項(xiàng)目2-光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)資料第一頁，共86頁。項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型

任務(wù)2.3蓄電池的選型

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

任務(wù)2.6防雷及光伏陣列支架的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.7光伏發(fā)電電站并網(wǎng)接入設(shè)計(jì)

第二頁，共86頁。2.1.1光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般來說，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)先于硬件設(shè)計(jì)。圖2-1為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容圖。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第三頁，共86頁。2.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1.成本原則2.科學(xué)原則3.安全原則4.可靠原則5.高效原則6.可擴(kuò)展性7.智能化項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第四頁，共86頁。2.1.3設(shè)計(jì)考慮的相關(guān)因素1.負(fù)載的特性和用電特點(diǎn)2.光伏陣列的方位角和傾角光伏陣列的方位角是陣列的垂直面與正南方向的夾角（向東偏設(shè)定為負(fù)角度，向西設(shè)定為正角度），如圖2-2所示。

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任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第五頁，共86頁。對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽高度角（或仰角）是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角，專業(yè)上講太陽高度角是指某地太陽光線與該地作垂直于地心的地表切線的夾角，如圖2-2所示。傾角是光伏陣列平面與水平地面的夾角，如圖2-3所示。

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任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第六頁，共86頁。3.陰影對(duì)發(fā)電量的影響4.最長連續(xù)陰雨天數(shù)最長連續(xù)陰雨天數(shù)指需要蓄電池向負(fù)載維持供電的天數(shù)，也稱為“系統(tǒng)自給天數(shù)”。在考慮蓄電池容量時(shí)，必須保證第一個(gè)連續(xù)陰雨天使蓄電池放電后，還沒有來得及補(bǔ)充，就迎來第二個(gè)連續(xù)陰雨天，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮在第二個(gè)連續(xù)陰雨天內(nèi)正常工作。最長連續(xù)陰雨天數(shù)的選擇范圍，對(duì)于非重要用戶或帶有發(fā)電機(jī)的光伏/風(fēng)力互補(bǔ)系統(tǒng)為2～3天，對(duì)于沒有備用電源的重要負(fù)載，比如移動(dòng)通信這樣的設(shè)備電源，可定為5～7天。

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任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第七頁，共86頁。2.1.4太陽輻射的計(jì)量及峰值日照時(shí)數(shù)1.太陽輻射的計(jì)量在單位時(shí)間內(nèi)，太陽以輻射形式發(fā)射的能量稱為太陽輻射功率或輻射通量，單位為瓦（W）；太陽投射到單位面積上的輻射功率(輻射通量)稱為輻射度或輻照度，單位為瓦／平方米(W／m2)。

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任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第八頁，共86頁。2.峰值日照時(shí)數(shù)日照時(shí)間是指太陽光在一天當(dāng)中從日出到日落實(shí)際的照射時(shí)間。日照時(shí)數(shù)是指某個(gè)地點(diǎn)，一天當(dāng)中太陽光達(dá)到一定的輻照度（一般以氣象臺(tái)測定的120W/m2為標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)直到小于此幅度所經(jīng)過的時(shí)間。平均日照時(shí)數(shù)是指某地的一年或若干年的日照總時(shí)數(shù)的平均值。峰值日照時(shí)數(shù)是將當(dāng)?shù)氐奶柲茌椛淞空鬯愠蓸?biāo)準(zhǔn)測試條件下（1000W/m2）的時(shí)數(shù)。

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任務(wù)2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)返回第九頁，共86頁。2.1.1太陽能電池片的識(shí)別及檢測太陽能電池片是構(gòu)成光伏組件的最小單元。1.太陽能電池片的結(jié)構(gòu)常用的硅太陽能電池片有單晶硅和多晶硅的，如圖2-4所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十頁，共86頁。太陽能電池片有125×125和156×156的規(guī)格之分，如圖2-5所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十一頁，共86頁。電池片的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，正面是電池的負(fù)極，上面有細(xì)柵線、主柵線、減反射膜；背面是電池的正極，有鋁背場和背電極等。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十二頁，共86頁。2.太陽能電池片的分類（1）按所用材料分太陽能電池按所用材料分為硅太陽能電池和化合物太陽能光伏電池兩大類，如圖2-7所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十三頁，共86頁。（2）按電池的構(gòu)造分太陽能電池按電池的構(gòu)造分為塊（片）狀或薄膜狀兩種，如圖2-10所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十四頁，共86頁。2.太陽能電池片的主要技術(shù)參數(shù)太陽能電池片的主要技術(shù)參數(shù)有開路電壓、短路電流、最大功率、最大功率下的電壓/電流、填充因子、轉(zhuǎn)換效率、等效串聯(lián)電阻等?？梢杂商柲茈姵仄诌x儀進(jìn)行測試，如圖2-11所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十五頁，共86頁。2.2.2光伏組件的識(shí)別及檢測為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，需要把太陽能電池片通過導(dǎo)線串、并聯(lián)連接并加以封裝構(gòu)成，稱為光伏（太陽能）組件或太陽能電池板，如圖2-12所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十六頁，共86頁。當(dāng)應(yīng)用領(lǐng)域需要較高的電壓和電流而單個(gè)組件不能滿足要求時(shí)，可把多個(gè)組件組成光伏陣列，以獲得所需要的電壓和電流，如圖2-13所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十七頁，共86頁。1.光伏組件的結(jié)構(gòu)大多數(shù)晶體硅光伏組件是由透明的前表面、膠質(zhì)密封材料、太陽能電池片、接線盒、端子、背表面和框架等組成，如圖2-14所示。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十八頁，共86頁。2.光伏組件的分類（1）按照基體材料分類可分為晶硅光伏組件（單、多晶硅）、非晶硅薄膜光伏組件、微晶硅薄膜光伏組件、納晶硅薄膜光伏組件、多元化合物光伏組件（包括砷化鎵、硫化鎘電池、碲化鎘電池、銅硒銦等）。（2）按照結(jié)構(gòu)分類可分為同質(zhì)結(jié)太陽組件（在相同的半導(dǎo)體材料上構(gòu)成PN結(jié)）、異質(zhì)結(jié)太陽組件（在不相同的半導(dǎo)體材料上構(gòu)成PN結(jié)）、肖特基結(jié)太陽組件、復(fù)合結(jié)太陽組件、液結(jié)太陽組件等。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第十九頁，共86頁。

2.光伏組件的分類（3）按照用途分類可分為空間太陽組件、地面光伏組件。（4）按使用狀態(tài)分類可分為平板太陽組件、聚光太陽組件。（5）按封裝材料分類可分為剛性封裝光伏組件、半剛性封裝光伏組件、柔性襯底封裝光伏組件。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十頁，共86頁。

3.光伏組件的制作工序光伏組件的制作工序如圖2-16所示，主要有：電池片的分選、單片焊接、串聯(lián)焊接、組件疊層、組件層壓、修邊、安裝邊框、安裝接線盒、成品測試、清洗和包裝入庫。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十一頁，共86頁。

4.光伏組件的性能光伏組件的性能主要指電流－電壓特性，可以用特性曲線描述，稱為光伏組件U－I曲線，該曲線描述組件輸出電流和電壓之間的關(guān)系，如圖2-24所示，上面有三個(gè)重要意義的點(diǎn)，即最大功率點(diǎn)Pm（Ump、Imp）、開路電壓（Uoc）和短路電流（Isc）。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十二頁，共86頁。

5.光伏陣列圖2-26是太陽能光伏組件串并相間組成的太陽能光伏陣列，它由L×M個(gè)太陽能光伏組件按L個(gè)串聯(lián)及M個(gè)并聯(lián)構(gòu)成，其陣列的電壓較單個(gè)組件提高了L倍，而其電流則較單個(gè)組件增加大了M倍，然其效率保持不變。

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任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十三頁，共86頁。6.太陽能電池（組件）的熱斑效應(yīng)在長期使用中難免落上飛鳥、塵土、落葉等遮擋物，這些遮擋物在太陽電池組件上就形成了陰影，但組件的其余部分仍處于陽光暴曬之下，這樣局部被遮擋的太陽能電池（或組件）就要由未被遮擋的那部分太陽能電池（或組件）來提供負(fù)載所需的功率，使該部分太陽電池如同一個(gè)工作于反向偏置下的二極管，其電阻和壓降較大，從而消耗功率而導(dǎo)致發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽能電池，嚴(yán)重的可能使焊點(diǎn)熔化、封裝材料破壞，甚至?xí)拐麄€(gè)組件失效。項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十四頁，共86頁。

為了防止太陽能電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞，最好在太陽電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。當(dāng)光伏陣列中的某個(gè)組件或組件中的某一部分被陰影遮擋或出現(xiàn)故障停止發(fā)電時(shí)，該旁路二極管導(dǎo)通，組件串工作電流經(jīng)旁路二極管繞過故障組件，不影響其他組件的正常發(fā)電，同時(shí)也保護(hù)旁路組件避免受到較高的正向偏壓或由于“熱斑效應(yīng)”發(fā)熱而損壞。如圖2-27所示。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十五頁，共86頁。項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十六頁，共86頁。2.2.3光伏組件及陣列容量的設(shè)計(jì)1.基本計(jì)算方法基本計(jì)算公式如下：組件日平均發(fā)電量＝組件峰值電流（A）×峰值日照數(shù)（h）在計(jì)算組件的并聯(lián)數(shù)時(shí)，如果負(fù)載用電量的單位為W·h，應(yīng)按下式進(jìn)行轉(zhuǎn)換后進(jìn)行計(jì)算。

光伏陣列的總功率（W）=組件并聯(lián)數(shù)×組件串聯(lián)數(shù)×選定組件的峰值輸出功率（W）項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十七頁，共86頁。2.光伏組件方陣設(shè)計(jì)的修正（1）組件實(shí)際功率修正（2）逆變器功率的修正（3）蓄電池?fù)p耗修正3.實(shí)用計(jì)算公式在考慮上述各種因素的影響后，引入相關(guān)修正系數(shù)得

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十八頁，共86頁。

3.其他幾種市場計(jì)算公式和設(shè)計(jì)方法（1）以峰值日照時(shí)數(shù)為依據(jù)的簡全易計(jì)算方法此種方法主要用于小型獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速設(shè)計(jì)與計(jì)算。其主要參照的太陽能輻射參數(shù)是當(dāng)?shù)胤逯等照諘r(shí)數(shù)。

上式中光伏組件功率、負(fù)載功率單位為瓦（W）；用電時(shí)數(shù)、當(dāng)時(shí)峰值日照時(shí)數(shù)為小時(shí)（h）。項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型第二十九頁，共86頁。（2）以峰值日照時(shí)數(shù)為依據(jù)的多路負(fù)載的計(jì)算方法當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)為多路不同的負(fù)載供電時(shí)，應(yīng)先計(jì)算出總的負(fù)載日平均用電量，再結(jié)合當(dāng)?shù)胤逯等照諘r(shí)數(shù)進(jìn)行計(jì)算。光伏組件功率計(jì)算如下式：項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型第三十頁，共86頁。

2.2.4光伏組件的選型工程設(shè)計(jì)中應(yīng)采用環(huán)保經(jīng)濟(jì)型多晶硅太陽能電池組件。組件選型的要點(diǎn)：①顏色與質(zhì)感；②強(qiáng)度與抗變形的能力；③壽命與穩(wěn)定性；④發(fā)電效率；⑤尺寸和形狀；⑥組件價(jià)格；⑦環(huán)境友好度。項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.2光伏組件的選型返回第三十一頁，共86頁。

2.3.1鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)及原理分析1.鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)鉛酸密封蓄電池由正負(fù)極板、隔板、電解液、殼體（電池槽、蓋）、接線端子和安全閥等組成，如圖2-29所示。

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任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十二頁，共86頁。

（1）正負(fù)極板極板在蓄電池中的作用有兩個(gè)：一是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的轉(zhuǎn)換；二是傳導(dǎo)電流。正極活性物質(zhì)主要成分為深棕色的二氧化鉛（PbO2），負(fù)極活性物質(zhì)主要成分為海綿狀鉛（Pb），呈深灰色。（2）隔板（膜）普通鉛蓄電池采用隔板，而VRLA蓄電池采用隔膜。它的主要作用是：防止正負(fù)極板短路，使電解液中正負(fù)離子順利通過；阻緩正負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落，防止正負(fù)極板因震動(dòng)而損傷。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十三頁，共86頁。

（3）蓄電池的殼體（電池槽、蓋）蓄電池的殼體（電池槽、蓋）是由PP塑料、橡膠等材料制成，是盛放正、負(fù)極板和電解液等的容器。（4）電解液電解液是蓄電池的重要組成部分，它的作用一是使極板上的活性物質(zhì)發(fā)生溶解和電離，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)；二是起導(dǎo)電作用，蓄電池使用時(shí)通過電解液中離子遷移，起到導(dǎo)電作用，使電化學(xué)反應(yīng)得以順利進(jìn)行。它是純濃硫酸和蒸餾水按一定的比例配制面成。（5）安全閥作用有兩個(gè)：一是安全使用；二是密封作用。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十四頁，共86頁。

（6）正負(fù)接線端蓄電池各單格電池串聯(lián)后，兩端單格的正、負(fù)極樁分別穿出蓄電池蓋，形成蓄電池的正、負(fù)接線端，實(shí)現(xiàn)電池與外界的連接。正接線柱標(biāo)“＋”或涂紅色，負(fù)接線柱標(biāo)“－”號(hào)或涂藍(lán)色、綠色。

2.鉛蓄電池的原理分析目前公認(rèn)的是哥來德斯東和特利浦兩人提出的“雙硫酸化理論”。

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任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十五頁，共86頁。

2.2.2蓄電池的充電控制1.充電過程中階段劃分充電過程一般分為主充、均充和浮充。2.主充、均充、浮充各階段的自動(dòng)轉(zhuǎn)換主充、均充、浮充各階段的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法有：（1）時(shí)間控制，即預(yù)先設(shè)定各階段充電時(shí)間，由時(shí)間繼電器或CPU控制轉(zhuǎn)換時(shí)刻。（2）設(shè)定轉(zhuǎn)換點(diǎn)的充電電流或蓄電池端電壓值，當(dāng)實(shí)際電流或電壓值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（3）采用積分電路在線監(jiān)測蓄電池的容量，當(dāng)容量達(dá)到一定值時(shí)，則發(fā)信號(hào)改變充電電流的大小。

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任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十六頁，共86頁。

3.充電程度判斷判斷充電程度的主要方法有：（1）觀察蓄電池去極化后的端電壓變化。（2）檢測蓄電池的實(shí)際容量值，并與其額定容量值進(jìn)行比較，即可判斷其充電程度。（3）檢測蓄電池端電壓判斷。4.停充控制主要的停充控制方法有：（1）定時(shí)控制。（2）電池溫度控制。（3）電池端電壓負(fù)增量控制。

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任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十七頁，共86頁。

2.2.3蓄電池充放電控制電路分析1.普通蓄電池充放電控制電路（1）電路結(jié)構(gòu)（2）工作原理2.基于UC3906的蓄電池充電器電路（1）UC3906的結(jié)構(gòu)和工作原理（2）充電參數(shù)的確定（3）應(yīng)用實(shí)際電路項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十八頁，共86頁。

2.2.4蓄電池容量的設(shè)計(jì)（1）將負(fù)載需要的用電量乘以根據(jù)實(shí)際情況確定的連續(xù)陰雨天數(shù)得到初步蓄電池容量。（2）蓄電池容量除以蓄電池的允許最大放電深度。（3）綜合（1）、（2）得電池容量的基本公式為

式中電量的單位是A﹒h，如果電量的單位是W﹒h，先將W﹒h折算成A﹒h，折算關(guān)系如下：

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任務(wù)2.3蓄電池的選型

第三十九頁，共86頁。

2.相關(guān)因素的考慮（1）放電率對(duì)蓄電池容量的影響（2）溫度對(duì)蓄電池容量的影響（3）實(shí)用蓄電池容量的計(jì)算考慮以上相關(guān)因素后，將有關(guān)修正系數(shù)代入后有

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第四十頁，共86頁。

（4）蓄電池串并聯(lián)數(shù)的確定串聯(lián)的蓄電池的個(gè)數(shù)等于負(fù)載的標(biāo)稱電壓除以蓄電池的標(biāo)稱電壓，即蓄電池并聯(lián)數(shù)的計(jì)算公式為：

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第四十一頁，共86頁。

3.蓄電池容量選擇其他幾種計(jì)算公式和方法設(shè)計(jì)蓄電池的容量還有以下幾種計(jì)算公式和方法:

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第四十二頁，共86頁。

2.2.5蓄電池的選型1.鉛蓄電池的主要技術(shù)參數(shù)（1）蓄電池的容量（A·h）①理論容量②實(shí)際容量③額定容量（2）蓄電池的電壓①開路電壓②工作電壓（端電壓）③浮充電壓④放電終止電壓

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第四十三頁，共86頁。

（3）放電時(shí)率和放電倍率蓄電池放電或充電至終止電壓的速度，稱為放電率或充電率，有放電時(shí)率（小時(shí)率）和放電倍率（電流率）兩種表示方法。①放電時(shí)率②放電倍率（4）內(nèi)阻電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化內(nèi)阻。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第四十四頁，共86頁。

（5）放電深度在蓄電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比稱為放電深度（6）自行放電率蓄電池的自放電是指蓄電池在開路擱置時(shí)自動(dòng)放電現(xiàn)象。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第四十五頁，共86頁。

2.蓄電池的命名方法、型號(hào)組成及其代表意義蓄電池名稱由單體蓄電池格數(shù)、型號(hào)、額定容量、電池功能或形狀等組成，如圖2-39所示。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

第四十六頁，共86頁。

3.蓄電池的選型根據(jù)離網(wǎng)光伏系統(tǒng)特殊的使用環(huán)境及條件，對(duì)蓄電池有如下要求：（1）具有深循環(huán)放電性能；（2）循環(huán)使用壽命長；（3）對(duì)過充電、過放電耐受能力強(qiáng)；（4）具有免維護(hù)或少維護(hù)的特點(diǎn)；（5）低溫下也具有良好的充電、放電特性；（6）具有較高的能量效率；（7）具有很高的性能價(jià)格比。目前離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)大多采用閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.3蓄電池的選型

返回第四十七頁，共86頁。

2.4.1光伏控制器的功能、分類及原理分析1.光伏控制器的功能光伏控制器的基本功能就是將光伏組件（陣列）產(chǎn)生的直流電能提供給蓄電池充電，同時(shí)防止蓄電池的過充電或過放電。此外，還具有一些其他保護(hù)功能，如防止反充功能、過載和短路保護(hù)功能。2.光伏控制器的分類按照輸出功率的大小不同可分為小功率光伏控制器、中功率光伏控制器、大功率光伏控制器。按照電路方式的不同，可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型、多路控制型、脈寬調(diào)制型、智能型和最大功率跟蹤型。按放電過程控制方式的不同，可分為常規(guī)放電控制型和剩余電量放電全過程控制型。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第四十八頁，共86頁。3.光伏控制器的電路及原理分析

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第四十九頁，共86頁。

3.光伏控制器的電路及工作原理（1）串聯(lián)型控制器

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十頁，共86頁。

（2）并聯(lián)型控制器

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十一頁，共86頁。（3）多路控制器

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十二頁，共86頁。

（4）脈寬調(diào)制型（PWM）控制器

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十三頁，共86頁。

（5）智能控制器

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十四頁，共86頁。

4.光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT控制技術(shù)）（1）最大功率點(diǎn)跟蹤控制（MPPT）原理

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十五頁，共86頁。

（2）最大功率點(diǎn)跟蹤控制（MPPT）方法①恒電壓跟蹤法

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十六頁，共86頁。②干擾觀察法

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十七頁，共86頁。

③電導(dǎo)增量法電導(dǎo)增量法也是MPPT控制常用的算法之一。通過光伏陣列P-U曲線可知最大值Pmax處的斜率為零，所以可以比較光伏陣列的瞬時(shí)電導(dǎo)和電導(dǎo)的變化量來實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤?？蓞⒁妶D2-52所示，光伏陣列的輸出特性曲線是一個(gè)單峰值的曲線，在最大功率點(diǎn)必定有dP/dU=0，其中P為光伏陣列的輸出功率，U為輸出電壓。如果dP/dU>0，系統(tǒng)工作在最大功率點(diǎn)的左側(cè)；如果dP/dU<0，系統(tǒng)工作在最大功率點(diǎn)的右側(cè)。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十八頁，共86頁。

④模糊邏輯控制模糊邏輯控制基于模糊推理系統(tǒng)，其本質(zhì)是以設(shè)備操作者的經(jīng)驗(yàn)和直覺為基礎(chǔ)，而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)則通常建立在被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型之上。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第五十九頁，共86頁。

（3）最大功率點(diǎn)跟蹤型控制器5.實(shí)用光伏控制器舉例

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第六十頁，共86頁。

2.4.2光伏控制器的選型1.光伏控制器的主要技術(shù)參數(shù)（1）系統(tǒng)電壓（2）最大充電電流（3）太陽能電池方陣輸入路數(shù)（4）電路自身損耗（5）蓄電池過充電保護(hù)電壓（HVD）（6）蓄電池充電保護(hù)的關(guān)斷恢復(fù)電壓（HVR）（7）蓄電池的過放電保護(hù)電壓（LVD）（8）蓄電池過放電保護(hù)的關(guān)斷恢復(fù)電壓（LVR）（9）蓄電池充電浮充電壓（10）溫度補(bǔ)償（11）工作環(huán)境溫度（12）其他保護(hù)功能項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第六十一頁，共86頁。

2.光伏控制器的選型光伏控制器選型中考慮問題的順序：首先，根據(jù)光伏系統(tǒng)蓄電池的電壓選擇光伏控制器的工作電壓等級(jí)；然后，根據(jù)光伏陣列（組件）的容量大小和光伏組件串的并聯(lián)數(shù)量，計(jì)算光伏控制器的充電電流和控制方式；再有，根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)選擇是否需要光伏控制器的蓄電池放電控制功能，如需要根據(jù)負(fù)載功率計(jì)算放電電流大??；最后，依據(jù)用戶要求選擇是否需要其他輔助功能，列出滿足要求的光伏控制器生產(chǎn)廠和型號(hào)，按系統(tǒng)配置最優(yōu)原則確定光伏控制器。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

第六十二頁，共86頁。

3.離網(wǎng)光伏電站的光伏控制器的選型離網(wǎng)光伏電站（系統(tǒng)）的裝機(jī)容量一般大于1kWp，選擇光伏控制器主要是根據(jù)系統(tǒng)要求確定控制器的電壓、電流、控制方式以及是否需要其他輔助功能。4.戶用光伏控制器的選型選用光伏控制器也應(yīng)先確定控制器的工作電壓和電流，由于只有1組光伏組件，控制方式應(yīng)選用脈寬調(diào)制（PWM）控制?？紤]用戶使用和維護(hù)的方便，光伏控制器的操作和顯示方式越少、越直觀越好，各種輔助功能盡量不要。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.4光伏控制器的選型

返回第六十三頁，共86頁。

2.5.1光伏逆變器的功能、分類及原理分析1.光伏逆變器的基本功能（1）自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能（2）防孤島效應(yīng)功能（3）電壓自動(dòng)調(diào)整功能（4）最大功率跟蹤控制功能

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第六十四頁，共86頁。

2.光伏逆變器的分類（1）方波逆變器（2）階梯波逆變器（3）正弦波逆變器項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第六十五頁，共86頁。

3.逆變器的基本電路結(jié)構(gòu)逆變器的基本電路結(jié)構(gòu)如圖2-56所示。由輸入電路、主逆變電路、控制電路、輸出電路、輔助電路和保護(hù)電路等構(gòu)成。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第六十六頁，共86頁。

4.逆變器的工作原理（1）基本電路工作原理

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第六十七頁，共86頁。

（2）單相推挽逆變器電路原理

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第六十八頁，共86頁。

（3）半橋式逆變器電路原理

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第六十九頁，共86頁。

（4）全橋式逆變器電路

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第七十頁，共86頁。

（5）三相逆變電路

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第七十一頁，共86頁。

（6）正弦脈寬調(diào)制技術(shù)（SPWM）采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第七十二頁，共86頁。

2.5.2光伏逆變器的選型1.逆變器的主要技術(shù)參數(shù)（1）逆變器效率（2）額定輸出容量（3）額定輸出電壓（4）輸出電壓的波形失真度（5）額定輸出頻率（6）負(fù)載功率因數(shù)（7）保護(hù)措施

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

第七十三頁，共86頁。

2.光伏逆變器的選型（1）光伏逆變器的配置選型（2）并網(wǎng)光伏逆變器的配置選型

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.5光伏逆變器的選型

返回第七十四頁，共86頁。

2.6.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)1.雷電的基本概念2.雷電的基本形式及危害（1）直擊雷及危害（2）感應(yīng)雷及危害（3）雷電侵入波3.獨(dú)立光伏電站易遭雷擊的主要部位4.雷電的防護(hù)設(shè)備按照防雷技術(shù)理論基礎(chǔ)，防雷系統(tǒng)由外部防雷系統(tǒng)、內(nèi)部防雷系統(tǒng)、過電壓保護(hù)系統(tǒng)組成。外部防雷系統(tǒng)由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成；內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要由避雷器、接地裝置兩部分組成。項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.6防雷及光伏陣列支架的設(shè)計(jì)

第七十五頁，共86頁。

（1）接閃器接閃器位于防雷裝置的頂部，其作用是利用其高出被保護(hù)物的突出地方把雷電引向自身，承接直擊雷放電。①避雷針避雷針是用來保護(hù)建筑物等避免雷擊的裝置。

項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.6防雷及光伏陣列支架的設(shè)計(jì)

第七十六頁，共86頁。②避雷線懸于線路相導(dǎo)線、變電站設(shè)備或建筑物之上，用于屏蔽相導(dǎo)線直接攔截雷擊并將雷電流迅速泄入大地的架空導(dǎo)線，又稱架空地線。

③避雷帶和避雷網(wǎng)當(dāng)受建筑物造型或施工限制不便直接使用避雷針或避雷線時(shí)，可在建筑物上設(shè)置避雷帶或避雷網(wǎng)來防直接雷擊。項(xiàng)目2光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任務(wù)2.6防雷及光伏陣列支架的設(shè)計(jì)

第七十七頁，共86頁。