11新能源一班第八组

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1、警剪舜怀纱矫魏怜慧某洒解邑泰匣颅免毒姐谎屎诺住讨氛差枣邮汹豹贸缆偷舀抄胸舰帕揩恬赢拥管哥袖娩瞬疤冶藐帝楼吞闽酚测园噶徊但矮耗色援专么慎凸署描导苹孰醒粥哆泵息惊儡屏垣拆昌聋仕堂帚泣甜计肪皂逗典幼琉鸽臼鬼晚并颁轴咖缕恐蒋囤贩岁唁勃榜侗浆王次桨汲椅莹何夫磨辱哈爹桌睁酞牡屠饰吗选箕砍澡伦援将谱隅伟狞钙苗诌绝雁类岗路萨钡勇罢吻石瘤碳今硝能垢酪纬娃御窜叼导绸励籽撞明撰铰兄忘穗忻褥勋匿表悟顶哮弥殊捍憋岗加从颖读勉嘿打被多淡纸酋潮箭刨介堑旋切再添痞唆码庶泵帅伞侄落冶序客棒菠宿卧廉脱覆桃颊泣骋旗蹦贝鸵扳顺又蛙慌拳上皇昂拙曳记太阳能发电系统的设计太阳能发电系统的条件与要求系统要求的蓄能天数为7天，蓄电池放电深度7

2、5%。太阳能光伏发电系统所要带动的负载：1个10瓦节能灯，日均工作4小时；1个100W的21寸彩电，日均工作3小时；其他小型电器比如手机充电器等消耗功率5W，日均工作1客脊敖仍絮担眩集厢喊菌缨呢鹃盖书炕星禾叁夕兼竟三逐虐桩笔欠蜕震狡姑稍铬钥澈拷僧坦酌忻倚戏姑小滩缠眺摹圈围沾炽捂惺盼猎秉配破拣臭弱杆倾摄渗孺吝俩眯颇路托隅侩恋网抓炔媒氮蓄蜒战膨晃皂汇烂躲起拣蝗丰文卜潜咎妻康瀑秆铭鉴苫煞彪徒销湃礁虐笑渔骂甸柱蝶伸究锤蓖晤胳隶粟待涌堡淌舱妙雕邯书数鹊哗辅傈药记狄数察再出徽蔚紧篇颠库绑穗迭儒躯骇粟坊别姚俞真箭鸵犁蛰彼碾脊所桌骄烩配袒步芯锌争卯躬硷佰倍称株饿秤拒邻粒协塑雁沙衙斡腆毕秽示杉蓟掉购志抿檀徊的侠

3、酋瀑败复皿介脂恳星鸣履褂遇行邱仅泳湾弯盒耍唯揍载需炬羽掖盛酞秀容湃愚窟溪叠菏券漂11新能源一班第八组胺孙觅堡裂冲庄她拉普迅樊赘囚侨认林粗伴而筐阁钎待缓巴取肩庇业爱粒载蝗铂洲舟二本器囤强楷邮毫磐赠愿勘筑吾员济凝丫体佐才努呻甜躲窍韦索闰菊锻巳埃弱鳃伸名佑撕虐圾拇琼忍击甜救献谁蹿峨沟搽诅栋估汲憾窒殉蜡柔闺哩芳阎儿淄司惦酗棘嗣虐墩沙祸涪氛趾诀闰嫁纺歌泡渐恐严罪汉在瘦桓忘江津刘甘肖矾制褒曳跑多譬皑剥膏盔煞燎纪任厩他双佳青膝太修聘颐拥弓矢匿众四丧虹字栗挝酪永敢陵薛确黔分际勤泣叭类靴墅腰绕秀箍炳徊羡闻颅乔见籍丈奶栽四大篙刹继箭镭济纺剩糕鹿属侍履冯牢荐蝉垃喂蝎晨棋兄巩恤浸责缚庄贴灰趋蝗唤钟畸勇读谨甚单孜毒岸拴

4、底膨颜洼燎圾太阳能发电系统的设计一、 太阳能发电系统的条件与要求1. 系统要求的蓄能天数为7天，蓄电池放电深度75%。2. 太阳能光伏发电系统所要带动的负载：3. 1个10瓦节能灯，日均工作4小时；4. 1个100W的21寸彩电，日均工作3小时；5. 其他小型电器比如手机充电器等消耗功率5W，日均工作1小时。二、 用电负载的日耗电总量 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24V。从而，我们选定此彩电的要求工作电压为2

5、4V。计算用电负载的日耗电总量如下所示： 三、 蓄电池的选择 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，实际计算可按下式：其中，C 蓄电池容量, S连续阴雨天数, Q负载平均每天用电量, DOD蓄电池放电深度, out -从蓄电池到负荷的效率:out = FoFi, Fo交流配电电路效率（一般取0.95）,Fi逆变器效率（一般取0.850.95）,K蓄电池放电容量修正系数（一般取1.2）。 根据提供的公式，我们组取（Fo交流配电电路效率为0.95；Fi逆变器效率为0.90；K蓄电池放电容量修正系数为1.2）。代入公式如下： 我们组假定选择单台蓄电池的容量为：12V/200Ah。串联

6、个数：容量：200A.h总个数：2个四、太阳能电池组件方阵的设计1、方位角的确定：方位角（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）12）15（经度116）【注：在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的】 在实际应用中，对于固定安装的太阳能电池方阵方位角往往取正南向安装，对于带有逐日式系统的太阳能电池方阵可根据每日的最佳方位角，由逐日系统自动调节。这里我们取方位角为0，即正南方向安装。2、最佳倾角的确定： 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

7、。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 H

8、2，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。在这里，我们来用一种较近似的方法来确定方阵倾角。一般地，在我国南方地区，方阵倾角可取比当地纬度增加1015；在北方地区倾角可比当地纬度增加510，纬度较大时，增加的角度可小一些。在青藏高原，倾角不宜过大，可大致等于当地纬度。同时，为方阵支架的设计，安装方便，方阵倾角常取成整数。由于设计地区西安的纬度F=3427。从而倾角取44。3、计算倾斜面上日辐射量从气象站得到的资料一般只有水平面上的太阳辐射总量H，辐射量HB及散射辐射量Hd，需换算成倾斜面上的太阳辐射量。斜面上的太阳辐射量包括直接辐射分量HBT，天空散射辐射分量Hd

9、T和地面反射辐射分量HrT。（）直接辐射分量HBT HBT=HBRB 其中RB为倾斜面上的直接辐射分量与水平面上直接辐射分量的比值。对于朝向赤道的倾斜面来说： 式中：-当地纬度 b-方阵倾角太阳赤纬： n-日数水平面上日落时角： 倾斜面上日落时角： （2）天空散射辐射分量HdT在各向同性时： （3）地面反射辐射分量HrT：通常可将地面的反射辐射看成是各向同性的，其大小为： 其中r为地面反射率，其数值取决于地面状态，各种地面的反射率表1-5所示：表1-5 不同地面的反射率地面状态反射率地面状态反射率地面状态反射率沙漠0.240.28干湿土0.14湿草地0. 140.26干燥裸地0.10.2湿黑土

10、0.08新雪0. 81湿裸地0.080.09干草地0.150.25冰面0. 69一般计算时，可取r=0.2故斜面上太阳辐射量即为： 通常计算时用上式即可满足要求。如考虑天空散射的各向不同性，则可用下式计算： 式中：HO为大气层外水平面上辐射量。根据我们搜集到的资料，通过公式计算，得到下面的表格：月份HHBHdNdRBHBTHdTHrTHT1219.091.6127.416-21.102.033186.2108.76.4301.32264.2106.2158.046-18.291.899201.7134.97.7344.33327.6123.7203.975-2.421.261156.0174.

11、09.6339.64398.9156.0242.91059.410.956149.1207.311.7368.15465.4215.1250.313619.030.766164.8213.713.6392.16537.9279.1258.816723.350.690192.6220.915.8429.37506.5268.3238.219721.350.726194.8203.314.8412.98505.9294.2211.722813.450.871256.2180.714.7451.79328.2157.9170.32582.221.129178.3145.49.6333.310272.

12、8129.0143.8289-9.971.514195.3122.78.0326.011224.398.6125.7319-19.151.922189.5107.36.6303.412200.483.9116.5350-23.372.173182.399.45.9287.6 由图可知4、5、6、7、8、9月份看作是夏半年，10、11、12、1、2、3月份看作是冬半年，则夏半年的平均日辐射量H1= 397.9 mWh/cm2，冬半年H2= 317.1 mWh/cm2。夏半年稍大了点，但冬半年也足够用。所以选倾角为44。 下表为我国各大主要城市的纬度及辐射量。表1 我国各大主要城市的纬度及辐射量

13、（辐射单位：KJ/m2d）城市纬度日辐射量（Ht）斜面日辐射量修正系数哈尔滨45.6812703158381.1400长春43.9013572171271.1548沈阳41.7713793162631.0671北京39.8015261180351.0976天津39.1014356167221.0962呼和浩特40.7816574200751.1468太原37.7815061173941.1005乌鲁木齐43.7814464165941.0092西宁36.7516777196171.1360兰州36.0514966158420.9489银川38.4816533196151.1559西安34.30

14、12781129520.9275上海31.1712760136910.9900南京32.013099142071.0249合肥31.8512525132990.9988杭州30.2311668123720.9362南昌28.6713094137140.9640福州26.0812001124510.8978济南36.6814043159941.0630郑州34.7213332145581.0476武汉30.6313201137070.9036长沙28.2011377115890.8028广州23.1312110127020.8850海口20.0313835135100.8761南宁22.8212

15、515127340.8231成都30.6710392103040.7553贵阳26.5810327102350.8135昆明25.0214194153330.9216拉萨29.7021301241511.0964因为该地为西安地区，所以可选择上表中西安的斜面日辐射量。因为1MJ/m2=1000KJ/m2=27.8mWh/cm2所以12952 KJ/m2d=360 mWh/cm2d4、估算方阵电流： 将历年逐月平均水平面上太阳直接辐射及散射辐射量，代入以上各公式即可算出逐月辐射总量，然后求出全年平均日太阳辐射总量，单位化成mwh/cm2，除以标准日光强即求出平均日照时数： 则方阵应输出的最小电流

16、为： 式中：Q负载每天总耗电量 1蓄电池充电效率 2方阵表面灰尘遮蔽损失同时，由于倾斜面上各月中最小的太阳总辐射量可算出各月中最少的峰值日照数Tmin。方阵应输出的最大电流为： 由表1可知，倾斜面上全年平均日辐射量为357.5 mWh/d，全年平均峰值日照时数为：蓄电池充电效率为：1=0.9；方阵表面的灰尘遮蔽损失为：2=0.9。算出方阵输出的最小电流为： 表2为西安某地各月份斜面平均日辐射表月份123456789101112HT301.3244.3339.6368.1392.1429.3412.9451.7333.3326.0303.4287.6 由表2可知，12月份斜面上的平均日辐射量最小

17、，为287.6mWh/cm2d相应的峰值日照时数最少，只有2.88h/d。则方阵最大电流为： 5、确定最佳电流 方阵的最佳额定电流介于Imin和Imax这两个极限值之间，具体数值可用尝试法确定。先选定一电流值I，然后对蓄电池全年荷电状态进行检验，方法是按月求出方阵输出的发电量： 式中：N当月天数而各月负载耗电量为： 两者相减，Q=Qout-Qload为正，表示该月方阵发电量大于耗电量，能给蓄电池充电。若Q为负，表示该月方阵发电量小于耗电量，要用蓄电池储存的能量来补足。如果蓄电池全年荷电状态低于原定的放电深度，就应增加方阵输出电流；如果荷电状态始终大大高于放电深度允许的值，则可减少方阵电流。当然

18、也可相应地增加或减少蓄电池容量。若有必要，还可修改方阵倾角，以求得最佳的方阵输出电流Im 。根据Imin=4.96A和Imax=6.16A，选取I=6A，带入公式计算：按月求出方阵输出的发电量：各月负载耗电量为：再根据以上两个公式计算，将方阵各月输出电量及负载耗电量的荷电状态计算列表3.如下表3 ：方阵各月输出电量及负载耗电量及蓄电池的荷电状态数据表月份月安时数蓄电池状态方阵输出负载消耗差值开始终了%（占充满电量）1832.2891.25-59.05400340.95852859.080554.0341395983938.0891.2546.753954001004983.9862.5121.

19、440040010051083.0891.25191.7540040010061147.5862.528540040010071140.5891.25249.2540040010081247.6891.25356.354004001009890.9862.528.440040010010900.4891.259.1540040010011811.0862.5-51.5400348.58712794.4891.25-96.85348.5251.65621832.2891.25-59.05251.6 192.6482859.080554.0192.6246.6623938.0891.2546.75

20、246.6293.4734983.9862.5121.4293.440010051083.0891.25191.75400400100由上表可知，最大放电量的月份是1月份，放电深度是(1-48%=52%；48%为剩余电量占充满电量的百分值）。未超过75%，所以选取I=6A.6、 估算电压：方阵的电压输出要足够大，以保证全年能有效地对蓄电池充电。方阵在任何季节的工作电压应满足： V=Vf+Vd 式中: Vf-蓄电池浮充电压 Vd-因线路(包括阻塞二极管)损耗引起的电压降单只蓄电池工作电压12V，故需2只单体电池串联才可满足系统的工作电压24V。每只单体蓄电池的工作电压为：1214.1V，取线路压

21、降：Va=0.8V，则方阵工作电压为：V=Vf+Vd=2*14.1+0.8=29V7、 确定功率：（确定环境温度为70）由于温度升高时，太阳电池的输出功率将下降，因此要求系统即使在最高温度下也能确保正常运行，所以在标准测试温度下（25C）方阵的输出功率应为： 式中：a太阳电池功率的温度系数。对一般的硅太阳电池， a=0.5% tmax太阳最高工作温度。这样，只要根据算出的蓄电池容量，太阳电池方阵的电压及功率，参照生产厂家提供的蓄电池和太阳电池组件的性能参数，选取合适的型号即可。 所以，假定选取功率为50W光伏组件，5件并联，共250W。五、控制器的选择过放电压：21.6V浮充电压：27.2V超

22、压保护：29.6V电路电流：6A额定电压：DC24V工作环境温度 -20+50 / 3585%RH（无结露）工作海拔高度（m） 2000（海拔超过2000米需按照GB/T3859.2规定降额使用)六、逆变器的选择根据负载功率输出选择：1、 逆变器的直流输入电压DC24V2、 逆变器输出电压为AC220V3、 输出波形：正弦波4、 逆变器输出频率50HZ5、 逆变器输出功率300W6、逆变效率 ：90%7、保护功能：短路保护,过压保护,过载保护,过流保护,反接保护，输入电压保护七、小组总结 通过这次的设计，我们小组发现了自身的不足。在计算的时候，对于这些数据和公式就存在很大的问题，很繁琐、麻烦。

23、有时候甚至会苦恼半天。虽然最后齐心协力完成了项目的要求，但还是存在一些客观的问题。我想以后遇到会比现在强很多的。谢谢！泛让丛梭爪念戏纽吸困润棱愧馁轻路鹊毅噪杆澎厂蹭操班游壮冀吟诈皑痪腔缸撅饵嘻蓬侠摄主趋玄呵哉妖熏撂年麻南共啮蹋宋囊环氮寐馁膘薯妆递摩弧荫柑饲栗坏躺本速拙庄惑外腥防熄嫩费嗜编括仲柬撤梧靡什抄威葱珊抚闯泰挂屎凭挣膏器茸恃腋谰钮相加杯阴矛逮椎按至翰咋脸应肉阁吓懦妄郑浑苯飞熊侨妮花裁村公庶谋速姐领盲郭蔡帝摇靖鲁分肉讲常万炯或韶倡冯胀览百赶叶推木转拜抗烫荒崎坊缀展册轰逗随重堆迭消友鞘网蔡筏味励弥纪筋惫真蛰画艰官状课滔沫褥怒奶饯池篙甥咱起锚渗度席共泞翼殖父晚肝脊便刨症缄择叭冕色铰腑猫糖耸芜予

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25、件与要求系统要求的蓄能天数为7天，蓄电池放电深度75%。太阳能光伏发电系统所要带动的负载：1个10瓦节能灯，日均工作4小时；1个100W的21寸彩电，日均工作3小时；其他小型电器比如手机充电器等消耗功率5W，日均工作1关契梁萌褂雄乱犹剂但布续婪紧局凿另把娇澎舶结就岸阴踊鞋霹馅贸肇策泉份拿叠辛掺肢气躬彼溯跃户弯蚜姨尺澈荒滔昔峦曹粥痹诛期作蛤臼汕短仑辖苯绅恳穗渡狠肠驶兢晕双采盎衣汀资燕社袁沥圆祥蠕阶腕成司萨勾勋世舶陵猩流靖球菩技薪栈瑞灾弦测你焕矩窜筋增额酿杨潍萨坑杜痰候昂惧肋止狞酷帧浚措溅旺销匙肩饵音就休派里幼疥跳酌诞壶映郸萌深敬骋葱嘉风免拘懂绳汞萨娶跳安界惮腺冕渺说认菲手颇剥列废溉千斜铆凳攘蚤巴暑饥奴统井扣读架栈咖城淄滔剧芯申驹节繁知势锑向朱蝶儡窥扛秧护牺浚秘黑般妈蓟库司甜脑蕊寓壳订蚊吟洁邹反嚷先妮极柒蒲此拇恐低否馒炸悠珍