1、太陽能發(fā)電系統(tǒng)設計指南太陽能發(fā)電系統(tǒng)基礎概述太陽能發(fā)電系統(tǒng)由互相連接的部件組成”每個部件都有一個特定的功能。下列各項是關于典型光伏系統(tǒng)的部件：光伏陣列：陣列由一個或多個把陽光轉化為電力的PV組件構成，這些組件通過串行或并行或者串并結合的方式連接在一起來提供所需的電壓和電流。這個組件的陣列通常被固定在一個金屬支架上并斜向陽光負荷控制器：雖然負荷控制器有多種其他功能可供我們在購買時進行選擇，但他們的主要功能還是維持電池在指定的負荷水平上工作，保護電池不會超負荷運轉。蓄電池：蓄電池包含一個或多個蓄電池組，按照電壓和電流需要采取串聯(lián)或并聯(lián)或者串并結合的聯(lián)接方式。這些電池把光伏陣列轉化的電力儲藏起來并在

2、需要的時候釋放。逆變器：如果你想把這些電能用在交流AC設備上，你就需要一個逆變器。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。直流或交流負載：就是使用光伏陣列產(chǎn)生的電能的設備（比如燈泡或者收音機）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)需求的標準安全特性，包括：陣列組合器，指定規(guī)格電纜，保險絲，電閘，線路斷路器和測量儀表PV系統(tǒng)設計五步驟我們已經(jīng)提供了一個簡單的指導，按部就班的引導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你準備使用光伏系統(tǒng)供電運作的設備、負載的清單。找出它們每個運行

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

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

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

6、日光燈代替白熾燈在任何地方都應該被提倡，因為它可以消耗較少的瓦特數(shù)提供相同的照明亮度。如果有的設備你不能閑置，那么考慮僅僅在日光最強或者夏天的時候使用它（換句話說，有選擇性的使用）。然后根據(jù)你的優(yōu)化結果重新修訂你的負載工作表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?shù)碾姵?填寫電池規(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儲存多少電量。這被稱為-"維持天數(shù)，"-因為這個數(shù)字來源于系統(tǒng)在沒有光伏陣列電力補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備臨界點。如果你想為家里安裝一個能使用一周的系統(tǒng)，你

7、可能需要一個很大的蓄電池，因為你的系統(tǒng)將會擁有整周的消耗和儲備電力。相反，如果你只把光伏陣列當作一個以發(fā)電機為基礎系統(tǒng)的補充，你便可以用一個較輕較小的蓄電池，因為在需要的時候發(fā)電機可以給它充電。溫度影響電池對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，但高溫工作會縮短電池的壽命。盡量把電池保持在接近室溫。購買控制器時請選擇具有溫度補償?shù)囊栽诟鞣N溫度下優(yōu)化使用過程并延長電池使用壽命。放電程度放電尺度是指電池單獨放電時能放出額定量的比例。電池單獨放電能力依賴于它的結構。一般來說我們用輕度放電

8、和深度放電來描述電池。輕度放電電池更輕，更便宜，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準的獨立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了覆蓋板極的電解液。液體的水平線高度必須進行監(jiān)控并定期加入蒸儲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-鎘這樣其他種類的深層線圈電池做一些特殊的應用。用來確定規(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)控制應該被設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能力通常都按10小時或20小時這樣的固定標準來算。假

9、如電池額定能力是100安培時，按照使用20小時的標準來計算電池在充滿電時可以釋放5安培的電流20小時。如果放電電流更低，比如4.5安培，電池的能力便會達到110安培時，負載電流和電池能力的關系在制造商的宣傳單上會注明。電池壽命任何電池的壽命都難以預知。因為這由很多因素決定，比如充放電率，放電強度，回路數(shù)量還有工作極限溫度。對于一塊鉛酸電池來說在光伏系統(tǒng)中使用十五年是很不尋常的，一般來說能用5到8年.-維護電池定期維護。即使是密封的電池也應該經(jīng)常檢查以確定連接緊密而且沒有過充的跡象。對于電解液電池，電解液應保持在高于板極的一個良好高度并且電壓和單元精確重力檢驗結果保持一致。儀表指示數(shù)的大幅變化能

10、指示電池單元的問題。電池單元的精確比重應該在冬天開始前用獨特的比重計檢測。在寒冷環(huán)境中，鉛酸電池中的電解液可能結冰。零度是電池充電的臨界點。如果電池完全放電，電解液就變成了水，電池便可能結冰凍壞蓄電池規(guī)格計算表1 .-輸入你每日需要的安培時.-（負載規(guī)格表第四行）-安培時/天2 .-輸入你所在區(qū)域預期最多連續(xù)陰天數(shù)或者你希望你的系統(tǒng)可以獨立供電的最大天數(shù)3 .-把每日需要的安培時乘以天數(shù)。這就是你的系統(tǒng)需要儲存的電量安培時-4 .-輸入你選擇的電池放電比例，這可以避免你的蓄電池過度放電（例如:-如果你希望放電限制在-20%,-寫0.2.）-這個數(shù)字不應該超過-0.8.-5 .-第三行數(shù)字除以第

11、四行-安培時6 .-從下面數(shù)據(jù)中選出符合你的蓄電池在冬天時周圍環(huán)境平均溫度的那項乘數(shù)-周圍環(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.這個結果確保你的蓄電池可以克服寒冷的天氣影響-,這個數(shù)據(jù)再次修正了你蓄電池含有的總電力安培時-8 .-輸入你選擇的蓄電池的安培時-9 .-用第七項除以第八項得出你需要的電能整數(shù)（小數(shù)位進一）.這是并聯(lián)電池的數(shù)目.10 .-用系統(tǒng)正常工作電壓-（

12、12V,-24V或48V）除以電池電壓得到一個整數(shù)（小數(shù)位進一）,這是串聯(lián)電池的數(shù)目-11 .-把第九項數(shù)據(jù)和第十項數(shù)據(jù)相乘，得到的就是所需的總電池數(shù).-4 .確定一天內(nèi)可用的日照時間一些因素會影響到組件日照量- .-你什么時候使用系統(tǒng)夏天，-冬天,-或者全年.- .-當?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.，當光線垂直照射組件時產(chǎn)生最大電流.逐漸偏離垂直時，越來越多的能量被反射而不再被組件吸收.依賴于你的應用“陽光跟蹤系統(tǒng)防護墊可以通過自動調(diào)整組件的方

13、位來增加電力輸出.圖表還反映了陽光在春夏秋冬時候的不同.由于白天時間變短，陰云增多還有太陽在天空的位置較低導致冬天產(chǎn)生電力更加困難.圖表列出了中國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)，請參考夏天的估值，如果你是全年使用，特別是用在一個重要的設備上時，請參照冬天的估值.如果你在全年的大部分時間使用（比如春天，夏天，秋天）或者系統(tǒng)中的設備不是非常重要，那么請參考全年平均值.通過這個圖表和地圖，你應該可以確定你所在區(qū)域可用的合理日照時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-（負載規(guī)格表，第四項）安培時/天-2