太阳能光伏发电课程设计(共15页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上1 太阳能发电概述1.1 太阳能光伏发电背景 能源短缺是当今社会中的热点问题，它直接制约着经济和社会的发展，可再生能源的利用也就成了当今世界关注的焦点之一。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。近年来太阳能的利用得到了世界各国的广泛关注，美国、日本、德国相继提出了“阳光计划”、“节能计划”等大力发展太阳能光伏发电技术。自“六五”以来我国政府也一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。 中国1958年开始研制太阳能电池，1959年第一块有实用价值的太阳能电池诞生。中国于1971年3月首次应用太阳能电池作为科学实验卫星的电源，开始了太阳能电池的空间应用。中国于1973年首次在灯浮标上进行应用太阳能电池供电试验，开始了太阳能电池的地面应用。经过40多年的努力，中国的光伏发电技术已具有一定的水平和基础。到2002年地，已建成10个初具规模的光伏电池专业生产厂，光伏电池组件的年生产能力约为10MW,其中单晶硅电池为8WM，非单晶硅电池为2WM。中国光伏电池的主要产品是单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池。商品单晶硅电池组件的转换效率为11%14%，功率为3570Wp。商品多晶硅光伏电池组件的转换效率为10%13%，功率为3570Wp。商品非晶硅光伏电池组件的转换效率为4%6%，功率为1112Wp，为单节p-I-n电池。 2002年中国光伏电池组件的产量约为9MW，其中单晶硅和多晶硅光伏电池组件约为8MW，非晶硅光伏电池组件约为1MW。在单硅和多晶硅光伏电池组件中，包括用进口光伏电池封装的组件，未包括出口的草坪灯等消费品用的光伏电池。在非晶硅光伏电池组件中，未包括出口的电子计算器等消费品用的光伏电池。2002年中国单晶硅和多晶硅光伏电池组件的售价为3340元/Wp，非晶硅光伏电池组件的售价为2426元/Wp。从总体上讲，与国外发达国家相比，中国的光伏发电技术及其产业还有很大差距，存在的主要问题是：(1）规模小。目前中国商品晶体硅光伏电池生产厂的规模化在310MW之间，比国外的50100MW的生产规模小得多。(2）技术水平低。目前中国商品晶体硅光伏电池组件的光电转换效率多在10%14%之间；组件的封装水平低，工程应用不时发现有的组件经过几年的使用有发黄、起跑、焊线脱落、效率下降等现象出现；组件的实际使用寿命，也不如国外产品。非晶硅光伏电池厂只能生产单节电池，转换效率低，稳定性差，目前尚不能生产双节和三节电池。(3）平衡设备薄弱落后。光伏发电用的控制器、逆变器等关键平衡设备，至今尚缺少具有一定规模并拥有较先进生产和检测设备的专业工厂生产，仅在几个研究所和小厂少量生产，技术性能不够高，可靠性较低，品种规格少，价格也高，更谈不上研究开发更先进的产品。(4）用材料的国产化程度不高。银浆、低铁钢化玻璃、PVF、TPT等关键封装材料尚未真正实现国产化。国家曾把专用材料的国产化列入“八五”攻关计划进行攻关，虽然取得了一定成果，但性能仍然不如国外产品，各生产厂为保证产品质量，目前许多专用材料仍然从国外进口。(5）成本、价格高。目前晶体硅光伏电池组件的生产成本约为2530元/Wp，平均售价约为3345/Wp，成本和售价均高于国外产品，在国际市场上缺乏竞争力，“入世”实行进口光伏电池零关税后受进口产品的冲击很大。6）产品与系统的标准、规范不健全，检测认证体系尚待完善与建立。 而且面对当前的能源短缺，故需要建立一套完整的家用太阳能发电系统，来满足一个家庭日常的基本的电能需要。1.2 太阳能光伏发电数据负载数据表 1-1设计负载电器名称规格型号耗电功率数 量每日工作时间日耗电量电脑液晶显示100W251000wh打印机250W11250wh传真机150W11150wh电冰箱150L100W18800wh洗衣机300w10.5150wh微波炉1000w111000wh电视接收机/VCD25W16150Wh收音机3W1515Wh水泵400W11400Wh照明节能灯11W86528Wh彩色电视95W16570Wh总计3224W1940.55013Wh蓄电池(铅酸) 额定电压12V 电量200AH由上图计算得日耗电量为L=5013wh1.3 太阳能发电原理及结构光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。国产晶体硅电池效率在10至13%左右，国外同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。光伏效应 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.50.6V。通过光照在界面层产生的电子空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。 太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理 光电直接转换方式该方式是利用光伏效应，将能直接转换成电能，光电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。 （1）电池单元：由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件（阵列）。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。 若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，于是就有“光生电流”流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。（2）电能储存单元：太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间（发电时间）的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。1.4 太阳能发电各个部分的材料及作用（1）太阳能电池在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。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。也是家用太阳能发电中价值最高的部分。(2)蓄电池组其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：自放电率低；使用寿命长:深放电能力强；充电效率高；少维护或免维护；工作温度范围宽；价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。(3)充放电控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。(4)逆变器是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。成本高，但可以适用于各种负载。逆变器保护功能：a、 过载保护；b、短路保护；c、接反保护；d、欠压保护；e、过压保护；f、过热保护。除了具有静态旁路逆变器的功能之外，还可以将市电供给电池充电，可以保证电池电压不会低于某一值后导致过放，有些功能更强大一点的逆变器还可以进行市电与逆变的功能互补，比如一个额定容量7 KW的逆变器，需要共给一个10KW的负载，光靠逆变器来的7KW的电是不行的，并且一般的逆变器150%过载时间不会超过几分钟，在这种情况下，双向逆变器的优点体现出来了，它可以逆变7KW，再加上市电3Kw来供给10KW的负载。这一点在系统升级时是非常重要的，如果一个系统正常工作在额定功率下，在负载稍微加大的情况下就要么系统无法工作，要么就需要投入大量的成本来进行系统扩容，这都不合算(5)交流配电柜在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电，同时还有对线路电能的计量。(6)发电系统反充二极管太阳能光伏发电系统的防反充二极管又称阻塞二极管，在太阳电池组件中其作用是避免由于太阳电池方阵在阴雨和夜晚不发电或出现短路故障时，擂电池组通过太阳电池方阵放电。防反充二极管串联在太阳电池方阵电路中，起单向导通作用。因此它必须保证回路中有最大电流，而且要承受最大反向电压的冲击。一般可选用合适的整流二极管作为防反充二极管。一块板的话可以不用任何二极管，因为控制器本来就可防反冲。板子串联的话，需要安装旁路二极管，如果是并联的话就要装个防反冲二极管，防止板子直接冲电。防反充二极管只是保护作用，不会影响发电效果。2 设计计算2.1 负载计算 对于负载的估算，是独立光伏发电系统设计和定价的关键因素之一。通常列出所有负载的名称、功率要求、额定工作电压和每天用电时间。对于交流和直流负载都要同样列出，功率因数在交流功率计算中可不必考虑。然后，将负载分类并按工作电压分组，计算每一组的总的功率要求。接着，选定系统工作电压，计算整个系统在这一电压下所要求的平均安培·小时（Ah）数，也就是算出所有负载的每天平均耗电量之和。关于系统工作电压的选择，经常是选最大功率负载所要求的电压。在以交流负载为主的系统中，直流系统电压应当考虑与选用的逆变器输入电压相适应。通常，在中国独立运行的太阳能光伏发电系统，其交流负载工作在220V，直流负载工作在12V或12V的倍数，即24V或48V等。从理论上说，负载的确定是直截了当的，而实际上负载的要求却往往并不确定。例如，家用电器所要求的功率可从制造厂商的资料上得知，但对它们的工作时间却并不知道，每天、每周和每月的使用时间很可能估算过高，其累计的效果会导致光伏发电系统的设计容量和造价上升。所以负载的实地调查和统计是一项非常重要的工作。实际上，某些较大功率的负载可安排不同的时间内使用。在严格的设计中，必须掌握独立光伏发电系统的负载特性，即每天24h 中不同时间的负载功率，特别是对于集中的供电系统，了解用电规律后即可适时地加以控制。由表11计算得出日总耗电量L=5013wh2.2 蓄电池容量的估算设计一个完善的光伏发电系统需要考虑很多因素，进行多种计算。然而，对地面应用的独立光伏系统而言，最重要的是根据使用要求，确定合理的太阳电池方阵和蓄电池容量。在地面独立光伏发电系统中，蓄电池是仅次于光伏组件的最重要部件，而且随着光伏组件价格的不断降低，蓄电池在总投资中的比例正在逐渐增加。所以，合理配置蓄电池容量十分重要：容量过大，不仅增加投资，而且会造成蓄电池充电不足，长期处于亏电状态，加上自放电等原因，蓄电池容易损坏；容量太小，容易造成过放电，不能满足负载用电需要。结合参数分析法，蓄电池容量的计算可以根据用电负荷和连续阴雨天数来确定，实际计算可按式 （21）2.3 光伏方阵最佳倾角及入射能量的计算在设计地面应用的光伏系统时，首先要解决的关键问题就是要确定光伏方阵的倾角，并由此估计照射到方阵面上的太阳辐射量，才能得出所需的光伏方阵和蓄电池容量。在地面应用的光伏系统中，除了带有跟踪系统和安装在移动基座（如车辆、船只等）上的光伏方阵由于方向经常改变，不得已只能采用水平安装以外，其余固定式光伏方阵均采用倾斜安装的方式。按照不同的使用情况，方阵倾角有不同的要求。对于并网系统及极少数应用领域（如光电水泵），希望方阵全年接收到的辐射量最大，因而可取方阵倾角接近于当地纬度。而对于应用最广的独立光伏系统，则有其特殊的要求。（1）分析通常的独立光伏系统，由于负载用电规律和太阳辐射情况不相一致，一般都需要蓄电池作为储能装置。蓄电池有其额定容量，充满后如继续充电将产生严重过充，会损坏蓄电池。同时，蓄电池在放电时又只能允许一定的放电深度。因此，对蓄电池来说，要求尽可能均衡地充放电。然而，对一定的光伏方阵。其发电量是间歇性的，而且不同季节之间发电量差异很大。通过调节方阵的倾角可以适当缓解蓄电池和光伏发电量之间的矛盾。根据日地运动规律，在朝向赤道的适当倾斜面上所接收到的太阳辐射量要大于水平面上的辐射量。利用这个规律，有利于减小方阵容量，从而可降低投资费用。而且在一定范围内，倾角增大时，夏季照射在倾斜面上的太阳辐射量要减少，而冬季则增加，这正好符合光伏系统要求方阵全年发电尽量均衡的要求。然而，这两种变化并不成比例。随着倾斜角度的增加，夏季倾斜面上的辐射量减少较快，而冬季却增加得较慢。这种变化情况与许多条件，如当地纬度、直接辐射量在总辐射量中所占比例、地面反射情况等有关。因此，选取光伏方阵最佳倾角要综合考虑多种因素。通常的做法，选择最佳倾角是以当地全年太阳辐射量最弱的月份得到最大的辐射量为标准，该月份在北半球通常是12 月，南半球一般为6 月。然而，这样片面照顾太阳辐射最弱的月份，会使夏季方阵面上接收到的太阳辐射量削弱太多，甚至低于冬季的辐射量，这样做显然是不妥当的。在负荷不变的独立光伏系统中，蓄电池的充放电处于日夜小循环和季节大循环状态。从总体上来看，可以认为在辐射量较大的连续6 个月（称为“夏半年”）中，蓄电池处于充电状态，其余连续6 个月（称为“冬半年”）则处于放电状态。因此不应以某个月作为依据，而以半年为单位较为合适。若以H1和H2 分别表示夏半年和冬半年的平均日辐射量，则在水平面上H1H2。根据蓄电池均衡充电的要求，最好做到夏半年和冬半年在方阵面上的日辐射量相等，即H1= H2。但同时还要使方阵面上冬半年的日辐射量H2 尽量达到最大值，从而增加方阵在太阳辐射强度较弱月份的发电量。综合考虑这些因素，可以分别算出不同倾角时方阵面上夏半年和冬半年的平均日辐射量H1 和H2。一般情况下，随着倾角增大，H1 减少较快，而H2 增加较慢，并有一极大值。确定最佳倾角的方法是：H2 达到极大值时，如仍有H1 H2,则取H2 极大值所对应角度为最佳倾角。在H2 达极大值之前，已有H1= H2，如仍取H2 极大值对应角度，则有H1 H2，这时夏半年辐射量削弱太多，故应取H1= H2，所对应的角度为最佳倾角。（2）计算方法 根据各向异性的天空辐射模型，在纬度为处，倾角为的斜面上，其太阳辐射量为： （22）式中右端第1 项为倾斜面上的直接辐射量， b H 为水平面上的直接辐射量。对于朝向赤道的斜面：Rb= （23）式中 是太阳赤纬角，可由Cooper 方程近似计算： （24）式中n 为一年中的日期序号，根据式中S和ST分别为水平面和倾斜面上日出时角，由式4-1 计算：s=cos-1-tg×tg (25) （26）式中右端第2 项为天空散射辐射量，其中d H 为水平面上散射辐射量。o H 为大气层外水平辐射量，可由下式求出： （27）式中ISC=1367W/m2为太阳能常数。式右端第3 项为地面反射辐射量，实际上在总量中所占比例很小。式中H 为水平面上总辐射量。为地面反射率，范围大致为0.20.7，通常取=0.2。在实际应用时，倾角的计算结果精确到1 度已经足够。具体计算过程相当复杂，为此可利用计算机软件，只要输入安装地点的太阳辐射资料及地理纬度等数据，即可算出任意倾角下的平均日辐射量。并且，可自动在当地纬度的-20°+30°范围内每隔1°分别算出夏半年和冬半年的平均日辐射量H1和H2，然后根据前述原则，确定当地的最佳倾角及各月平均日辐射量。 平均峰值日照时数Tm由太阳能电池倾斜面方阵上有辐射资料的历年逐月日平均太阳能辐射量可求出全年平均日太阳辐射量HT,，并用单位mWh/cm2表示，除以标准日太阳辐射照度，即可求出平均峰值日照时数Tm，如式（2-8）所示。 （28）由于设计算相当复杂，需要借助仿真所以网上查资料得出陕北地区太阳能年辐射量为kwh/m2.年，年日照时数h，年平均日照时间3.8h4.45h 2.4 确定方阵最佳电流方阵应输出最小电流为 （29）式中，L为负载每天总耗电量；1为蓄电池充电效率（0.800.90）；2为方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数，通常可取0.90.95；3为方阵组合损失和对最大功率点偏离的修正系数，通常可取0.90.95。由方阵面上各月中最小的太阳能总辐射量HTmin可算出个月中最小的峰值时数Tmin，则方阵应输出的最大电流为： （210） 方阵的最佳电流值介于Imin和Imax之间，具体数值可用试验方法确定。方法是先选定一电流值IA，按月求出方阵的输出发电量，对蓄电池全年的荷电状态进行试验。方阵输出发电量可根据下式进行计算。 （211）式中，N为当月天数。而各月负载耗电量为： （212）两者相减，若E=EA-EL为正，表示该月方阵发电量大于用电量，能给蓄电池充电；若E为负，表示该月方阵发电量小于耗电量，要用蓄电池储存的电能来补充，蓄电池处于亏损状态。如果蓄电池全年荷电状态低于原顶定的放电深度（一般0.5），则应该增加方阵输出电流。当然，也可以增加或减少蓄电池容量。若有必要，还可以改变方阵倾角的值，以得出最佳的方阵电流IA。 (213)2.5 蓄电池容量的确定列表容量算出全年各月Ei的数值，并算出全年中E连续为负值（即连续亏欠量）的积累值Ei。如果全年只有一个连续亏欠期，它就是累积亏欠量之和。对比北半球来说，由于岁末年初是冬季，在计算累积亏欠量时应取两年进行连续计算。如有几个不连续的亏欠期，即在连续两个亏欠期之间有Ei为正的盈余量，则应扣除此盈余量。最后求出累积亏欠量Ei，这样即可确定蓄电池的： （214）式中，DOD为放电深度，对铅酸蓄电池最大可达75%80%。但考虑蓄电池的寿命等影响因素，一般取DOD=6070%为宜。 (2-15) 蓄电池容量与负载日耗电量相除，即可得到蓄电池的储备天数：对可靠性要求不是非常高的一般光伏系统，通常取n=510天即可。如得出的n太大，则适当增加所取方阵的工作电流，重新进行计算。如n过小，则适当减小方阵的工作电流，直到n处于以上范围为止。 原本的电池的特性为12V 200AH则需要电池的个数为 （2-16）2.6 确定方阵工作电压方阵的输出工作电压应足够大，以保证全年能有效地对蓄电池充电。因此，方阵在任何季节的工作电压须满足 （217）式中，Vf为蓄电池浮充电压；Vd为因阻塞二极管和线路直流损耗引起的压降；Vi为因温度升高引起的压降。众所周知，厂商出售的太阳能电池组件所标出的标称工作电压和输出功率最大值（Wp），都是在标准状态下测试的结果。由太阳能电池的温度特性曲线可知，当温度升高时，其工作电压有比较明显的下降，可用式（217）计算因温度升高而引起的压降Vi。二极管的压降Vd取值为0.3-0.8v。 (218)式中，a是太阳能电池的温度系数，对单晶硅和多晶硅电池来说，a=0.005，对非晶硅电池来说，a=0.003；Tmax为太阳能电池的最高工作温度（4560）；Va为太阳能电池的标称工作电压。蓄电池的浮充电压计算为Vd=1.175电池的额定电压电池个数 （2-19）故由式（2-16）计算得方阵的工作电压为 为满足方阵电池的电压要求故因此采用电池板的规格电压36v的两个电池串联即可达到目的。则满足要求的工作电压为362=72v2.7 确定方阵功率太阳能电池组件板的功率 （2-20）式中，atmax取值与式（2-17）中相同，K为考虑一些未知工作因素，而引入的安全系数，可根据电压等级，数据准确程度，运行环境等，在1.05-1.30之间选取。这样，只要根据算出的蓄电池组容量，太阳能电池组件的电流，电压及功率，参照厂商提供的蓄电池组件和太阳能电池组件性能参数，就可以选取合适的组件型号和规格了。 光伏发电太阳能电池方阵对于荫蔽十分敏感。在串联回路中，单个组件或部分电池被遮光，就可能造成该组件或电池上产生反向电压。因为受其他串联组件的驱动，电流被迫通过遮光区域，产生过热，严重时可能对组件造成永久性的损坏。采用旁路二极管可以解决这个问题。太阳能电池板规格表21型号 材料 功率 电压 电流 尺寸APM72M150W158x81 单晶硅 150 34.4 4.36 1580*808*35APM72M155W158x81 单晶硅 155 34.0 4.56 1580*808*35APM72M160W158x81 单晶硅 160 34.4 4.65 1580*808*35APM72M165W158x81 单晶硅 165 35.8 4.62 1580*808*35APM72M170W158x81 单晶硅 170 35.8 4.75 1580*808*35APM72M175W158x81 单晶硅 175 36.6 4.8 1580*808*35APM72M180W158x81 单晶硅 180 37.0 4.86 1580*808*35APM72M185W158x81 单晶硅 185 37.1 5.0 1580*808*35在选购太阳能电池组件时，如果用来按一定方式串联、并联构成方阵，所有组件的I-V特性曲线须有良好的一致性，以免方阵的组合效率过低。一般应要求光伏组件的组合效率大于95%。则计算一天太阳能发电要大于负载耗电5013w，则可取值为6000w。则计算出需要电池板的功率 （2-21） （2-22）电池板的要求电压为 （2-23）即串联两个电池板，则电池板的组数 （2-24）则需要故选择2*17的串并联方式的APM72M185W158*81型号的单晶硅的太阳能电池板共计34个。2.8 交流配电柜的选型表2-2 交流低压配电柜的型号型号额定电压(V)额定电流(A)额定短路开断电流(KA)额定短时耐受电流(1s)(KA)额定峰值耐受电流(KA)GGD1380A1000151530B600(630)C400GGD2380A1500(1600)303063B1000CGGD3380A31505050105B2500C2000根据式（2-9）和式（2-10）选取电流为1.6A，则选取GGD2 B型号的交流配电器。3 结论本文设计了太阳能光伏发电系统的组成、工作原理，对蓄电池充放电电路的参数进行了计算，求出了蓄电池的使用规格，太阳能电池板的选型，完成了一个家庭日常对电能的需求。根据太阳能原理对进行相关计算，完成太阳能组装图的绘制。这次课程设计主要完成了太阳能 设计系统的硬件组成及各部分的原理，该系统可以实现并稳定运行，具有良好的市场前景，太阳能光伏发电系统已经成为新能源开发的主流。通过这次课程设计，我们不仅对太阳能光伏发电系统有了初步的了解，提高了自身分析和解决问题的能力。致谢在本次论文的撰写中，我得到了赵红霞老师的精心指导。开始定方向还是在查资料准备的过程中，一直都耐心地给予我指导和意见，使我在总结学业及撰写论文方面都有了较大提高;同时也显示了老师高度的敬业精神和责任感。在此，我对老师表示诚挚的感谢以及真心的祝福。以及身边的同学的帮助。老师们给了我们很多指导和帮助。他们严谨的治学，优良的作风和敬业的态度，为我们树立了为人师表的典范。在此，我对所有的轻工与能源老师表示感谢，祝你们身体健康，工作顺利!参 考 资 料1王兆安.电力电子技术（第5版）M. 北京:机械工业出版社,2009.2王健、刘廷章、杨晓等.太阳能驱动的LED照明系统.自动化仪表M第12期,20083周志敏、纪爱华.阳能光伏发电系统设计和应用实例M.子工业出版社.2010年七月4谢建，马勇刚.太阳能光伏发电工程实用技术M.化学工业出版社.2010年5艾叶、刘廷章.独立式LED太阳能光伏照明系统的设计.M上海：上海大学，20106朱伟刚等. 太阳能光伏发电在中国的应用TM7李钟实.太阳能光伏发电系统设计施工与应用M.人民邮电大学出版社.8（澳）斯泰普尔顿/尼尔 译者王一波，郭靖太阳能光伏发电并网发电系统M.机械工业出版社.2014. 9李英姿.太阳能光伏发电并网发电系统设计与应用M.机械工业出版社，2014.10何道青，何涛，丁宏伟.太阳能光伏发电系统原理与应用设计M.化学工业出版社2012.11（美）瑞安.梅菲尔德.太阳能光伏发电系统设计及安装M.人民邮电出版社.201212王长贵.太阳能光伏发电实用技术M.化学工业出版社.2009专心-专注-专业