、和有机模式，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居于主导地位。

硅太阳能电池又分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池光电转换效率最高，实验室最高光电转换效率为23%，规模生产时效率为15%，是目前最理想的太阳能电池材料，但成本价格太高。多晶硅薄膜太阳能电池相对单晶硅而言成本低廉，转换效率又高于非晶硅薄膜太阳能电池。其实验室最高光电转换效率为18%，规模生产时效率为10%，有很大的发展前景。但目前研制的多晶硅太阳能电池还不稳定，随着使用时间的增加，光电转换效率会逐渐减退。非晶硅太阳能电池由于具有较高的光电转换效率、较低的成本及重量轻等特点，有极大的潜力，但由于其内部结构的不稳定性和大量氢原子而使其具有光疲劳效应，直接影响了它的应用。

2.太阳能电池的规格

我公司生产的太阳能电池片有单晶硅和多晶硅两种类型。单晶硅太阳能电池片大小为1253125mm2，电压0.5V，功率2.5W~2.7W。多晶硅太阳能电池片大小为1563156mm2，电压也是0.5V，功率3.5W~4W。一个太阳能电池片只能产生大约0.5V电压，远低于实际应用所需要的电压。为了满足实际应用的需要，需把太阳能电池片连接成组件。

太阳能电池组件包含一定数量通过导线连接的太阳能电池，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨等的能力。在一个太阳能组件上，太阳能电池片的标准数量是36片，这意味着一个太阳能电池组件大约能产生17V的电压，正好能为一组额定电压为12V的蓄电池进行有效充电。

当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。

3.太阳能电池方阵的设计

在选择太阳能电池组件之前应先确定所需的发电系统的容量。计算太阳能光伏发电系统容量需要一些基本数据，如：所有负载功率及连续工作时间、太阳能电池组件安装的地理位置及安装地点的气象资料等。太阳能电池组件不仅要满足平均气候条件下负载的每日用电需求，还要满足光照最差季节的需要。

有了足够的数据，就可以计算太阳能电池方阵的容量了。计算太阳能电池方阵的容量有以下几种方法：

（1）对于光伏电站，一般使用下列计算步骤：

首先，确定负载功耗；

W=ΣI3H (Ah)

式中，I为负载电流；H为负载工作时间，单位h。

其次，确定太阳能电池方阵的倾角；

太阳能电池方阵倾角应与当地纬度有关，但由于太阳辐射量随季节、气候变化，各个月份接受到的太阳辐射量差别很大，因此在具体设计某一方阵的倾角时，应考虑所带负载的性质。例如：太阳能路灯的全年耗电量比较稳定，因此推荐太阳能电池方阵倾角在当地纬度的基础上再增加15°~20°，这样才能使全年辐射量最低的月份也能得到较大的太阳辐射量。

第三，计算太阳能电池方阵β倾角下的辐射量；

Rβ=S3sin(α+β)/sinα+D

式中，Rβ为β倾角太阳能电池方阵面上的太阳总辐射量；α为中午时太阳高度角，α=90°－φ±δ，φ为纬度，δ为太阳赤纬度（北半球取+号）；S为水平面太阳直接辐射量（查气象资料）；D为散射辐射量（查气象资料）。

第四，计算太阳灯电池方阵电流；

I=W/(T m3η13η2)

式中，I为太阳能电池方阵的最小输出电流；T m为平均峰值日照时数；T m=（RβmW2h/cm2）/(100mW/cm2); η1为蓄电池充电效率；η2为太阳能电池方阵表面灰尘遮散损失。

第五，确定太阳能电池方阵电压；

V=V F+V D

式中，V F为蓄电池浮充电压（25℃）；V D为线路电压损耗。

最后，确定太阳能电池方阵功率。

P=I m3V/[1-α(t max-25)]

式中，α为太阳能电池功率的温度系数，对一般的硅太阳能电池，α=0.5%；t max为太阳能电池最高工作温度。

（2）当负载每天有规律的工作时，一般使用下面方法来计算：

首先，确定安装地点的日照量；

Q′=Q3K131.163[cos│(φ-β-δ)│/cos│(φ-δ)│

式中，Q为水平面的月平均日照量（cal/cm22d）; K1为日照修正系数（一般为0.9）；

1.16为单位变换系数（cal/cm22d→mW2h/cm2）；φ为安装场所的纬度；β为太阳能电池方阵的倾斜度（相对于水平面）；δ为太阳的月平均赤纬度。

其次，确定负载的消耗功率

负载消耗功率按负载的日平均消耗功率来计算，因此必须了解所有负载每天的使用时间：

P L=[P13h1+P23h2+……+P n3h n]/24 (kW2h)（n=1、2……n）

式中，P L为负载日平均消耗功率；P n为系统内某负载的功率；h n为该负载的使用时间。

最后，可以计算太阳能电池组件的容量。

P m=2400/Q′min3P L31/K

式中，Q′min为安装面日照量Q′的年最小值(mW2h/ cm22d)；P L为负载的日平均消耗功率(W)；K为系数。

(3)粗略计算太阳能电池板容量时，可以采用下面方法：

首先计算负载24h消耗容量P

P=Wh/V

式中，V为负载额定电压。

其次选定每天日照时数T（h）

第三计算太阳能电池方阵工作电流

I P=P(1+Q)/T

式中，Q为阴雨期富余系数，Q=0.21~1.00

第四确定蓄电池浮充电压V F

铅酸蓄电池的单体浮充电压为2.2V

第五确定太阳能电池温度补偿电压V T

V T=2.1/430(T-25)V F

第六计算太阳能电池方阵工作电压V P

V P =V F+V D+V T

式中，V D =0.5~0.7

最后计算太阳能电池方阵输出功率W P

W P =I P3V P

计算出太阳能电池方阵的功率，就可以根据它来确定太阳能电池组件的串联数和并联数。

太阳能电池组件按一定的数目串联起来，就可获得所需要的工作电压，当太阳能电池组件的端电压等于合适的蓄电池浮充电压时，就能达到最佳的充电状态。

太阳能电池组件串联数N s的计算方法如下：

N s=V R/V oc=(V F+V D+V c)/V oc

式中，V R为太阳能电池方阵输出最小电压；V oc为太阳能电池组件的最佳工作电压；V F为蓄电池浮充电压；V D为二极管压降，一般取0.7V；V c为其他因数引起的压降。

太阳能电池组件并联数N P的计算方法如下：

1）将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射量Ht转换成在标准光强下的平均日辐射时数H，即

H=H t32.778/10000h

式中，2.778/10000（hm2/kJ）为将日辐射量换算为标准光强（1000W/m2）下的平均日辐射时数的系数。

2）太阳能电池组件日发电量Q P，其值

Q P=I oc3h3K op3C z

式中，I oc为太阳能电池组件最佳工作电流；h为太阳能电池日工作小时数；K op为斜面修正系数，按太阳能组件安装地纬度不同，K op取1.09~1.14；为修正系数，C z主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失，一般取0.8

3）最长两次连续阴雨天之间的最短间隔天数NW，此数据主要考虑要在此段时间内蓄电池需补充的容量B cb为

B cb=A3Q13N1

式中，A为安全系数，取1.1~1.4；Q1为日耗电量，取值为工作电流乘以日工作小时数；N1为最长连续阴雨天数。

4）太阳能电池组件并联数N P的计算方法为

N P=(B cb+N W3Q1)/(Q P3N W)

上式的表达意为并联的太阳能电池组组数，在两次连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量，不仅供负载使用，还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损的电量。

5）太阳能电池方阵的功率也可根据太阳能电池组件的串、并联数计算出来。

P=P03N s3N P

二、接线盒

太阳能光伏接线盒分晶体硅接线盒、非晶硅接线盒、幕墙接线盒、防爆接线盒等。接线盒由盒体、线缆及连接器三部分构成。

1）盒体包括盒底（含铜接线柱或塑料接线柱）、盒盖和二极管；

其中二极管是用来防止热斑效应的。在一定条件下，一支串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件，将被当作负载，消耗其他有光照的太阳能电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳能电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳能电池。有光照的太阳能电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳能电池由于热斑效应而遭受破坏，就可以在太阳能电池组件的正负极间并联一个旁路二极管。正常状态下，太阳能电池发电，二极管反接不导通；当有一块太阳能电池组件被遮蔽时，它两端的电压反向升高，达到二极管正向导通电压0.5V时，二极管导通，重新组成回路。这样有光照的太阳能电池还可以正常发电。

装配不同规格的二极管会改变接线盒的最大工作电流。常用于太阳能电池接线盒的二极管的型号有：80SQ045、10SQ045、10SQ050、12SQ045、15SQ045、20SQ045等。二极管的型号代表的意义如下所示：

表示种类和封装（肖特基R-6）

│

□□SQ□□□

││

正向额定电流最大反向电压

2）常用的线缆规格有1.5mm2、2.5mm2、4mm2、及6mm2等几种。

电缆截面积与电流之间关系必须考虑以下因系：1.电流大小 2.导线长短 3.启动电流大小4.短路电流5.同一管路内导线数量多少6.安装形式7.环境温度。

对于低电压系统，一般在正常环境温度下（标准温度25℃），导线长度40米内导线截面每平方毫米可承载4.5安培，导线长度70米内导线截面每平方毫米可承载3.5安，导线长度100米内导线截面每平方毫米可承载2.5安，导线长度150米以上导线截面每平方毫米可承载2安。

3）连接器分为MC3与MC4两种

两种连接器在性能上相差不多，只是在外形上有些差别，可根据实际需要选取。

当前市场中不同种类接线盒及其优缺点分析：

第一类：传统型

结构特点：

背部开口的壳体，壳体内设有电器端子（滑块），将太阳能电池模版电能输出端的各汇流带与对应的电器端子的各输入端（配电孔）电连接，电缆线经壳体一侧的孔伸入到壳体内与电器端子另一侧的输出端孔点连接。

优点：

夹紧式连接，操作快捷，维修方便。

缺点：

由于电器端子的存在，接线盒的体积较大、散热性差；壳体上的电缆线孔会导致产品的防水性能下降；线接触连接，导电面积小，连接不够可靠。

针对传统接线盒存在的不足，各大厂家对传统接线盒进行了改进，先后推出了一系列改进型接线盒。

1、采用散热性好的金属端子代替电器端子，锡焊连接方式增大接触面积。

2、采用夹紧与螺钉的“双保险”固定连接，增加连接的可靠性。

3、加散热片改善散热性能。

4、采取了高密度的PCB板焊接方式，减小接触电阻。

第二类：封胶密封小巧型

优点：

由于采用薄片状金属端子锡焊方式，体积小巧，且具有更好的散热性、稳定性；由于灌胶密封，具有更好的防水、防尘性能；提供更加灵活的连接方案，根据不同需要可以采用封胶和不封胶两种方式。

缺点：

一旦封胶后出现问题，维修不方便。

第三类：玻璃幕墙专用型

优点：

由于是用于小功率型光伏电池板，盒体制作的更加小巧玲珑，不会影响室内的采光和美观；也是封胶密封的设计，具有良好的导热性、稳定性和防水防尘性能。

缺点：

由于采用锡焊连接的方式，电缆导线经两侧出线孔伸入到盒体内，在狭长的盒体内焊接到金属端子上极不方便。

各种类的接线盒各有优缺点，选用时应考虑实际情况。

三、控制器

光伏控制器是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。

按电路形式不同，光伏控制器的充放电过程控制可分为旁路型、串联型、脉宽调制型、多路控制型等。

光伏控制器通常有6个标称电压等级：12V、24V、48V、110V、220V、500V

使用光伏控制器创新性的最大功率追踪技术，能保证太阳能阵列全天时、全天候的最大效率的工作。可以将光伏组件工作效率提高30%（平均可提高效率为10%-25%）。光伏控制器还包含搜索功能，它在整个太阳能板工作电压范围内每2个小时搜寻一次绝对最大功率输出点。带温度补偿的三级I-U曲线充电控制可以显著地延长蓄电池的寿命。开路电压高达95V的使用于并网系统中的较低成本的太阳能电池板可以通过光伏控制器使用于独立12V 或24V系统中，这可以极大的降低整个系统的成本。

四、汇流箱

在太阳能光伏发电系统中，接入汇流箱，既可以减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线，同时也可以避免雷击对太阳能光伏发电系统造成破坏。

汇流箱主要包含直流防雷模块、直流熔断器和断路器等。有的汇流箱还设置了工作状态指示灯、雷电计数器等，方便用户及时准确的掌握光伏电池的工作情况，并帮助收集安装地点雷电灾害的侵入情况及频率。

汇流箱一般有4路、6路、8路、12路、16路等多个等级可以选择。

五、蓄电池

为了与太阳能电池匹配，要求蓄电池工作寿命长且维护简单。能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多，目前广泛采用的有VRLA蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。

国内目前主要使用VRLA蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于要求性能可靠的太阳能光伏发电系统，特别是无人值守的工作站。普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及对环境污染较大，所以主要适用于有维护能力的或低档场合使用。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能，但由于其价格较高，仅适用于较为特殊的场合。

蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的，主要由下列因素决定：

1）蓄电池单独工作天数。在特殊气候条件下，蓄电池允许放电达到蓄电池所剩容量占正常额定容量的20%。

2）蓄电池每天放电量。对于日负载稳定且要求不高的场合，日放电周期深度可限制在系电池所剩容量占额定容量的80%。

3）蓄电池要有足够的容量，以保证不会因过充电而造成蓄电池失水。一般在选择蓄电池容量时，只要蓄电池容量大于太阳能电池组件峰值电流的25倍，则蓄

电池在充电时就不会造成失水。

4）蓄电池自放电率。随着蓄电池使用时间的增长及蓄电池温度的升高，自放电率会增加。对于新的蓄电池自放电率通常小于额定容量的5%，但对于旧的质量

不好的蓄电池，自放电率可增至额定容量10%~15%。

蓄电池的容量Bc的算法主要有下列三种：

1）B C=（P13243N1）/(K b3V)

式中，B C为蓄电池容量；P1为日平均耗电量；N1为最长连续阴雨天数；K b为安全系数；V为工作电压。

此式一般用于24h工作的负载。

2）B C=A3Q13N13T0/C C

式中，A为安全系数，取值1.1~1.4；Q1为日耗电量，为工作电流乘以日工作小时数；T0为温度修正系数，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2；C C为放电深度，一般铅酸蓄电池取0.75。

此式一般用于光伏电站的计算。

3）B C= Q13(N1+1)

式中，Q1为日耗电量；N1为最长连续阴雨天数。

此式一般用于估算。

计算出了蓄电池的容量，就可以设计蓄电池的连接方式了。

首先确定蓄电池的串联数。每个蓄电池都有它的标称电压，为了达到负载所需的标称工作电压，将蓄电池串联起来给负载供电，那么：

串联蓄电池数=负载标称电压/ 蓄电池标称电压

当计算出了所需蓄电池的单体串联数后，下一步就是要决定选择多少个单体蓄电池进行并联得到所需的蓄电池容量。这可以有多种选择，例如，如果计算出来的蓄电池容量为500Ah，那么可以选择单体500Ah的蓄电池，也可以选择两个250Ah的单体蓄电池并联，还可以选择5个100Ah的单体蓄电池并联。从理论上将，这些选择都可以满则要求，但是在实际应用当中，要尽量减少并联数目。因为一些并联的蓄电池在充、放电时可能造成蓄电池不平衡，并联的组数越多，发生蓄电池不平衡的可能性就越大。一般来讲，并联的数目不要超过4组。

六、逆变器

逆变器的选型与软件设计密切相关，在此先不做讨论。

七、配电柜

太阳能光伏系统配电柜包含直流配电柜和交流配电柜两种。直流配电柜提供直流输入输出接口，主要是将光伏组件输入的直流电源进行汇流后接入逆变器或直接供给其它直流负载（如蓄电池、充电电源等）；交流配电柜主要功能是给逆变器提供并网接口，配置输出交流断路器直接供交流负载使用，

选择配电柜时应确定直流输入输出回路数及每回路电流、电压参数，还有交流输入输出回路数及每回路电流、电压参数

太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目：北京市发电系统设计 课程：太阳能光伏发电系统设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0703 姓名：严小波 指导教师：夏扬 完成日期： 2011年3月11日

目录 1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3 1.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3 1.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4 2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11 3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13 3.1负载计算（功率1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）-----------------------------13 3.2蓄电池容量设计（电压：24V，48V）----------------------------------------13 3.3太阳能电池板容量设计，倾角设计--------------------------------------------13 3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。-----------------------------------------16 3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18

太阳能光伏设计方案

前言 太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国《可再生能源法》的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现，我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。 太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。

1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，待客户参考后再设计一套发电量更大的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传，系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。 1.2光伏发电系统的要求 因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 江阴市位于北纬31°40’34”至31°57’36”，东经119°至120°34’30”。气候为亚热带北纬湿润季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米，年平均气温15.2℃。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10℃以上，最冷为1月份，平均温度2.5℃；最热月7月份，平均温度27.6℃。

太阳能热水系统设计

1．项目设计原则 太阳能集热器设计项目应遵循以下几方面的设计原则，科学设计太阳热水系统，使其达到合理、可靠、先进。 （1）遵守国家相关法律、法规及太阳能、给排水、采暖和土建等专业的相关标准、规范。 （2）综合考虑产品、系统的技术先进性、运行可靠性、经济性、使用便利性和使用寿命等各方面因素，选择实用、经济的方案。 （3）系统设计应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区采取防冻、防结露、防过热、防雷、防雹、抗风、抗震等技术措施。（4）安装在建筑上或直接构成建筑围护结构的太阳能集热器，应有防止热水渗漏的安全保障措施；应设置防止太阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护设施；集热器不应跨越建筑变形缝设置。 （5）太阳能热水系统的给水应对超过有关标准的原水做水质软化处理。 （6）安装在建筑上的太阳能热水系统不得影响该部位的建筑功能，并应与建筑协调一致，保持建筑统一和谐的外观；应避免集热器的反射光对附近建筑物引起的光污染。 （7）太阳能热水系统的管线应有组织布置，做到安全、隐蔽、易于检修；为减少热损及循环阻力，循环管路尤其热水循环管路应尽量短而少弯；为了达到流量平衡和减少管路热损，绕行的管路应是冷水管或低温水管；管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。 （8）太阳能热水系统的结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或其他连接件；轻质填充墙不应作为太阳能热水系统的支承结构。储水箱和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足建筑物上其所处部位的承载要求，必要时应请建筑结构专业人员复核建筑载荷。 2．项目设计要求 鉴于该项目为连云港地区太阳能工程项目，并采用电辅助能源热水系统用于日常生活使用的特点，我认为，该项目设计要求有以下几点： （1）根据图纸的要求，在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能热水系统，太阳能集热系统布置方式、色彩等应尽可能做到与建筑相协调。 （2）系统采用楼面太阳能集中集热方式，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以电辅助加热为辅。要求24小时热水供应，打开龙头既有热水。 （3）系统应备有超压保护、低温保护、过热保护等功能。 （4）系统应保证全天供应热水，并考虑在高峰用水情况下，确保热水供应问题，循环供水方式打开淋浴头进出热水。

太阳能热水器控制系统设计

西安航空职业技术学院 毕业设计（论文） 论文题目：太阳能热水器控制器设计 所属学院：电子工程学院 指导老师：杨思俊职称：讲师 学生姓名：王游班级、学号: 15205109 专业：太阳能光热技术与应用 西安航空职业技术学院制 年月日 西安航空职业技术学院

毕业设计（论文）任务书 题目：太阳能热水器控制器设计 任务与要求： 时间： 2017 年 11 月20 日至 2018 年 1 月 20 日共 8 周所属学院：电子工程学院 学生姓名：王游学号：15205109 专业：太阳能光热技术与应用 指导单位或教研室： 指导教师：杨思俊职称：讲师 西安航空职业技术学院制 年月日 毕业设计(论文)进度计划表

本表作评定学生平时成绩的依据之一。

太阳能热水器控制系统设计 【摘要】 现在城市居民绝大部分都使用太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用，太阳能热水器在技术上比较成熟，造价比较低廉，同时由于给人民提供绝对安全的热水而受到人们的欢迎，且具有节能、环保、安全、便利、长久等优点，所以它的应用也会越来越广，因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统越来越重要。 该设计以单片机SST89E516RD为核心，结合单线数字温度传感器DS18B20、LCD1602液晶屏与蜂鸣器，设计一种数字化、智能化的太阳能热水器控制系统。该系统由主控芯片模块、DS18B20温度检测模块、LCD1602温度和水位显示模块、自动加水模块和水温超标警报模块组成。给出了各个模块的结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图和部分源程序，并结合理论设计进行仿真模拟测试。我们都知道，目前市面上大多数太阳能热水器都没有加水只能中断装置，并且只能在晴天使用，而阴天则无法加热。此系统将水温水位检测模块、水温水位显示模块与报警模块结合，LCD1602屏幕上会显示水位和温度，并且在水位低于设置值时可人控开启加水开关开始加水，LCD1602上显示水位变化情况，当水位到达标准水位时自动中断；当通电对水加热时，LCD1602屏幕上动态显示温度；当温度到达设定的标准温度时，触发警报系统，提示人关闭加热装置。此系统解除了太阳能热水器加水时无人守候造成水资源浪费和只能在晴天使用的问题，解决了人们常遇到的实际问题。该系统与传统的机械式控制系统相比较，具有结构简单，抗干扰能力强，使用方便等特点。 关键词：单片机SST89E516RD；温度传感器DS18B20； LCD1602液晶；警报

太阳能光伏发电系统_毕业论文

毕 业 论 文 题目太阳能光伏发电系统 学院 __________江西太阳能科技职业学院___ 专业 _________光伏发电技术及应用___ __

摘要 本系统采用C8051F020为控制核心，实现了模拟太阳能光伏发电系统的功能。该系统主要通过太阳能储蓄电能，通过正弦波脉宽调制技术（SPWM）控制全桥逆变将直流电变为交流电，再经过变压器将电压变为所需的电压。该系统具有最大功率追踪（MPPT），输出电压与给定参考电压频率、相位同步，欠压、过流保护，欠压保护的自动恢复等功能，且具有LCD屏幕显示功能。 关键词：C8051F020 SPWM MPPT 欠压过流保护 Abstract This system uses C8051F020 simulation of solar photovoltaic power generation system to control the core functions. The system is mainly electricity through the solar savings by sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control full-bridge inverter direct current into alternating current, and then through the transformer voltage into the required voltage. The system has the maximum power point tracking (MPPT), output voltage with a given reference voltage frequency and phase synchronization, undervoltage, overcurrent protection, undervoltage protection, automatic recovery, and the LCD screen display Keywords：C8051F020 SPWM MPPT Under-voltage over-current protection

太阳能热利用系统 课程设计..

淮海工学院 课程设计报告书 题目：《太阳能热利用系统》课程设计 项目12 学院：理学院 专业：光信息科学与技术 班级：光能101 姓名： X X 学号： 2013年12 月16 日

目录 一、设计资料提供与使用要求 (3) 二、依据标准 (3) 三、我市太阳能资源情况 (3) 四、太阳能系统设计方案 (4) 4.1、系统日耗热量、热水量计算 (4) 4.2、设计小时耗热量、热水量计算 (4) 4.3、太阳能热水系统集热面积的确定 (5) 4.4、太阳能集热器的安装方位和倾角 (5) 4.5、管材和附件 (6) 4.5.1、管材 (6) 4.5.2、附件 (6) 4.5.3 水泵选型 (7) 4.6、保温层厚度计算 (7) 4.7、集热器的连接 (8) 4.8、水箱的设计 (8) 4.9、辅助热源设计 (8) 五、系统运行控制及运行原理 (10) 5.1、运行控制 (10) 5.2、运行原理说明 (10) 5.3、工程保温水箱 (10) 5.4、太阳能热水工程智能控制系统 (11) 六、固件清单 (12)

设计说明 一、设计资料提供与使用要求： 根据图纸的要求，尽量在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能安装数量，要与整体工程验收标准相匹配，采用楼面太阳能集中集热，分户储能，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以分户电辅助加热为辅，太阳能外观颜色要与建筑外观颜色保持一致。 二、依据标准 系统严格安照以下国家标准进行设计 1、GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》 2、GB47272-92《设备及管道保温技术通则》 3、GB/T20095-2006《太阳能热水系统性能评价规范》 4、GB/T4271-2007 《太阳能集热器性能实验方法》 5、GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》 6、0017-2003《钢结构设计规范》 7、B5009-2001《建筑结构载荷规范》 8、B50207-2002《屋面工程质量验收规范》 9、50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》 10、50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 11、50303-2002《建筑电气安装工程施工质量验收规范》 12、50300《建筑工程施工质量验收统一标准》 三、我市太阳能资源情况 太阳能资源情况:江苏省连云港市处于暖温带南部，属于太阳能资源较丰富区，年日照时数在2500小时左右；水平面上太阳能辐照量为4200—5400MJ/㎡.a，年平均温度14.3℃。1月平均温度-0.4℃，极端低温-19.5℃：7月平均温度26.5℃，极端高温39.9℃。历年平均降水量920多毫米，常年无霜期为220天，主导风向为东南风。气象资料显示：连云港四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，每年大约紧有20-30天处于阳光不足状况状态。

太阳能发电系统的设计分析

太阳能发电系统的设计分析 发表时间：2018-06-04T16:55:59.477Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：林刚张少利[导读] 摘要：在太阳能的有效利用中，太阳能发电是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。 江苏四季沐歌有限公司江苏省连云港市 222000 摘要：在太阳能的有效利用中，太阳能发电是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。太阳能发电系统采用太阳能电池阵列、太阳能控制器、蓄电池（组）、DC/AC 逆变器（并网/不并网）、低压输配电网及交、直流负载等部分组成。下面就谈谈自己对太阳能发电系统的设计的看法。 关键词：太阳能；发电系统；设计太阳能电池发电是基于“光生伏打效应”的原理，利用充电效应把太阳辐射直接转化为电能。太阳能具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，是其他能源无法比拟的。总之，太阳能发电的过程没有机械转动部件也燃料消耗，不排放包括温室气体在内的任何有害物质，无噪音、无环境污染，太阳能资源分布广泛没有地域限制。维修保养简单，维护费用低，运行可靠性、稳定性好。无需架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短。 1太阳能的特点 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能是一种普遍存在的能源，并且无需采集、运输就可以直接开发利用；其次，太阳能作为一种清洁能源，对环境不会造成任何损害，在环保意识逐步提高的今天，值得推广应用；有数据显示，4年地球接受到的太阳能相当于130万亿吨煤产生的能量，应用潜力巨大；此外，太阳能量可持续时间如果用地球的寿命来换算，儿乎是取之不尽用之不竭的。然而，与此同时，太阳能的利用目前还存在一些问题，比如太阳能虽然普遍存在，但是也存在严重的不稳定性，同时总量虽大但是能流密度却相对较低，并且人类对于太阳能的利用率还处于较低的水平，同时应用成本也较高。 2太阳能发电系统 太阳能发电系统分为独立发电系统与并网发电系统：独立发电系统也叫离网发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，目前还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是目前并网发电的主流。 太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组是太阳能发电系统的主要组成部分，此外逆变器也是常见的辅助设备，用于输出合适交流电太阳能电池板的主要功能是转换太阳的辐射能为电能，送往电池组中进行存储，并推动负载作用，是太阳能发电系统中最核心、最有价值的组成部分，它的质量也直接决定了整个太阳能发电系统的质量。太阳能控制器负责对整个太阳能发电系统进行监控，并对蓄电池组起到一个保护的作用，此外，部分控制器可能还兼具有光控和时控功能。值得注意的是，一个合格的控制器在温差较大的地方，还应该配备温差补偿功能。太阳能蓄电池组的功能，就是将太阳能发电系统产生的电能储存起来以备用，铅酸电池、镍氢电池、镍锅电池或铿电池是最常见的蓄电池种类，除铅酸电池外，主要用于小微型的太阳能发电系统中。我们知道，太阳能直接输出的电能为12VDC，24VDC，48VDC，而我们日常使用的电能则为220VAC，110VAC，囚此逆变器的主要作用就是为我们提供合适的电能。 3太阳能发电系统的效率在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。 4太阳能发电系统的运行 4.1并网全自动运行方式 设计的太阳能发电系统产生的电能将直接分配到需要太阳能供电的用电负载上，包括楼道间照明以及地下停车场照明，不足的电力将由连接的电网进行补充调节。具体工作起来，就是太阳能发电系统在旱晚分别对太阳能电池板阵列的电压进行监测：旱上达到设定值即执行并网发电，并将产生的直流电经由逆变器转换为可供使用的交流电；晚上低于设定值时，并网发电系统将自动停止运行。 4.2并联运行方式 太阳能发电系统并联运行方式与并网全自动运行方式在电能利用和调节方式上基本一致，是一个相对独立的发电系统。该方式的配电方式与柴油发电机的配电方式基本相同，即增加一路交流市电供电，将经逆变器转换的交流电和市电组成A'1'SE双电源自动切换，这是一种简单、灵活、独立的发电系统，A'1'SE双电源自动切换系统会在太阳能供电中断，或者供电不足的时候自动切换到市电供电，供电的可靠性也随之提高然而，并联运行方式也有一定缺点，那就是A'1'SE双电源自动切换的过程中，将会中断一段时间的供电，这将不利于一些用电设备的正常运行，甚至可能会造成一定的损坏。同时，考虑到太阳能发电的不稳定性，并联运行方式的用电量也很难达到平衡。不过，由于并联运行方式可以尽量更多的发挥太阳能的发电量，从而部分节约备用的蓄电池，进而节约投资。 5太阳能光伏发电需要考虑的因素 5.1地理位置及气象条件 利用太阳能光伏发电必须要综合考虑各种因素，包括地点、纬度、经度、海拔等，太阳能每月的总辐射量。直接辐射量，年平均气温，最长连续阴雨天数，最大风速降雪及冰雹等特殊气象情况。 5.2最大负载及用电特性

太阳能发电系统毕业设计

太阳能发电系统设计 1引言 从“蒸汽机”到“电动机”的一系列动力技术发明，人们逐渐认识到，能 源技术的革新带动人类社会日益进步，对社会发展起着巨大的推动作用。但至今所采用的化石燃料能源带给人类文明与进步的同时，却因能源需求消耗的大幅提高以及随之而来的环境污染，形成了巨大的能源缺口，同时给环境造成巨大灾难。目前，油气资源的供不应求已成为我国经济发展的瓶颈，电力供应不容乐观，天然气用量迅速增长…… 最新的资料表明太阳光的充分利用，是最清洁，环保，取之不尽的可再生能源。 太阳能的利用 我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.431012tce，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。 目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光伏。光伏是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电在太阳能利用上是主流，前景好。 太阳能原理 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏特性。 在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P(N)型硅对外部来 说是电中性的。若将P(N)型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出 变化。但内部通过光的能量，电子从化学键中被释放，由此产生电子－空 穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴 “复合”。 1 / 20

当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里 会形 成一个特殊的薄 层，界面的 P 型一侧 带负电，N 型一侧带正电 。这是由于 P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电 子会扩 散到 P 区，P 区的空穴会扩散到 N 区，一旦扩散就形成了一 个由 N 指向 P 的 “内 电场”， 从而阻止扩散 进行。达到 平衡后，就形 成了这样一 个特殊的 薄层形成电势差，这就是 P －N 结。 至 今为 止，大多 数太阳能 电池厂家都是 通过扩散工艺， 在 P 型硅片 上形成 N 型区 ，在两个 区交界就 形成了一个 P －N 结（即 N+ ／P ）。太 阳能电池的基本结构就是一个大面积平面 P －N 结） 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的 光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发，以 致产生 电子－空 穴对。界面层附近的电子和空穴在复合 晶片受光过程中，空穴(电子)往 P(N)区移 之 前，将 通过空 间电荷 的电 场作用 被 相互分离。电子 向带正 电的 N 区 和空 穴向带负电的 P 区运动。通过界 面层 晶片受光后，空穴(电子)从 P(N)区正(负)电极流出 产生 一个向外 的可测试的电 压。通过光 照在界面层 产生的电 子－ 空穴对越 多， 电流越大 。界面层吸收 的光能越多 ，界面层即 电池面积 越大，在太 阳 能电池中形成的 电流也 越大。 此即为光生伏特效应。 光伏系统 光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设 备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系 统、并网系统和混合系统。 白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一 定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输 入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电 能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入 电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电， 2 / 20 的电荷分离，将在 P 区和 N 区之间

太阳能离网系统设计公式

一：蓄电池容量BC: BC=A*QL*NL*TO/CC(AH) A:安全系数在1.1-1.4 之间 QL负载日平均耗电量，日工作小时乘工作电流 NL:最长连续阴雨天数 TO温度修正系数，0度上为1 , -10上为1.1 , -10下为1.2 CC放电深度。铅酸电池0.75，碱性镣镉电池0.85 二：标准光下的平均日辐射数H H=Ht*2.778/10000h 三：太阳能电池组日发电量Qp Qp=Ioc*H*Kop*Cz(AH) Ioc :太阳能电池最佳工作电流 KOP斜面修正系数 CZ为修正系数，主要为组合，衰减，充电等衰减，一般取0.8 四：太阳能电池串联数Ns： NS=UR/UOC = UF+UD+UC/UOC UR太阳能电池方阵输出最小电压 UOC太阳能电池组件最佳电压 UF:蓄电池浮冲电压 UD二极管压降一般0.7 UC其他压降 五：阴雨大补充蓄电池容量Bcb Bcb=A*QL*NL(AH) 六：太阳能电池并联数NP NP= (Bcb+Nw+QL /( Qp* Nw) Nw 2个连续阴雨天之间的最短天数。 七：太阳能电池方阵功率P: P=Po*NS*NP(W) Po为太阳能电池组件的额定功率 路灯计算简易公式： 太阳能电池组功率=负载功率*用电时间/当地日平均峰值日照时数*损耗系数1.8 蓄电池容量=负载功率*用电时间/系统电压*连续阴雨天数*系统安全系数

地球围绕太阳运行，相对而言，太阳也好像围绕着地球运行。假想有个很大很大的天球包住地球，地球的赤道投影在天球上成为天赤道，经纬线投影成为赤经、赤纬，而太阳在天球上运行的圆形轨迹便是黄道。你所问的「太阳与天球赤道的角度」，便是太阳的赤纬值。 黄道是个圆形，若将它分成360度来表示太阳的位置，这个数值便称为黄经。只要把黄道座标转换成赤道 座标，就能找到太阳的赤纬值了。 由于地球运行速度并非固定，加上岁差及章动等的影响，黄经的计算方法十分复杂，这里只介绍一个简化 了的方法(误差不大于2。)，要更精确的方法便要参考天文计算的专门书籍了。 假设太阳在黄道上作均速运动。在春分那一天，太阳的黄经为0°,因此，太阳某一天的黄经L=(D-80) + 365 X 360°若L< 0 则加上360° D是当年过了的日数，例如在2月1日，D=32;在3月21日，D= 80 太阳赤纬=sin-1(sin e x sin L) =23.4393°为黄道面与赤道面的交角(这个角度会作长周期变化，这里给出的是近似值) ￡ 例子：求6月2日的太阳赤纬。 D=153 L=(153-80) + 365 X 360° =72° 太阳赤纬=sin-1(sin 23.4393 ° x sin 72 ° ) = 22.23 ° 翻查天文年历，当天的太阳赤纬为22.14 ° 太阳中天高度角度=90° -当地地理纬度+当时太阳赤纬

太阳能光伏发电系统设计思路

太阳能光伏发电设计思路

摘要：简要介绍太阳能光伏发电系统设计思路和组成光伏系统器件选型方法，分析和研究太阳能光伏发电的热点和核心技术。 前言：当今世界，能源是促进经济发达与社会进步的原动力。目前所使用之主要能源为化石能源，然而其蕴藏量有限，且在开发过程造成空气污染、环境破坏，积极开发低污染及低危险性的新能源乃为迫切需要。 太阳能发电是指太阳能光伏发电，光伏发电是利用半导光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。太能是一种非常理想的干净、安全且随处可得的清洁能源，因此各国均不断地研发各种相关技术，藉以提高系统发电效率并降低发电成本，推广普及使用太阳能。

第一部分 太阳能电池发电系统原理 太阳能电池发电系统（又称光伏发电系统），从大类上分为 独立（离网）和并网光伏发电系统两大类。 目前应用比较广泛的光伏发电系统，主要是在偏远地区可以 作为独立的电源使用，也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统，在城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展，光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合，属于分布式发电的一种。它能够减少电网用电，大大减轻公共电网的压力，就近向电网输送电力。 1.1独立的电源使用（光伏离网发电系统） 太阳能光伏组件组成太阳电池方阵，在充足情况下，一方面给负载供电（直流负载，若交流负载需要逆变器），另一方面给蓄电池组充电，晚上依靠蓄电池组放电供负载使用（如下图示意）。 图1-1直流负载光伏发电示意图 在方阵工作时，阻塞二极管防止向电池方阵反充电，止逆二极管两端有一定的电压降，对硅二极管通常为0.60.8V ；肖特基或锗 太阳电池方阵 控制器 负载 阻塞二极管 蓄电池

太阳能发电原理及应用论文

太阳能发电原理及应用 指导老师： 关键词：半导体，蓄电池，光伏充电控制器 摘要：本文介绍了由本人所构想的一种新型干电池，由目前比较成熟的太阳能发电系统所得到灵感经过一定的理论分析和创造所发明的一种新型干电池。主要由太阳能半导体，蓄电池，光伏充电控制器构成。太阳能半导体产生“光生电流”，“光生电流”储存在蓄电池内，需要时通过电路释放出来，而光伏充电控制器则连接在半导体与蓄电池之间可以控制太阳能电池的输出电压, 可以保护电池不被过充, 同时, 也晚上太阳能电池不发电时, 防止蓄电池的电倒流。 正文 引言 我国是电池生产和消费大国，去年电池的产量和消费高达140亿只，占世界总量的1/3。平均每人每年3.5枚。但我国目前的废旧电池的回收情况却令人非常担忧。据有关部门统计，北京市每年消耗2亿只电池，共计6000吨，1999年回收了60吨，回收率仅为1％，2005年的回收率也只有5％，回收量实在是微乎其微。上海市每年小号电池约4.5亿节，但每年回收量约50吨，不足每年耗量的1％，最近，来自上海市环保部门的一份报告显示，含铅最多的铅蓄电池回收率也比较低，150万只报废电瓶四处抛散。所以我就想到了太阳能干电池，太阳能干电池所耗太阳能无限可再生和零排放能源，对当地环境没有影响，可重复使用对于偏于地区手电筒照明，个类儿童玩具，各类家用遥控器。 一方案设计 发电原理：硅原子的外层电子壳层中有4个电子。在太阳辐照时，会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，并同时在原来位置留出一个空穴。电子带负电；空穴带正电。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中搀入能够俘获电子的3价杂质，如：硼，鋁，镓或铟等，就成了空穴型半导体，简称p型半导体。如果在硅晶体中搀入能够释放电子的磷，砷，或锑等5价杂质，就成了电子型半导体，简称n型半导体。 p-n结内建电场：

太阳能热水器集中供热系统设计实例

太阳能热水器集中供热系统设计实例 作者：陈伟日期：2002-4-18 0 前言目前我国大力提倡环境保护和能源节约,使得太阳能技术得到长足的发展。家用太阳能热水器走进了千家万户。据资料显示:太阳能热水器具有节约常规能源、不会造成环境污染、使用方便、经济效益明显等优点。浙江省年平均日照量在2000h以上,太阳能的利用具有很大的潜力。但是太阳能热水系统尚未纳入建筑给排水设计,造成住户在购买商品房后各自安装太阳能热水器,因没有统一的规划,使得布置上零零落落;且现在新建住宅取消屋顶生活水箱,采用变频泵供水,住户只好用塑料管沿外墙把冷水接至太阳能热水器,再沿外墙把热水引下,在外墙凿洞进入室内。由于所采用的塑料管颜色不一、管径各异,未采取可靠的固定措施,一遇大风随风摆动,极易造成事故;且水管如蜘蛛网般布在外墙面,墙面上千疮百孔,遇漏水,墙上水渍斑斑,严重影响市容市貌。针对上述情况,笔者考虑在住宅给排水设计时应把太阳能热水系统作为设计内容之一,以避免上述情况的出现。本文是太阳能热水器集中供热系统在住宅小区的设计应用情况,不足处敬请同行指正。 1 工程概况该住宅小区位于浙江省衡州市城东,分四期开发。前三期未考虑太阳能热水系统,住房出售后住户反映强烈,因安装热水器而引起的邻里纠纷不断。四期建筑面积4.2万m2,都为6层带跃层住宅一梯两户,为坡屋顶。供水方式为小区消防生活水池-变频泵-用户,取消屋顶生活水箱。水池集中设置在小区绿化带内。结合前三期的经验,改变以往先建设后配套造成的重复施工、重复破坏,并相互抢占屋面、安装混乱的不合理做法。决定四期工程太阳能热水系统与主体同步设计、施工,并同步交付使用。设计中优化太阳能屋面热水器设置及循环水系统,有效利用屋面空间、科学选择热水器朝向、合理配管、充分发挥设备功效。 2 太阳能热水器的选型浙江省市场上太阳能热水器品牌繁多,所以选型是整个设计的关键。设计人员协同开发商本着如下原则选型:①生产厂家应具有多年的生产经验、技术力量雄厚,有完善的售后服务体制。②太阳能热水器贮水箱耐腐蚀、无毒、保温性能好、外形美观。③要求产品热效高、强度大、质地轻、设备运行可靠、故障少。④价格合理,以减少

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项目设计方案

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项 目设计方案 1.1概述 传统的化石能源资源日益枯竭，严重的环境污染制约了世界经济的可持续发展。能 源的需求有增无减，能源资源已成为重要的战略物资，化石能源储量的有限性是发展可 再生能源的主要因素之一。根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能 源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可采年限仅有 41年，其年占世界能源总消 耗量的40.5%,国内剩余可开采年限为15年；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世 界能源总消耗量的24.1%，国内剩余可开采年限30年；煤炭剩余可采年限230年，其 年占世界能源总消耗量的25.2%，国内剩余可开采年限81年；铀剩余可采年限71年, 其年占世界能源总消耗量的 7.6%，国内剩余可开采年限为50年。 太阳能利用和光伏发电是最有发展前景的可再生能源，因此，世界各国都把太阳能 光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向，制定了相应的导向政策。在光伏发 电的历史上，最早规模化推广的是日本，而后是德国，再发展到现在大力推广的包括美 国、西班牙、意大利、挪威、澳大利亚、韩国、印度等超过 40个国家与地区，如日本 “新阳光计划”、欧盟“可再生能源白皮书”，以及美国国家光伏发展计划、百万太阳能 屋顶计划、光伏先锋计划等的相继推出，成为近年来推动太阳能光伏发电产业的主要动 力。根据欧盟的预测：到2030年太阳能发电将占总能耗10%以上，到2050年太阳能发 电将占总能耗20% 1.2光伏照明系统的结构 光伏照明系统主要由五大部分组成，即太阳能电池、蓄电池、控制器、照明电路、 负载，如下图1-1所示。 在系统中，控制器是整个系统的核心。它控制蓄电池的充电及蓄电池对负载的供电, 对蓄电池性能、使用寿命有非常大的影响。目前，光伏系统主要由于控制器控制蓄电池 充电方式不合理，降低了蓄电池寿命而导致整个系统可靠性不高，因此，在控制器的设 计中采用什么样的充电 图1- 1光伏系统组成框图

太阳能发电技术论文

太阳能发电技术论文 摘要：太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。 关键词：太阳能能源光伏发电技术 正文： 很荣幸能在这学期选修《太阳能发电技术》这门课程，这门课，我以前从没接触过，甚至根本不知道这是一门什么样的课，只是日常生活中对太阳能发电技术有些许的了解。带着对太阳能发电技术的好奇，在这学期的公共选修课里，我选择了这门课程。虽然只有短短的四周的学习时间，但感觉非常充实，对太阳能发电技术有了比较系统的了解，同时贾老师深入浅出的讲解以及对太阳能发电技术独到的见解和大量的视频教学也给我留下了深刻的印象。 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。 我国的太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。 就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。 太阳能发电光伏技术即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。 太阳能光伏发电系统原理：

太阳能发电系统参考设计

目录 n第一部分：光伏系统设计基础知识介绍 1、几个较重要的光伏能源术语 2、几个重要的性能曲线n第二部分：光伏系统 分类及其原理介绍n第三部分：光伏系统设计 总体说明（设计考虑 及设计影响因素分析） 1、设计依据 2、设计原则 3、设计说明

n第四部分：PV辅助设计软件介绍 n第五部分：光伏系统设计（电气和结构） n第六部分：光伏系统设计时的一些经验考虑因素

光伏能源术语 n光伏Photovoltaic(s) (PV) n交流电Alternating Current (AC) 主要国家 国名电压（V）频率（H z） 中国2050 美国12060 德国2050 日本1050 喀麦隆2050 n一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。（方波、修正弦波）

n直流电Direct Current (DC) 是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定。n并网系统Grid-Connected S y ste m n离网系统Off -Grid photovoltaic po w er system S y ste m 独立光伏系统Stand-alone ph oto v ol taic power sy ste m

n千瓦Kilowatt (kW) n千瓦时Kilowatt-Hour (kWh) n峰瓦w att-p eak（Wp） n峰值日照时间Peak Sun Hours (kWh/m2/da y)

n光伏组件Photovoltaic (PV) Module /Photovoltaic (PV) Panel n标准测试条件STC - (Standard Test Conditions) 1 kW/m2, AM 1.5, and 25 °C，0 m/s wind speed cell or module junction temperature n电池的额定工作温度（平均结温）（NOTC）normal operating cell temperature is the cell temperature when irradiance is 800 W/m2 , ambient temperature is 20°C and wind speed is 1 m/s at a module tilt‐angle 45o.。

太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文

太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文 利用太阳能的热电偶正向串联发电技术研究 [摘要] 根据热电偶传感器的测温原理逆向思维,与光电传感器串联制成光伏阵列类似,将热电偶串联产生的热电势转换为电能。测量端利用太阳能加热,参考端靠水冷却,初步研究热电势与热电偶材料 的直径、长度、补偿导线之间的关系,由此制造出的绿色发电机无污染,成本低,其结果论证了本方法的实用性与可行性。 [关键词] E型热电偶热电势补偿导线绿色发电机 一、引言 目前,能源告急,如何用绿色能源生产电能对我国可持续发展具 有很重要的现实意义,太阳能电池利用光电传感器中产生的电动势, 将其串并联得到太阳能电池阵列发电,类似地,我们利用热电偶传感 器中产生的热电动势,并将热电偶串联得到发电组件,其测量端采用 太阳能集中加热,参考端自然冷却,将来做成一种新型绿色发电机,成本有望比太阳能电池更低。本论文从此观点出发利用试验对太阳能热偶发电技术进行初步研究,通过对试验数据结果分析总结出一些规律,这对我们进一步研究新能源开发与利用十分有利。 二、热电偶的测温原理与串联 1.热电偶的测温原理 热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电动势,又称

塞贝克效应。本论文中逆向思维,不是用于测温而是利用产生的热电动势发电,具有创新性。 2.热电偶的串联 热电偶的基本定律有中间导体定律、参考电极定律、中间温度定律。在试验前,我们根据中间温度定律、参考分度表可以对产生的热电动势进行估算。根据中间导体定律可知,加设补偿导线既不会降低热电动势,又可以节约成本,这对于实际生产具有十分重要的意义。 热电偶可串联使用,如下图2所示。但只能是同一分度号的热电偶,且参考端应在同一温度下。当热电偶正向串联,可获得较高的热电动势,其总热电动势的输出等于各热电动势输出之和,如式3,这正符合我们利用热电偶串联达到发电的目的。 三、试验过程 1.试验器材的选用 目前,我国工业上采用的4种标准化热电偶有4种分别是:镍铬-考铜(E型)、镍铬-镍铝(K型)、铂铑30-铂铑6(B型)、铂铑10-铂(S 型)。其特性曲线如图3所示,由图可知,我们选用E型最合理,这种热电偶在同等的温度差条件下产生的热电动势最大。 本次试验所选用主要材料及仪器清单如下表1所示: 2.试验数据

太阳能集热系统设计经典资料

第四章太阳能集热系统设计 4.1 概述 太阳能集热系统主要包括太阳能集热器、储水箱及相应的阀门和控制系统，强制循环系统还包括循环水泵，间接式系统还包括换热器。 太阳集热器是太阳热水系统中的集热部件，也是太阳热水系统的核心部件，其性能优劣直接影响到太阳能热水系统的性能。太阳能集热系统的设计主要围绕着它来进行，但系统其它附件的合理选择及设计，对充分利用集热器所所收集的太阳能也起着决定性的作用。 4.2 太阳集热器的定位 4.2.1 集热器的安装方位和倾角 确定太阳集热器的定位时，需要考了集热器倾角和方位对太阳辐射能收集的影响。 太阳集热器的安装位置不应有任何障碍物遮挡阳光，并宜选择在背风处，以减少热损失；设计全年运行的系统，宜保证春分/秋分日（此时赤纬角δ=0）阳光照射到集热器表面上的时间不少于6小时；主要在春、夏、秋三季运行的系统，宜保证春分/秋分日（此时赤纬角δ=0）阳光照射到集热器表面上的时间不低于8小时；主要设计在冬季运行的系统，宜保证在冬至日（此时赤纬角δ=－23°57′）阳光照射到集热器表面上的时间不少于4小时；太阳集热器与障碍物之间的距离宜大于太阳光不被遮挡的日照距离。 太阳集热器的倾角和方位对太阳辐射能量收集会产生一定的影响，为了更充分地利用太阳能量，希望投射到集热器采光面上的太阳能越多越好。由于太阳与地球相对位置的不断变化，集热器上所收集到的太阳能也是不断变化的。因而需要讨论一年中要得到最大太阳能量时，他们的倾角及方位是多少。

对于在长时间内，大气条件不随季节性变化的地区太阳集热器方位及倾角的影响可根据太阳直接辐射估算。研究表明，当集热器的方位是正南方向，倾角为S=0.9Φ时，得到的年直射辐射量最大；但如果增加考虑散射辐射的影响因素，则结果会有很大不同。由于散射辐射受大气条件、云量变化情况影响较大，而过去受条件限制缺乏相关资料，所以，长期以来沿用的太阳集热器定位原则是基于对太阳直接辐射的估计结果，即集热器方位朝向正南放置，倾角近似于当地纬度（即S=Φ）时，可得到最大年太阳辐射能量；如果希望在冬季获得最佳的太阳辐射能量，倾角应加大至约比当地纬度大10°（即S=Φ+10°）；而在夏天，则应比当地纬度小10°（即S=Φ－10°）；。 根据软件的模拟结果，太阳集热器宜朝向正南，或南偏东、偏西30的朝向范围内设置；受条件限制集热器不能按上述朝向范围设置时，也可加大偏东、偏西的角度或者完全偏东、偏西设置，但应根据相应的规定和标准设置。 太阳集热器的倾角可选择在当地纬度±10°的范围内；受当地条件限制时，需要超出此范围的倾角时，也应按照相应的标准和规定设置，合理的增加集热面积，以达到对太阳能的充分利用。低纬度地区设置在墙面、阳台栏板上或作为阳台栏板使用的太阳集热器应以适当倾角安装，以增大太阳辐射热量。安装误差一般不超过±3%。 多块太阳集热器在坡屋面等建筑外围护结构上串、并联安装时，集热器上加上连接管等附件组成的集热器阵列总尺寸应与构成维护结构的建筑材料的模数相配，不影响建筑物的外观。 4.2.2 集热器前后排间距 某一时刻，太阳集热器不被前方障碍物遮挡阳光的日照间距如图4-1所示。