太阳能光伏通信电源的研究和设计_百度文库
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太阳能光伏通信电源的研究和设计
太​阳​能​光​伏​通​信​电​源​的​研​究​和​设​计
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常用3kW太阳能光伏发电系统设计方案76
第27卷??第9期；2011年5月；甘肃科技；Vol??27??No??9May????201；常用3kW太阳能光伏发电系统设计方案；县永平；1,2；(1??甘肃紫荆新能源有限责任公司,甘肃定西74；????太阳传递给地球的能源相当于130万亿t煤；热量,大约为全世界目前耗能的一万多倍；图1??太阳能光伏发电原理；2??1??设计缘由；通常情况下,在无电、缺
第27卷??第9期2011年5月甘肃科技Vol??27??No??9May????2011常用3kW太阳能光伏发电系统设计方案县永平1,2(1??甘肃紫荆新能源有限责任公司,甘肃定西??定西海丰投资开发有限责任公司,甘肃定西743000)摘??要:文章在叙述太阳能光伏发电基本原理的基础上,重点介绍了典型西北地区??????甘肃定西市常用3kW太阳能光伏发电系统的设计方案,就3kW太阳能光伏发电系统的太阳能电池功率、蓄电池容量、控制器、逆变器容量的选择以及系统电气方案设计做了说明。认为在市电不方便和架设距离偏远的西北地区大力推广家庭常用3kW太阳能光伏发电系统一体化应用技术,是完全可行和可能的。关键词:光伏发电;太阳能;3kW;设计方案中图分类号:TM615????太阳传递给地球的能源相当于130万亿t煤的热量,大约为全世界目前耗能的一万多倍。因此,开发太阳能,积极利用再生能源,成为解决能源危机的关键,据有关资料显示,世界光伏发电的总装机容量已高达43301MW左右,本世纪中叶,太阳能光伏发电将成为重要的发电方式。西北大部分地区日照极为充足,太阳辐射强烈,太阳能资源极为丰富,开发常用3kW太阳能光伏发电系统,正在成为无电、缺电、少电、间歇断电的西北一些市电不方便和架设距离远地区的首选。图1??太阳能光伏发电原理2??1??设计缘由通常情况下,在无电、缺电、少电、断电地区,在光照充足的条件下,能持续稳定输出3kW功率,就足可以提供一般家庭照明、炊事等用电能的需要。因此,设计输出功率3kW太阳能光伏发电系统具有实际意义。2??2??可行性分析根据计算,照射到地球上的太阳能比人类所消耗的总能量大6000倍,我国绝大多数地区都具有发展太阳能光伏发电的条件。本公司地处常年干旱少雨的甘肃省定西市,太阳能资源相对丰富,而这些地区有些山区至今缺电、时常断电,影响人民群众正常的生产生活,因而具备实施太阳能光伏发电系统基本条件。2??3??主部件设计2??3??1??设计依据????定西市介于东经103??52??~105??13??、北纬34??26??~35??35??之间。年日照时数为2725h,日照百分率62%,太阳年平均辐射量618??81kJ/cm(1719kW??h/m),年??0??的活动积温3614??8??,??10??的2有效积温3038??。相当于日辐射量1??7207kJ/cm(4??8kW??h/m)。安定区位于甘肃省中部,地跨北35??????2221??基本原理太阳能光伏发电是一种新型的发电方式,基本原理是光生伏特效应原理,也就是当太阳光照射在某些特殊材料上,会引起材料中电子的移动,形成电势差,从而由太阳光能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本元件被称为太阳电池半导体,即太阳能电池(片),它包括有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、控制逆变器几大部分组成,由这些电子元器件构成的系统,安装维护简便,运行稳定可靠。白天太阳能电池组件将太阳辐射出的光线转变为电能,储存在蓄电池里,在夜间或需要时,从蓄电池里将电能释放出来,用于照明和其他用途。如图1所示。太阳能电池组件是发电设备,蓄电池是储能设备,控制器逆变器充放电控制保护和直交流变换设备。2??3kW太阳能光伏发电系统设计与容量计算70??????????????????????甘??肃??科??技????????????????????????????????第27卷206??;安定区年平均太阳辐射量592??01kJ/cm2(1554kW??h/m),年平均日照2500??1h。用逆变器的时候要有适当的余量,以保证系统的耐冲击性和可靠性。逆变器功率容量计算公式:CN=KmP式中:CN??????逆变器功率容量;K??????安全系数,取1??2;m??????考虑感性或容性负载启动引起冲击电流而附加的因子,取1??2;P??????负载功率为3kW。将数字带入,求得逆变器功率容量CN=1??2??1??2??3=4??32kW,取整为4kW。2??4??系统电气方案设计从采光太阳能电池组件到蓄电池、控制逆变器用电端约50m,为减少损耗,采用220V供电方式。根据串并联电路电压、电流的分配特点,以及所采用的太阳能电池组件、蓄电池和控制逆变器的规格型号,分别计算太阳能电池组件、蓄电池和控制逆变器的数量。通常实用计算公式如下:电池组件的并联数??负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(Ah)??逆变器效率系数;电池组件的串联数??系统工作电压(V)??系数1??43/组件峰值工作电压(V);电池组件(方阵)总功率(W)=组件并联数??组件串联数??选定组件的峰值输出功率(W);蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah)??连续阴雨天数??放电率修正系数/最大放电深度??低温修正系数;蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压;蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量。经计算:采用标称电压24V,标称功率100Wp的太阳能电池组件,需要18块组件9串2并,总功率1??8kWp,输出电压216V。采用标称电压12V,容量200Ah的胶体蓄电池,需要18块蓄电池全部串联,总容量3600Ah,总电压也为216V,正好与太阳能电池组件输出电压匹配。采用12VDC输入,220VAC输出,功率为4kW(大于负载3kW)控制逆变器。转换效率不低于85%。控制器控制蓄电池的充放电,逆变器除进行逆变外,还设有过载、短路、防反接、防雷击等多项保护拟带负载功率P=3kW,平均每日用电时间t=3h,平均每天用电量Eo=Pt=9kW??h,可算得年用电量为H=365??Eo=3285kW??h。另需考虑阴雨天气下连续供电的天数D=3d。2??3??2??太阳能电池功率太阳能电池组件总容量的设计公式为:Wo=??H/QRn式中:Wo??????太阳能组件总容量(kWp);????????年用电同时率。取0??9;H??????年用电量(kW??h);2Q??????水平面上太阳年辐射量(kW??h/m);R??????太阳能组件表面接受年辐射量与水平面上太阳年辐射量的比值。一般取1??2;n??????考虑各种损失后系统总效率。将数字带入,求得Wo=0??9????1??2??0??8=1??79kWp2??3??3??蓄电池容量蓄电池容量的计算公式为:C=EoD/Ddn4式中:C??????蓄电池容量计算值,kW??h;Eo??????平均每天用电量,kW??h;D??????保障期,取为3d:Dd??????蓄电池放电深度,取0??7;n4??????逆变器效率,取0??85。将数字带入,求得C=9??3/0??7??0??85=45??38kW??h。采用12V蓄电池,可得Ah(安时)表示的蓄电池容量Co=C/12=3782Ah。2??3??4??控制器选择控制器全称为太阳能充放电控制器,是控制太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给负载供电的自动控制设备。能自动防止蓄电池过充电和过放电。它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制,并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出,是整个系统的核心控制部分。智能型太阳能控制器是工业级芯片,过充、过放、过载保护、短路反接控制,交直流输出。2??3??5??逆变器容量根据负载的类型确定逆变器的功率和相数,根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量。对于独立,第9期????????????????????袁汉秀:防风固沙草方格在酒航公路中的应用73????4)随着植物在草方格中定居生长和进一步演化,沙面趋向固定,生物结皮的厚度、硬度增大,有机质逐渐在沙层中积累。5)虽然草方格沙障能在一定时期内起到固沙作用,但随着时间的推移,草方格会腐朽损坏,所以需要定期更换,以保证其固沙作用的正常发挥。图2??金塔公路管理段防风固沙工程防风治沙是一项群众性、社会性、公益性很强的事业,也是一项涉及多行业、多学科、多部门的系统工程,必须依靠社会各界共同的努力才能完成,目前,防风固沙措施还处于逐步探索阶段,以上是金塔公路管理段近几年在防风固沙中的一些经验,并希望让我们以后的生活远离沙害,共建绿色家园。参考文献:[1]??徐新文,胡玉坤,潘伯荣.塔里木沙漠公路防沙体系的防护效益[J].干旱区研究,1998(1).[2]??柯丛茂.草(枝条)方格沙障沙害预测预报模型的研究[J].南昌水电学报,2002(2).[3]??王振亭,郑晓静.草方格沙障尺寸分析的简单模型[J].中国沙漠,2002(3).[4]??李生宇,雷加强.草方格沙障的生态恢复作用[J].干旱区研究,2003(3).5??结论1)草方格沙障能增大地表的粗糙度,有效降低地表的风速,而无草方格固定的地表则处于风蚀状态。2)在草方格形成的风积环境条件下,细粒沙物质能够将落在沙表面的植物种子埋起来,便于植物种子的生长[4]。草方格中细粒物质的增多,能够将夜间空气中凝结的水分和微弱的降水蓄积在沙层表面,不至于很快下渗到沙层的下部,一定程度上为浅根植物的生长提供了短暂的水分供应。3)细粒物质中多含有碳酸钙、二氧化硅和盐分,它们能溶解于水中并下渗,毛细作用可以将其带到沙表面,失水后将细粒物质胶结在一起,硬化而形成沙面结皮。(上接第70页)2??5??供电保障措施本系统以太阳能光伏发电系统为主供电系统,为保障供电的安全性,以交流市电为备用系统,确保在连续阴雨天气下保证向负载供电。图2和图3分别是用太阳能供电和交流市电供电的示意图。设备质量较重,运输安装仍然不便。4??结语在西部大开发战略指导下,贯彻科学发展观,以节能减排为目标,加快太阳能技术、开发应用和推广,国家在推行绿色能源初期,在常用太阳能发电使用政策上给予倾斜和鼓励。开发常用3kW太阳能光伏发电系统,可以减少输配电损失,节约了电费,维护运行成本低,自动化程度高。常用3kW太阳能光伏发电系统,正在成为无电、缺电、少电、断电以及市电不方便和架设距离远地区的首选。在西部地区大力推广家庭常用3kW太阳能光伏发电系统一体化应用技术,使之用到更广阔场所,是完全可行和可能的。参考文献:[1]??孙仲武,张俊君??大学校园太阳能光伏发电的实践及构想[J].陕西建筑,2009(9).[2]??张金花??太阳能光伏发电系统容量计算分析[J].甘3??缺点与不足1)太阳能电池组件和蓄电池数量多,占地空间大。2)冬季雪天阴天效果不理想,需市电补充。3)肃科技,2009(12).[3]??韩志强,姚国兴??新型光伏充电控制器[J].智能电网与智能电器低压电器,2010(18).包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、专业论文、文学作品欣赏、外语学习资料、生活休闲娱乐、应用写作文书、行业资料、常用3kW太阳能光伏发电系统设计方案76等内容。
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并网光伏发电系统的计算机辅助设计
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你可能喜欢1010&年世博会大力倡导低碳生活理念．世博会的太阳能光伏设施由我国自主研发和设计，目前在国际上处于领先水平．中国馆、主题馆，世博中心、演艺中心等屋顶和玻璃幕墙上安装了总装机容量超过4.68兆瓦的太阳能发电设施，年平均发电量约408万千瓦时，每年能减排二氧化碳4000吨，是国内面积最大的太阳能光伏电池示范区，特别是主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世界单体面积最大的太阳能屋面．
（1）从物理的角度看，太阳能光伏发电与传统的火力发电有哪些优点？
（2）世博园区光伏发电系统年均发电量408万KWoh，我们学校的最大用电负荷为100KW．这些电能可以供学校所用用电器同时工作多长时间？
（3）世博园区采用的是接收面积为2m2的太阳能电池板，其光电转化率为20%．如果太阳光照射到该电池板时每平方米面积上1s内平均得到的太阳能辐射约为1.0×103J，则它的发电功率是多少？若平均每天光照时间约8小时，则每块太阳能电池板一个月可产生多少电能？（每个月平均按20天晴天计算．）
（1）从能源危急和环境保护方面分析．传统的火力发电用的是煤碳，煤碳是一次能源，是不可再生能源，总会有一天用完．而太阳能光伏发电用的是太阳能，太阳能是可再生能源，取之不尽，用之不竭．所以，太阳能光伏发电比传统的火力发电更有前景．
太阳能光伏发电安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；不会造成环境污染．而传统的火力发电要排放大量废气，造成环境污染．
（2）有消耗的电能和功率可求出时间．
（3）先求出太阳能电池板1s内平均得到的太阳能辐射，再由光电转化率求出转化成的电能；即可求出发电功率．
然后有时间和功率求出电能．
解：（1）太阳能光伏发电比传统的火力发电更有前景．太阳能光伏发电安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；不会造成环境污染．
（2）W=Pt，t==6kwoh
=4.08×104h．
（3）太阳光照射到该电池板时每平方米面积上1s内平均得到的太阳能辐射约为1.0×103J，所以，2m2的太阳能电池板1s内平均得到的太阳能辐射为：2.0×103J．
光电转化率为20%，所以，2.0×103J的太阳能转化成的电能是：W=2.0×103J×20%=400J．
所以功率是：P===400W．
每块太阳能电池板一个月可产生的电能：W总=Pt=0.4KW×8h×20=64kwoh．
答：（1）太阳能光伏发电与传统的火力发电的优点有：电安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；不会造成环境污染．太阳能光伏发电比传统的火力发电更有前景．
（2）这些电能可以供学校所用用电器同时工作4.08×104h．
（3）每块太阳能电池板一个月可产生的电能是：64kwoh．}