光伏离网系统怎么设计经济性最佳

现代日常都离不开电，通常我们都会理所当然地认为用电是随时随地都可以获得的事情，但是，当今世界上却还有超过20亿人生活在缺电地区，他们居住在贫困或偏远地区，远离发电厂和公共电网，因为没有电，他们无法享受到现代文明给生活带来的信息与便利。近年来随着光伏发电设备：组件，蓄电池，逆变器价格下降，光伏系统的成本逐年下降。在当前柴油价格趋于上涨的形势下，光伏离网系统也开始进入人们的视野，实践证明，在大型项目，柴油发电机组和光伏系统构成混合供电系统具有更好的经济性。

1、光伏系统发电成本分析

光伏发电具有初投资成本高、运营维护成本低的特点，在光伏发电经济性分析中，成本和效益应当指在光伏系统寿命周期内的总成本和总效益。政策性补贴是必须计入分析过程的一个重要因素，可以抵消一部分并网光伏系统建设成本。

并网光伏发电系统的寿命周期成本=投资成本+运营维护费-补贴，并网光伏系统投资成本，包括光伏组件、蓄电池，逆变器、配电柜、支架、电缆等设备和材料购置费，还有工程建设费和交通运输费;运营维护费包括运营人员工资、逆变器等电气设备维修费、光伏组件

清洗费等，光伏系统运营期一般为20-30年;光伏系统建设和运营期内享受的政策性补贴总额。与燃煤燃油发电需要购置、运输、储存能源以及处理残余物的情况不同，光伏系统的输入能量来自太阳，在运营期内光伏系统不需要其他能源，也几乎不产生残余物。如果光伏阵列采用固定式安装，则光伏系统中没有易损的旋转部件，而组件等主要电气设备使用寿命均在20年以上，系统的维护工作量也很小。因此光伏系统的运营维护成本明显低于传统发电系统的运营维护成本。

光伏系统效益与发电量成正比，而决定光伏系统发电量的因素有光伏组件额定容量、现场太阳辐射量和光伏系统效率。光伏组件额定容量是在标准测试条件下得出的光伏组件输出功率峰值，由于现场条件不同于标准测试条件，光伏组件实际输出电量主要取决于现场的太阳辐射量。另外，光伏系统输出功率还应当计入各种损耗和老化降额的影响。

光伏发电受天气影响非常大，阴雨天不能发电，因此在系统设计时，要考虑当地的天气。对用电有要求的用户，还要考虑连续阴雨天的天数。

2、柴油发电成本分析

柴油发电的寿命周期成本为：柴油发电投资成本，主要有柴油发电机组及配套设施的购置费、工程费;寿命周期内的燃油费;是机组寿命周期内的运行维护成本.主要有机组寿命周期内的维修费用、机油等耗材费用。在各项费用中，燃油费所占比重较大，它决定于柴油机组在寿命周期内的总发电量，耗油率和柴油平均价格。

下面以一个30KW系统做一个对比，纯离网光伏、柴油机、油光互补等3个系统，安装地在海岛，主要负载是照明，风扇，海水淡化设备，白天用电50度，晚上用电90度，平均日照时间取4小时，连续阴雨天算2天。

30KW离网系统包括光伏组件，支架，蓄电池，逆变器，其中组件和蓄电池的成本最高，组件的寿命为25年，蓄电池的寿命为5年，逆变器的寿命15年。根据负载要求，逆变一体机选用40KVA，组件45KW，174块蓄电池2V2000AH，初期投入约75万。

油机选用东风康明斯4BT3.9G2，初资成本为4.5万元。柴油平均价格为6000元/吨，该机组在1000小时的发电量300度，柴油消耗量5.5吨，燃油费为3.3万。如果运营维护费按燃油费的10%近似估计，加上柴油储存成本，则30kW柴油机组在1000小时寿命周期内的净成本为3.84万元。柴油发电成本为1.28元/度

油光互补系统采用光伏发电为主，以柴油机为辅助，设计蓄电池时不考虑阴雨天，逆变一体机选用40KVA，组件45KW，174块蓄电池2V500AH，30KW柴油机，初期投入45万。

由于近年来并网光伏系统及关键部件的价格持续下降，并在计及补贴的情况下，光伏发电成本已经达到与电网供电成本的经济水平，可形成经济性更好的用电系统方案。

在无电网地区，柴油发电机组与光伏系统构成混合供电系统，与柴油机组单独作相比，维护成本低，无噪声，发电成本也低。和纯离网光伏，可节省大量的昂贵的蓄电池，综合发电成本也就低下来了。

并网光伏发电经济性的分析，应当对整个生命周期内成本、补贴和效益进行详细分析，而不能只考虑初投资成本。

离网发电系统方案

光伏离网发电系统（技术部分） 上海泊吾电源有限公司 2013年1月

目录 第一章：系统概述 (3) 1.1 项目概述 (3) 1.2 系统设计依据 (3) 1.3 公司简介 (4) 第二章：系统配置 (4) 2.1系统构成 (4) 2.2系统选型 (4) 2.2.1光伏组件 (4) 2.2.2光伏组件支架 (5) 2.2.3光伏方阵防雷汇流箱 (6) 2.2.4接地和防雷 (7) 2.2.5线缆桥架 (8) 2.2.6光伏逆变器 (10) 2.2.7通讯及监控 (12) 2.2.8蓄电池 (14) 第三章：系统设计 (16) 3.1离网系统设计的基本原理 (16) 3.2气象数据分析................................................................................... 错误！未定义书签。 3.3 组件方阵设计 (17) 3.3.1倾角和方位角 (17) 3.3.2组件阵列间距 (19) 3.3.3组件距地（屋面）距离 (20) 3.4光伏逆变器电气设计 (21) 3.5光伏消防安全设计........................................................................... 错误！未定义书签。 3.5.1蓄电池设计方法.................................................................... 错误！未定义书签。第四章：系统发电量分析............................................................................. 错误！未定义书签。第五章：系统主要设备清单......................................................................... 错误！未定义书签。

5kWp光伏太阳能离网发电系统设计方案

5kWp光伏太阳能离网发电系统 设 计 方 案

目录 一、光伏太阳能离网发电系统简介 (2) 二、项目地参数 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统组成与原理 (6) 五、设计过程 (8) 1、方案简介 (8) 2、用户信息 (8) 3、蓄电池设计选型 (8) 4、组件设计选型 (12) 5、离网逆变器设计选型 (16) 6、控制器设计选型 (18) 7、交直流断路器 (21) 8、电缆设计选型 (23) 9、方阵支架 (23) 10、配电室设计 (23) 11、接地及防雷 (23) 12、数据采集检测系统 (24) 六、仿真软件模拟设计 (25) 七、设备配置清单及详细参数 (31) 八、系统建设及施工 (31) 九、系统安装及调试 (32) 十、工程预算投资分析报告 (36) 十二、运行及维护注意事项 (38) 十三、设计图纸 (41)

5kWp光伏太阳能离网发电系统配置方案 一、光伏太阳能离网发电系统简介 独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。用这种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。 太阳能光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic——BIPV）是应用太阳能发电 的一种新形式，简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结构外表面如建筑幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构，不但具有围护结构的功能，同时又能产生电能供本建筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线路离网发电，向电网提供电能。太阳能光伏方阵与建筑的结合由于不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而备受关注。 二、项目地参数 图片来自Google地球 1、项目地点：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、经度：120°12’ ，纬度：32°23’； 3、平均海拔高度：7m；

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℃。

离网光伏系统设计

离网光伏发电系统容量设计 一．任务目标 1.掌握容量设计的步骤和思路。 2.掌握光伏发电系统的容量设计方法。 3.了解光伏发电系统容量设计考虑的相关因素。 二．任务描述 光伏发电系统容量设计主要涉及蓄电池容量、蓄电池串并联数、光伏发电系统的发电量、光伏组件串并联数的计算。本实验报告主要以两种常见的计算方法为主。计算过程中需要注意不同容量单位之间的换算。 三．任务实施 1.容量设计的步骤及思路： 光伏发电系统容量设计的主要目的是计算出系统在全年内能够可靠工作所需的太阳能电池组件和蓄电池的数量。主要步骤: 2.蓄电池容量和蓄电池组的设计： （1）基本计算方法及步骤 ①将负载需要的用电量乘以根据实际情况确定的连续阴雨天数得到初步的蓄电池容量。阴雨天数的选择可参照如下：一般负载，如太阳能路灯等，可根据经验或需要在3-7内选取，重要

的负载。如通信、导航、医院救治等，在7-15内选取。 ②蓄电池容量除以蓄电池的允许最大放电深度。一般情况下，浅循环型蓄电池选用50%的放电深度，深循环型蓄电池选用75%的放电深度。 ③综合①②得电池容量的基本公式为 最大放电深度 连续阴雨天数 负载日平均用电量蓄电池容量?= 式中，电量的单位是h A ?，如果电量的单位是h W ?，先将h W ?折算为h A ?，折算关系如下： 系统工作电压 ） 负载日平均用电量（负载平均用电量h W ?= （2）相关因素的考虑 上 ①放电率对蓄电池容量的影响。 蓄电池的容量随着放电率的改变而改变，这样会对容量设计产生影响。计算光伏发电系统的实际平均放电率。 最大放电深度 连续阴雨天数 负载工作时间）平均放电率（?= h 负载工作功率 负载工作时间负载工作功率负载工作时间∑∑?= ②温度对蓄电池容量的影响。 蓄电池的实际容量会随着温度的变化而变化，当温度下降时，蓄电池的实际容量下降；温度升高时，蓄电池的实际容量略有升高。蓄电池的实际容量与温度的关系如图4-3所示曲线所示。

3KW家庭光伏离网发电系统方案

3KW家庭光伏离网发电系统方案 肩负责任?专心致志?追求杰出 家庭光伏离网发电3KW运行方案 1.光伏离网发电 光伏离网系统所需主要器件由光伏电池板和光伏逆变器及蓄电池构成。其工作模式为光伏电池产生的直流电能通过光伏逆变器 SMB 转换成优质交流为负载供电，多余电能自动储存在蓄电池里;当光伏不足时，由蓄电池和光伏一起向负载供电;没有光伏时，由蓄电池或市电向负载供电。通常用于电网供应不足的地区，可替代柴油发电机的可靠的、清洁和成本低廉的有效解决方案。 2.系统主要组件 1)光伏组件 光伏组件是将太阳光能直接转变为直流电能的发电装置，根据用户对功率和电压的需求，通过串并量得到适合的太阳能电池组件阵列，满足用电需求250Wp太阳能电池组件基本参数 序号项目单位技术参数备注 1 太阳电池种类多晶硅 1650×992×52 mm 光伏组件尺寸结构 0

3 kg 19.5 光伏组件重量 电参数 1 最大输出功率 Wp 250 肩负责任?专心致志?追求杰出 250Wp太阳能电池组件基本参数 序号项目单位技术参数备注 2 最大功率偏差 ?3% 3 开路电压(Voc) V 37.2 4 短路电流(Isc) A 8.8 5 最佳工作电压 V 31.7 6 最佳工作电流 A 7.92 7 组件全面积光电转换效率 % 14.66 8 反向电流能力或组串直流保险规格 A 15 9 填充因素FF 0.76 11 开路电压温度系数 %/K -0.37 12 %/K +0.06 短路电流温度系数 13 功率衰降 (1) 第1 年功率衰降 % ?2 (2) % ?10 前10年功率衰降 (3) 25年功率衰降 % ?20 极限参数 1 工作温度范围 ? -40,+85 2)逆变器 逆变器是将直流电变换为交流电的设备，并网型逆变器是光伏发电系统中的重要部件之 一。 交流上方SMB-3K/1S 额定功率 3000W 最大交流输出电流 15.0A 额定电网电 压 220V AC+20%, 50/60Hz+1Hz, 纯正弦波<3% THD, 单相 电网电压范围 176-264V AC 待机损耗 ?15W 显示 LCD，人机互动通讯方式无线连接 RS232/458, TCP/IP 后备电源切换 时间 <5 毫秒 直流最大直流输入电流 18.3A 肩负责任?专心致志?追求杰出可接入组串数 1

离网光伏系统设计方案

太阳光伏系统设计方案

南京格瑞能源科技有限公司． 总体方案描述一 在能源供应方面必须走可持续发面对化石燃料的逐渐枯竭和人类生态环境的日益恶化， 展的道路，逐渐改变能源消费结构，大力开发利用以太阳能为代表的可再生能源，已逐步成为人们的共识。由于太阳能发电具有节能、环保，安装使用方便，一次投资，长期受益等特点，目前广泛应用在别墅群、旅游渡假村、草原牧区、偏远山村、高山海岛等。太阳太阳能阵列把光能转换为电能，210W单晶太阳电池组件组成太阳电池阵列，采用充电控制器作过充、灯控电池阵列通过防雷汇流箱后，进线通过防雷处理进入光伏控制器,交流电且和市电形成互2%）AC220V频率（50Hz±制进入蓄电池组，逆变器把蓄电池逆变为LED等照明灯使用。共462盏,补，通过AC220V交流配电柜输出配电和后级防雷保护处理后可分别安装在屋顶相应的朝南位120平方米左右，太阳能电池板总共需安装占地面积约（东经）置，电池板支架采用全铝结构，具体方案在图纸深化设计中体现。万泽大厦位于：E °48′光伏组件安装倾角确定为3258°′N（北纬）31°119发电系统包括太阳能电池板、组件支架、防雷汇流箱、蓄电池组，控制器，逆变器及配电箱其附件。系统介绍二 灯后地下车库照明负载总功率采用LED本系统的主要目的是给照明设备供 电， 灯管的LED462盏 12W车道、为5544W，车位共采用，220V，负载需要电压为交流11340，方阵支8小时。根据电量平衡原理，需要太阳电池方阵功率为：Wp负载每天工作㎡。系统设计列。太阳能电池方阵占地面积：9120架的倾角为32°，组件排列方式为6行。蓄电池，控制器，逆变器，以180Ah/DC220V2个阴雨能正常工作，蓄电池配置容量为：及输出控制柜安装在空置房内。 本图供示意参考系统核心配置2.1 名称型号参数备注 单晶210Wp/DC96V 太阳电池组件． 180Ah/DC220V 蓄电池 智能自动控制GESM60/220 控制器DC220V/60A 汇流箱汇流箱6进一出GEHL10-S6 带市DC220V/10KW 逆变器GEII10K/220 正弦波逆变器() 电互补太阳电池组件支架 负载用电（2.2 AC220V）数量工作时间用电功率项目名称总功率

光伏发电系统设计计算方法

1) 西藏昌都地区一座总功率Pm=30kwp 离网光伏电站，经910天运行，累计发电74332kwh。 平均每天发电量g=74332kwh/910天=81.68kwh。 2) 理论计算： 昌都地处西藏东南部，查表1，年平均辐射量为1625-1855kwh/m2 ,取F=1700kwh/m2 或h1 =4.6h a) 年发电量G=Pm×F ×y×η/1Kw=30kwp ×1700kwh×1.1 ×0.54/1kw=30294(kwh) 每天发电量g=G/365=30294/365=83(Kwh) ；或 b)每天发电量g=Pm ×h1 ×y×η=30kwp ×4.6h×1.1 ×0.54=81.97(kwh) 理论计算发电量81.97(kwh)与实际发电量81.68kwh十分接近，表明理论计算的正确性。 二、并网光伏发电系统设计计算 并网光伏发电系统的设计比离网光伏发电系统简单，这不仅是因为离网光伏发电系统不需要蓄电池和充电控制器，且其供电对象是较稳定的电网。故毋须考虑发电量与用电量之间的平衡，也不需要考虑负载的电阻、电感特性。通常只需根据光伏组件总功率计算其发电量。反之，根据需要的发电量设计并网发电系统设置。 (一) 设计依椐： 1) 光伏发电系统所在地理位置(纬度) ； 2) 当地年平均光辐射量； 3) 需要年发电量或光伏组件总功率或投资规模或占地面积等； 4) 并网电网电压，相数； (二) 并网发电系统设计计算 1) 发电量或组件总功率计算： 年平均每天发电量g=Pm×h1×y×η (kwh) 或 g= Pm×F(M J/m2 ) ×y×η/3.6×365×1 (kwh) 或 g= Pm×F(kwh/m2 ) ×y×η/365 (kwh) 平均年发电量G=g×365 (kwh) 2) 并网逆变器选用： 并网逆变器的选用主要根据下列要求： a) 逆变器额定功率=0.85-1.2Pm； b) 逆变器最大输入直流电压>光伏方阵空载电压； c) 逆变器最输入直流电压范围>光伏方阵最小电压； d) 逆变器最大输入直流电流>光伏方阵短路电流； e) 逆变器额定输入直流电压=光伏方阵最大功率电压； f) 额定输出电压=电网额定电压； g) 额定频率=电网频率； h) 相数=电网相数； 并网逆变器的输出波形畸变、频率误差等应满足并网技术要求。此外，必须具有短路、过压、欠压保护和防孤岛效应等功能。 三、光伏组件方阵设计： (一) 光伏组件水平倾角设计： 光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发电量分配的要求。 1) 对于一年四季发电量要求基本均衡的情况，可以按以下方式选择组件倾角： 光伏发电系统所处纬度光伏组件水平倾角 纬度0°--- 25°倾角等于纬度 纬度26°--- 40°倾角等于纬度加5°∽10° 纬度 41°----55°倾角等于纬度加10°∽15°

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

光伏离网系统设计思路、常见问题及解决方案

光伏离网系统设计思路、常见问题及解决方案 在现代日常生活中，通常我们认为用电是理所当然的事情，然而，当今世界上却还有超过20亿人生活在缺电或者无电地区。以我们国家为例，由于经济发展水平的差异，西部仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题，无法享受现代文明。光伏离网发电不仅可以解决无电或者少电地区居民基本用电问题，还可以清洁高效地利用当地的可在生能源，有效解决能源和环境之间的矛盾。从目前来看，并网系统的研究已获得足够的重视，技术成熟，但离网系统还面临诸多困难，制约了光伏离网的应用和发展。光伏离网是刚性消费需求，客户两极分化，一种是不差钱的“土豪”，最关心是系统的可靠性，主要是私人海岛业主、别墅业主、通信基站、监控系统等，另一种是偏远地区的贫困户，最关心是产品价格。从项目规模上看，一种是针对单个客户的小项目或者单个项目的小工程，另一种是针对特定人群的大项目，如国家无电地区光伏扶贫项目。离网系统对不同的客户，要采取不同的设计方案，尽量满足客户的实际需要。 晶福源公司是国内最大的光伏离网逆变器厂家，每年出货的离网逆变器超过5万多套，占全国总量60%以上，笔者从事光伏离网系统售前技术支持和售后安装指导工作，先后设计过1000多套离网系统，现场调试过100 多套系统，并参观过100多家离网电站，从中总结出一些经验，仅各位参考。 光伏离网发电系统主要由光伏组件，支架，控制器，逆变器，蓄电池以及配电系统组成。系统电气方案设计，主要考虑组件，逆变器（控制器），蓄电池的选型和计算。设计之前，前期工作要做好，需要先了解用户安装地点的气候条件，负载类型和功率；白天和晚上的用电量，当然，用户的

离网光伏发电系统

毕业论文 学生姓名学号 学院物理与电子电气工程学院 专业电气工程及其自动化 题目离网型光伏供电系统研究 指导老师 （姓名）（专业技术职称/学位） （姓名）（专业技术职称/学位） 2012年 5 月

摘要：本文介绍了太阳能光伏发电的系统的基本组成和特性，说明了太阳能电池最大功率跟踪的原理以及一些常用的方法，并比较了他们的优缺点。本文研究一种带有双向变换器功能的离网光伏发电系统，通过对目前太阳能离网光伏发电系统常用DC/DC拓扑结构的研究，总结了各种DC/DC拓扑结构的优缺点。添加了逆变电路使系统能够向交流负载供电，并对逆变电路通过MALTAB进行了仿真。 关键词：离网光伏发电，逆变电路，DC/DC变换器，最大跟踪率

Abstract: This article describes the basic components and characteristics of the solar photovoltaic system, illustrates the principle of the solar cell maximum power point tracking as well as some commonly used method, and compare their advantages and disadvantages. This article focuses on research with a bi-directional converter function off-grid photovoltaic systems, solar stand-alone PV power generation systems commonly used in the DC / DC topology, summarizes the advantages and disadvantages of a variety of DC / DC topology. Added to the inverter circuit makes the system load to the AC power supply, and inverter circuit by MALTAB the the simulation. Keywords:off-grid photovoltaic inverter circuit, the DC / DC converter, the maximum tracking rate

离网光伏发电系统分类及工作特点

离网光伏发电系统分类及工作特点 离网光伏发电系统又可分为直流光伏发电系统和交流光伏发电系统以及交、直流混合光伏发电系统。而在直流光伏发电系统中又可分为有蓄电池的系统和没有蓄电池的系统。 (1)无蓄电池的直流光伏发电系统 无蓄电池的直流光伏发电系统如图2-2所示。该系统的特点是用电负载是直流负载，对负载使用时间没有要求，负载主要在白天使用。太阳能电池与用电负载直接连接，有阳光时就发电供负载工作，无阳光时就停止工作。系统不需要使用控制器，也没有蓄电池储能装置。该系统的优点是省去了能量通过控制器及在蓄电池的存储和释放过程中造成的损失，提高了太阳能的利用效率。这种系统最典型的应用是太阳能光伏水泵。 图2-2无蓄电池的直流光伏发电系统图图2-3有蓄电池的直流光伏发电系统 (2)有蓄电池的直流光伏发电系统 有蓄电池的直流光伏发电系统如图2-3所示。该系统由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池以及直流负载等组成。有阳光时，太阳能电池将光能转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。这种系统应用广泛，小到太阳能草坪灯、庭院灯，大到远离电网的移动通信基站、微波中转站，边远地区农村供电等。当系统容量和负载功率较大时，就需要配备太阳能电池方阵和蓄电池组了。 (3)交流及交、直流混合光伏发电系统 交流及交、直流混合光伏发电系统如图2-4所示。与直流光伏发电系统相比，交流光伏发电系统多了一个交流逆变器，用以把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。交、直流混合系统则既能为直流负载供电，也能为交流负载供电。 图2-4 交流和交、直流混合光伏发电系统

(4)市电互补型光伏发电系统 所谓市电互补光伏发电系统，就是在独立光伏发电系统中以大阳能光伏发电为主，以普通220V交流电补充电能为辅，如图2-5所示。这样光伏发电系统中太阳能电池和蓄电池的容量都可以设计得小一些，基本上是当天有阳光，当天就用太阳能发的电，遇到阴雨天时就用市电能量进行补充。我国大部分地区基本上全年都有三分之二以上的晴好天气，这样系统全年就有三分之二以上的时间用太阳能发电，剩余时间用市电补充能量。这种形式即减小了太阳能光伏发电系统的一次性投资，又有显著的节能减排效果，是太阳能光伏发电在现阶段推广和普及过程中的一个过渡性的好办法。这种形式的原理与下面将要介绍的无逆流并网型光伏发电系统有相似之处，但还不能等同于并网应用。 图2-5市电互补型光伏发电系统 市电互补型光伏发电系统的应用举例。某市区路灯改造，如果将普通路灯全部换成太阳能路灯，一次性投资很大，无法实现。而如果将普通路灯加以改造，保持原市电供电线路和灯杆不动，更换节能型光源灯具，采用市电互补光伏发电的形式，用小容量的太阳能电池和蓄电池（仅够当天使用，也不考虑连续阴雨天数），就构成了市电互补型太阳能光伏路灯，投资减少一半以上，节能效果显著。

新能源课程设计-离网型光伏发电系统

新能源技术课程设计指导书

1.实验目的与要求 （1）检索资料，了解光伏发电技术的发展状况以及光伏发电原理； （2）掌握光伏电池模型的建立方法，分析、设计仿真模型，并利用MA TLAB 进行仿真实现； （3）掌握光伏电池的测试方法，选择适合的测量器件与量程，验证光伏阵列模拟方法的正确性； （4）分析离网型光伏发电系统的组成，选择合适的电力变换器拓扑结构并进行原理分析、参数计算； （5）查阅相关文献资料，确定系统MPPT 控制策略，建立MPPT 模块仿真模型，并仿真分析； （6）掌握系统联调的方法，调整控制参数。 2.仪器设备 太阳能电池板1 块，万用表2 个，太阳能功率表TENMARS TM-207，滑动变阻器（100 欧姆，200 瓦）1 个，计算机 1 台，系统仿真软件。 3.实验原理 通过集中授课和查阅相关资料了解离网型光伏发电系统的组成和工作原理。具体包括：（1）光伏电池的发电原理和数学模型； （2）DC—DC—AC变换器的拓扑结构、工作原理和参数计算； （3）研究离网型光伏发电系统最大功率跟踪控制的方法； （4）通过将光伏阵列外接一个可变电阻，调节可变电阻，记录不同情况下的电压和电流值，从而得到I/V 特性，将I 和V 相乘后，可得到P，进一步可获得P/V特性，通过光伏 阵列倾角的调节，从而使照射到光伏阵列上的光强产生变化。 4.实验内容与要求 4.1 实验内容 （1）建立光伏阵列数学模型，依托实际光伏电池板参数对光伏电池输出特性进行相关模拟， 研究光强和温度对光伏电池输出特性的影响，并设计实际光伏电池的检测电路进行实验验证；（2）设计离网型光伏发电系统，包括确定DC-DC-AC变换器拓扑结构、计算电力变换电路参数、确定MPPT控制策略； （3）在MA TLAB环境下建立含光伏阵列模块、电力变换电路模块、MPPT控制模块及输出负载的离网型光伏系统模型，系统调试，在光强和温度突变时系统能够快速、准 确、稳定地实现最大功率跟踪控制。 4.2 实验要求 （1）画出系统框图及原理图，实验接线图，软件流程图。 （2）不同实验步骤时接线不同则要按实验步骤分别给出接线图。 （3）给出接线图中所测量参数的测量点，指明所测参数的变化范围。 （4）指明测量每个参数所对应仪表及选用依据。 （5）指明在测量数据之前对实验线路、实验装置所必须的调试整定工作。

10MW光伏电站设计方案

10MW光伏电站设计方案 10兆瓦的太阳能并网发电系统，推荐采用分块发电、集中并网方案，将系统分成10个1兆瓦的光伏并网发电单元，分别经过0.4KV/35KV变压配电装置并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入35KV中压交流电网进行并网发电的方案。 本系统按照10个1兆瓦的光伏并网发电单元进行设计，并且每个1兆瓦发电单元采用4台250KW并网逆变器的方案。每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜并入0.4KV/35KV变压配电装置。 (一)太阳能电池阵列设计 1、太阳能光伏组件选型 (1)单晶硅光伏组件与多晶硅光伏组件的比较 单晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高，商业化电池的转换效率在15%左右，其稳定性好，同等容量太阳能电池组件所占面积小，但是成本较高，每瓦售价约36-40元。 多晶硅太阳能光伏组件生产效率高，转换效率略低于单晶硅，商业化电池的转换效率在13%-15%，在寿命期内有一定的效率衰减，但成本较低，每瓦售价约34-36元。 两种组件使用寿命均能达到25年，其功率衰减均小于15%。 (2)根据性价比本方案推荐采用165WP太阳能光伏组件。 2、并网光伏系统效率计算 并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成。 (1)光伏阵列效率η1：光伏阵列在1000W/㎡太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与

标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、及直流线路损失等，取效率85%计算。 (2)逆变器转换效率η2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率95%计算。 (3)交流并网效率η3：从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中主要是升压变压器的效率，取变压器效率95%计算。 (4)系统总效率为：η总=η1×η2×η3=85%×95%×95%=77% 3、倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算 从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。 对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为： Rβ=S×[sin(α+β)/sinα]+D 式中： Rβ--倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量 S--水平面上太阳直接辐射量 D--散射辐射量 α--中午时分的太阳高度角 β--光伏阵列倾角 根据当地气象局提供的太阳能辐射数据，按上述公式计算不同倾斜面的太阳辐射量，具体数据见下表：

离网光伏发电配电系统

离网光伏发电系统 洛阳云嘉居网络科技有限公司 2014年9月16日

简介 光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 离网光伏发电系统在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。

离网光伏发电系统详解 一、光伏发电效益分析 以洛阳市地区为例，每平方米太阳年辐射量平均为1509kW·h ，使用多晶硅的光电转化效率平均为16.5%，则每平方米年理论发电量为249度。 实际安装运行过程中，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0.95的影响系数。 此外，光伏组件温度、表面灰尘及太阳能辐射不均匀等环境因素都会影响太阳能电池板输出功率，综合分析要考虑到0.786的影响系数。对于并网光伏电站，考虑安装角度因素折算后的效率为0.88。 所以实际发电效率为：0.95 * 0.79 *0.88 =66.7％，即每平方米年实际发电量为166度。 二、离网光伏发电系统结构 离网光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电池组、控制器、逆变器组成，可实现将太阳能转化成可供使用的交流电能（一般为220V，50Hz正弦波）。

光伏发电系统支架设计

新能源科学与工程学院 光伏系统设计与施工课程设计 学院：新能源科学与工程学院 专业班级： 11级光伏发电2班 学生姓名： 学号： 1103030239 指导教师： 实施时间：2013.11.18—2013.11.22 项目课程成绩：

一、课程设计目的： 课程设计是《光伏系统设计与施工》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出设计和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性又考虑经济上的合理性正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 用简洁的文字或清晰的图表来表达自己设计思想的能力； 4.综合运用了以前所学的各门课程的知识（高数、CAD制图、机械制图、计算机等等）使相关学科的知识有机地联系起来； 5.运用太阳能光伏发电系统设计与施工中的知识解决工程中的实际问题。 二、课程设计日程安排： 实施时间实习内容安排地点 2013年11月18日讲解任务、设计原理及要求主附西多媒体5 2013年11月19日学生选定实验室电池组件对其长度 及质量进行测量，讲解参观学习实 验室屋顶及学习地面电站支架，对 关键部位的连接进行深入观测。 主A210教室 2013年11月20日针对新余地区的光伏并网电站，对 给定的电池组件进行荷载计算，包 括风压荷载计算，下载相关支架图 片手绘制图纸 主A210教室 2013年11月21日出具图纸（用CAD制图），打印报 告，请指导教师批阅并给出评语 主A210教室 2013年11月22日提交设计书、答辩报告书、分组交 叉答辩 主A210教室 三|、课程设计任务： 1、光伏发电系统支架设计书 2、光伏发电系统支架设计图纸：支架整体及侧面的CAD制图 3、课程设计答辩 四、课程设计成绩 本课程设计成绩的评定为百分制，其中支架设计书/满分40、支架CAD制

5kW光伏离网发电系统解决资料

5kWp 光伏离网发电系统设计方案 二零一六年元月

目录 一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 (3) 1.1 太阳能离网发电系统简介 (3) 1.2 建设位置参数 (3) 1.3 项目用户负载参数 (4) 二、相关规范和标准 (5) 三、系统组成与原理 (6) 3.1 光伏太阳能离网发电系统组成 (6) 3.2 光伏太阳能离网发电系统主要组成 (7) 3.3 离网系统原理示意图 (7) 四、离网发电系统方案设计过程 (8) 4.1 方案简介 (8) 4.2 使用具体要求信息 (8) 4.3 蓄电池设计选型 (9) 4.4组件设计选型 (14) 4.5 离网逆变器设计选型 (18) 4.6 控制器设计选型 (19) 4.7 交直流断路器 (20) 4.8 电缆设计选型 (22) 4.9 方阵支架 (22) 4.10 配电室设计 (23) 4.11 接地及防雷 (23) 4.12 数据采集检测系统 (24) 五、设备配置清单及详细参数 (25) 六、系统建设及施工 (25) 6.1 施工顺序 (25) 6.2 施工准备 (26) 6.3 工程施工 (27) 七、系统安装及调试 (27) 7.1 太阳电池组件安装和检验 (27) 7.2 总体控制部分安装 (29) 7.3 检查和调试 (29) 八、工程预算分析报告 (30) 8.1 投资估算内容 (30)

8.2 工程预算 (30) 九、运行及维护注意事项 (32) 9.1 日常维护 (32) 9.2 注意事项 (35)

一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 1.1 太阳能离网发电系统简介 独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。用这种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。 太阳能光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic——BIPV）是应用太阳能发电的一种新形式，简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结构外表面如建筑幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构，不但具有围护结构的功能，同时又能产生电能供本建筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线路离网发电，向电网提供电能。太阳能光伏方阵与建筑的结合由于不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式， 因而备受关注。 1.2 建设位置参数 1、项目名称：； 2、项目地点：湖北省武汉市； 3、经度：114°30’，纬度：30°60’；

离网光伏发电系统设计案例分析

离网光伏发电供电系统设计案例 1系统原理图 1.1系统实物连接图(图一) 图一 1.2系统连接框图（图二） 图二

1.3系统安装方式 该系统用于医院，故太阳能电池板设计成地面电站安装形式（放于医院大楼屋顶），太阳能电池板固定支架之间采用螺丝固定的方式连接；支架底座考虑到风速及屋顶防水措施保护，采用一次性浇筑好的水泥压块（如图三所示）；太阳能电池板之间接头采用MC4公母插头，方便拆卸。 图三 2、系统主要部件设计 2.1太阳能电池板 2.1.1太阳能电池板选型 光伏组件选用多晶硅组件，型号为250Wp的多晶硅组件，每块内部封装156*156多晶电池片60片，该组件拥有高转换效率，确保卓越品质；该组件能够承受高风压、雪压以及极端温度条件；能够达到12年90%和25年80%的输出功率，5年工艺材料的质保。 2.1.2

表六 2.1.3太阳能电池板实物图（如图四所示） 图四 2.2光伏汇流箱 2.2.1光伏汇流箱的选型 对于光伏发电系统，为了减少光伏组件与光伏控制器或者逆变器之间的连接线，方便维护，提供可靠性，一般需要在光伏组件与光伏控制器或者逆变器

之间增加直流汇流装置，故系统中需要增加光伏防雷汇流箱。又根据太阳能电池板的并联数为10并，我们正常把每并电流预设为10A，考虑到控制器是两路输入每路电流50A，故选用两台5进1出的汇流箱。 2.2.2功能特点 满足室内、室外安装要求 最大可接入16路光伏串列，单路最大电流20A 宽直流电压输入，光伏阵列最高输入电压可达1000VDC 光伏专用熔断器 光伏专用高压防雷器，正负极都具有防雷功能 可实现多台机器并联运行 维护简易、快捷 远程监控（选配）

光伏发电设计方案

1概述 1.1设计依据 1.1.2设计围 本工程光伏并网发电系统，一期工程规模10MW，本工程设计围为 （1）新建110KV升压站一座 （2）相关电器计算分析，提出有关电器设备参数要求 （3）相关系统继电保护、通信及调度自动化设计 2.电力系统概述 3..1.电气主接线 本期工程建设容量为20MWp，本期光伏电站接入110KV系统，光伏电站设110KV、35KV集电线路回，经一台升压变电站接入电站110KV变电站，SVG 容量为10Mvar 3.1.3.1 110KV升压站主接线设计 本期110KV升压站设计采用1台20MWa/110KV升压变压器，1回110KV出线。 3.1.3.2 光伏方阵接线设计 1概述；1.1设计依据；1.1.11遵循的主要设计规、规程、规定等：；1)《变电所总布置设计技术规程》（DL/T205；2)《35kV-110kV无人值班变电所设计规程；3)《3kV～110kV高压配电装置设计规》(；4)《35-110KV变

电站设计规》(GB20；5)《继电保护和安全自动装置技术规》（GB14；6)《电力装置的继电保护和自动装置设计 1 概述 1.1设计依据 1.1.11遵循的主要设计规、规程、规定等： 1)《变电所总布置设计技术规程》（DL/T2056-1996）； 2)《35kV-110kV无人值班变电所设计规程》（DL/T5103-1999）； 3)《3kV～110kV高压配电装置设计规》(GB20060-92)； 4)《35-110KV变电站设计规》(GB20059-92)； 5)《继电保护和安全自动装置技术规》（GB14285-93）； 6)《电力装置的继电保护和自动装置设计规》（GB20062-92）； 7)《交流电气装置过电压保护和绝缘配合》； 8)《微机线路保护装置通用技术规程》(GB/T15145-94)； 9)《电测量仪表装置设计规程》(DJ9-87)； 10) 其它相关的国家规程、规及法律法规。 1.2设计围

户用光伏离网系统典型设计

户用光伏离网系统典型设计 由于经济发展水平的差异，还有小部分偏远地区，没有解决基本用电问题，无法享受现代文明，光伏离网发电可以解决无电或者少电地区居民基本用电问题。 户用光伏离网发电系统主要由光伏组件、支架、控制器、逆变器、蓄电池以及配电系统组成。系统电气方案设计，主要考虑组件、逆变器（控制器）、蓄电池的选型和计算。设计之前，前期工作要做好，因为离网系统都是定制的，没有一个统一的方案，需要先了解用户负载类型和功率，白天和晚上的用电量，安装地点的气候条件。光伏离网系统，用电要依赖天气，没有100%的可靠性。 离网系统由于必须配备蓄电池，且占据了发电系统30－50%的成本。而且铅酸蓄电池的使用寿命一般都在3－5年，过后又得更换，从经济性来说，很难得到大范围的推广使用，只适合缺电的地方使用。 离网系统和并网系统不一样，组件和逆变器并不是按照一定的比例去配置，而是要根据用户的负载，用电情况和当地的天气条件来设计： 1、根据用户的负载类型，及功率确认离网逆变器的功率 家用负载一般分为感性负载和阻性负载，洗衣机、空调、冰箱、水泵、抽油烟机等带有电动机的负载是感性负载，电动机启动功率是额定功率的3-5倍，在计算逆变器的功率时，要把这些负载的启动功率考虑进去。逆变器的输出功率要大于负载的功率。但对于一般贫困家庭而言，考虑到所有的负载不可能同时开启，为了节省成本，可以在负载功率之和乘以0.7-0.9的系数。下面的列表是常用家用电器的功率，供设计时参考。

2、根据用户每天的用电量确认组件功率 离网系统可用的电量=组件总功率*太阳能发电平均时数*控制器效率*蓄电池效率。组件的设计原则是要满足平均天气条件下负载每天用电量的需求，也就是说太阳能电池组件的每天发电量要稍大于负载每天用电量。因为天气条件有低于和高于平均值的情况，太阳能电池组件的设计基本满足光照最差季节的需要，就是在光照最差的季节蓄电池也能够基本上天天充满电。但在有些地区，最差季节的光照度远远低于全年平均值，如果还按最差情况设计太阳能电池组件的功率，那么在一年中的其他时候发电量就会远远超过实际所需，造成浪费。这时只能考虑适当加大蓄电池的设计容量，增加电能储存，使蓄电池处于浅放电状态，弥补光照最差季节发电量的不足对蓄电浊造成的伤害。组件的发电量并不能完全转化为用电，还要考虑控制器的效率和机器的损耗以及蓄电池的损耗。 组件的安装角度要考虑用户的地理位置，尽量满足夏季和冬季的要求，在我国，太阳能电池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，最理想的倾斜角是使太阳能电池年发电量尽可能大，而冬季和夏季发电量差异尽可能小时的倾斜角。 灯泡、电风扇、电吹风这样的负载，用电量等于功率乘以时间；空调、冰箱这样的负载，是间隙性工作的，空调的耗电和室内外温度差、房间面积、空调的能效率有很大关系，1台1P的空调，晚上用8小时，耗电1-5度不等。 3、根据用户晚上用电量，或期望待机时间确定蓄电池容量 蓄电池的任务是在太阳能辐射量不足时，保证系统负载的正常用电。对于重要的负载，要能在几天内保证系统的正常工作，要考虑连续阴雨天数。对于一般的负载如太阳能路灯等