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如何设计小型家用太阳能发电系统?

2015-11-24 09:51:45      点击:
       小型家用太阳能发电系统是利用太阳能电池板发电,提供给家用电器负载。具有清洁性、永久性等特点。
系统概述:
        1、适用环境:野外,大中小型住宅/取电困难的住宅(可取市电地区不建议安装,或安装市电互补型)
        2、系统配置优质的单晶硅或多晶硅太阳能电池板,并有配套的免维护太阳能专用蓄电池,光伏离网逆变器和有过充过放保护功能的电脑控制器,可设计成市电/光伏系统智能切换功能。控制器LCD屏/指示灯显示,外表美观,安全高效。
        3、维护简易,使用寿命长达20年以上,多种充电方式互补,太阳能和市电均可对系统充电。

分类:
       家用太阳能发电系统分为离网发电系统与并网发电系统:
       1、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。通过太阳能板给蓄电池充电,可在无光照以及阴雨天气给家用负载供电。
       2、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这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,故发展相对困难。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,是并网发电的主流。

组成:
       小型家用太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。
       太阳能板
       太阳能电池板是小型家用太阳能发电系统中的核心部分,太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后,输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是小型家用太阳能发电系统中最重要的部件之一,其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。
       原材料特点:
       电池片:采用高效率(16.5%以上)的单晶硅太阳能片封装,保证太阳能电池板发电功率充足。
       玻璃: 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃), 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上,对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射,透光率不下降。
       EVA:采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。
       TPT:太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色,对阳光起反射作用,因此对组件的效率略有提高,并因其具有较高的红外发射率,还可降低组件的工作温度,也有利于提高组件的效率。当然,此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。
       边框:所采用的铝合金边框具有高强度,抗机械冲击能力强。也是小型家用太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。
      太阳能控制器
       主要特点:
       1、使用了单片机和专用软件,实现了智能控制;
       2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点,消除了单纯的电压控制过放的不准确性,符合蓄电池固有的特性,即不同的放电率具有不同的终了电压。
       3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制;以上保护均不损坏任何部件,不烧保险;
       4、采用了串联式PWM充电主电路,使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半,充电效率较非PWM高3%-6%,增加了用电时间;过放恢复的提升充电,正常的直充,浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命;同时具有高精度温度补偿;
       5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态,让用户了解使用状况;
       6、所有控制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器),能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制,定时控制精确。
       7、取消了电位器调整控制设定点,而利用了E方存储器记录各工作控制点,使设置数字化,消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素;
       8、使用了数字LED显示及设置,一键式操作即可完成所有设置,使用极其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;
       蓄电池
       蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。太阳能蓄电池是‘蓄电池’在太阳能光伏发电中的应用,采用铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。 国内被广泛使用的太阳能蓄电池主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池,这两类蓄电池,因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点,很适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。
       逆变器
       太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能,需要将小型家用太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。


小型家用太阳能发电系统的设计需要考虑的因素:

        1、小型家用太阳能发电系统在哪里使用?该地日光辐射情况如何?
        2、系统的负载功率多大?
        3、系统的输出电压是多少,直流还是交流?
        4、系统每天需要工作多少小时?
        5、如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天?
        6、负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大?

        7、系统需求的数量。


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