中小型民用光伏电源系统

我国能源形势 我国是世界上**的能源消费国之一，同时也是世界能源生产大国。目前我国能源供应出现如下情况：过于依赖煤炭，给周围的环境造成了沉重的压力；能源技术落后，产品能耗高，造成了资源的极大浪费！从长远看，能源资源及其供应能力将对我国能源系统的可持续性构成重大的威胁。 有数据指出，预计到2020年，中国一次能源需求量将比2000年增加50-150%。显然，要满足未来社会经济发展对于能源的需求，完全依靠煤炭、石油等常规能源是不现实的。 因此，在大力提高效能的同时，积极开发和利用可再生能源，特别是资源量**，分布*普遍的太阳能将是我国的必由之路。 一、 光伏发电成本接近燃煤发电成本 成本高在目前和今后相当长时间内都是制约光伏市场发展的根本瓶颈。以科学发展观分析这个问题，目前成本高是可以通过政策扶持得到解决的，我国《可再生能源法》已于2006年初开始执行，在法规政策拉动下，我国光伏市场和产业将会快还发展，光伏系统的技术经济指标将大幅度进步，按照光伏发电发展的经验分析，到2030，光伏系统价格有望达到$2.6/W。光伏发电成本可以降到6-8美分/KWH，基本达到届时的计入外部本本的煤电成本。 二、 太阳能光伏独立发电系统介绍 1、 现状 2、 中国有非常丰富的太阳能资源。太阳能资源与太阳的辐射、经纬度和云量直接有关。太阳能资源随着时间和地点的变化而产生改变，一年四季每时每刻都不一样。由于太阳光入射角度的倾斜和在到达地面前必须穿过很厚的大气层，纬度越高，太阳能资源越着。中国拥有**太阳能资源的地方是西藏、青海、甘肃和宁夏等（可参看太阳能资源分布图），在这些地区，年日照时间都在2200小时以上，是非常有利用价值的。 3、 系统特点 太阳能光伏发电系统是结构比较简单。用太阳能电池组件组成的方阵通过控制器向蓄电池组充电。然后，蓄电池组的电能通过逆变器转换成220V交流电供居民、社区和生产性用户使用。太阳光只在白天有，而且有时还会受到云层和阴雨天气的影响，基于这种太阳能的自然本质，用蓄电池组储能是必不可少的。 太阳能光伏独立发电系统改善了人们的生活质量，也同时使得小规模经营性用电成为可能。但是，太阳能光伏独立发电系统所能供应的电量远远不如常规电网。所以，虽然系统的电力质量与常规电网没有区别（220V，AC，50HZ）），但必须限制用户使用大功率用电器的尝试。对于中小型民用光伏电源发电系统，一般只为居民家庭和社区供电，改善他们的生活质量，同时允许一些相对耗电比较少的有限的生产性运用。这些系统其实大多都在晚上运行。对于稍大的民用系统，电力供应能延长工作时间，但也仅仅只能供应非常小的生产性负荷，如冰箱和冰柜。大功率的用电设备如空调、电热水器等，它们超出了太阳能光伏发电系统的能力范围。 太阳能光伏电池组件非常昂贵，是整个系统中*主要的投资，蓄电池组的投入和更换是第二个主要的投入，随后的运行和管理费用非常低微，根据实际情况和各种因素，决定恰当的系统规模是首要的考虑。太阳能光伏独立发电系统一般由太阳能电池组件、太阳能充电控制器、蓄电池组和逆变器构成。 太阳能电池方阵：太阳能电池方阵必须是相同特性的模块按串并联达到设计的额定定量。安装太阳能电池方阵时必须根据当地的地理纬度保持一个倾角，以保证在一年中能获得*多的太阳能，或者保证在一个季度中能获得*多的太阳能，而倾角随着季节调整。其安装结构设计必须保证模和框架之间有良好的连接，并能承受每秒28米的强风。 蓄电池组：蓄电池组容量的设计和确定基本上与风力发电系统一样。但是，太阳能只在白天有，而用电往往在晚上，太阳能光伏发电系统必须把白天获得的电能储存到晚上使用。 （图为系统工作示意图） 三、 实例介绍 实例一、8000W的户用系统 按我国西部某个村庄为例: 8000W的户用系统

负载	负载功率	负载数量	工作时间	总功耗
灯	1440	120	4 hours	5760WH
电视机	480	6	4 hours	1 0WH
	50	2	4 hour	200WH
影碟机	50	2	4 hours	200WH
洗衣机	1600	4	6	9600WH
冰柜	800	4	10	8000WH
水泵	80	8	5	400WH
其它	200		4	800WH
合计				26880WH
配置： 8000W组件； 7000AH/96V 免维护铅酸蓄电池；附属件:控制器/逆变器电缆、防护箱、支架等 可保证4个连续阴雨天

（8000W组件方阵） 实例二、1600W的户用系统 以青海建一个气象观测站为例: 1) 当地气象地理条件: 纬度:34—39度 海拔高度:>3000米 年平均风速:>5米/秒 太阳电池方阵面上的年辐射量: >180千卡/CM2 *长无日照天数:2天 2) 单位气象站负载情况

1600W的户用系统

负载	负载功率	负载数量	工作时间	总功耗
遥测仪	AC 30W	1	24 hours	720WH
微机/打印机	AC 330W	1	6 hours	1980WH
照明	AC 80W	1	5 hour	400WH
通讯设备	AC 100W	1	12 hours	1200WH
合计	AC 0W			4300WH
配置： 1600W组件； 1800AH/24V 免维护铅酸蓄电池；控制器/逆变器 2*800W；电缆、防护箱、支架等 可保证2个连续阴雨天

实例三、

800W户用太阳能发电系统

负载	负载功率	负载数量	工作时间	总功耗
灯	8-9W	4	3 hours	108WH
收音机	5W	1	3 hours	15WH
洗衣机	220W	1	1 hour	220WH
	25W	1	4 hours	100WH
彩电	75W	1	4 hours	300W
微波炉	800W	1	0.5 hour	400WH
冰箱	130W	1	14 hours	1820WH
合计	1291W			2963WH
配置： 800W组件； 700AH/24V 免维护铅酸蓄电池；控制器/逆变器 2000W；电缆、防护箱、支架等 可保证3个连续阴雨天

（800W组件方阵图） 实例四、500W Household Solar Power System

负载	负载功率		数量	工作时间		总功耗
灯(广告灯箱)		480	1	8hours	3840WH
合计					3840WH
配置： 500W组件；免维护铅酸蓄电池600AH/12V；控制器50A；电缆、防护箱，支架等。可保证2个连续阴雨天

实例五、200W Household Solar Power System

负载	负载功率		数量	工作时间		总功耗
灯		8-9W	4	3 hours	108WH
收音机		5W	1	3 hours	15WH
洗衣机		220W	1	1 hour	220WH
		25W	1	4 hours	100WH
彩电		75W	1	4 hours	300W
合计		361W			740WH
配置： 200W组件；免维护铅酸蓄电池180AH/24V；控制器/逆变器1000W；电缆、防护箱，支架等。可保证3个连续阴雨天

实例六、 75W Household Solar Power System

负载	负载功率	数量	工作时间	总功耗
灯	8-9W	2	3 hours	WH
彩电	75W	1	3 hours	225WH
合计	94W			279WH
配置： 75W组件；免维护铅酸蓄电池 60AH/24V；控制器/逆变器300W；线缆和防护箱，支架等。 可保证3个连续阴雨天

四、 系统的选址、安装、验收、使用与维护 1、选址 太阳能光伏发电系统中的电池组件方阵应当以**倾角向南安装。不能被树木或建筑物遮挡，安装要求牢固，抗风。组件之间的连接电缆要求抗老化，并能够抵御气侯和紫外线照射的影响，另外，接线盒也要求密封。 2、组件方阵的验收 检查太阳能电池组件是否完好。接线是否规范。机械连接是否牢固；方阵各个支路的输出是否正常。检查支架是否已经接地。 3、使用和维护 注意保持组件表面的清洁，如果有灰尘或树叶等，应将其清除。也可以在组件边缘安装防鸟针。在大雪、冰雹之后也应及时进行清扫。定期检查组件是否有异常，组件之间的连接，组件的功率输出等等。 五、 民用光伏发电系统给民众带来的好处。 众所周知，电能彻底改变人们的生活：通过使用家电，能减轻我们的工作量和劳动时间；现代化先进的通讯设备也需要电，使得相对封闭的农村与外部世界联系在一起，有的能在家里上网销售自己的农产品。而我们的医院也需要电的供应，有了电，同学们也不用再在蜡烛或煤油灯下去看书学习了，对保护他们的眼睛也起到了重要的作用。以上这些作用对于边远的山区就显得格外重要。比如在西藏的，一户人家只需一个20W左右的电池板加之相应的配置，晚上就可以在自己的家里用上电灯，也能看电视。这样他们就觉得和外面的世界联系起来了，可以看到他们以前生活中从未见过的新鲜事物，在漫长的夜晚也能娱乐了。 同样的，在一些边疆哨所，由于远离城市，架设电网非常困难，但使用了光伏发电系统后，情况就完全不一样了。在当地就能有电，供照明，工作，娱乐和其它方面。免去了许多不便和长距离铺设电缆的麻烦。 在一些牧区，用光伏发电也可以给水泵供电，这样可以从一些河流中抽水来供牛羊等饮用，也可以灌溉农田。 在许多城市里，十字路口的交通信号灯也是利用了光伏发电。给大家行路带来了方便。 太阳能是用之不尽，取之不竭的，也是绿色能源。目前，我国已经制订了《可再生能源法》，国家也认识到了新能源对于当代以及后世的重要影响，我国的太阳能事业是一个新起的朝阳行业，需要我们大家一起努力。而民用光伏发电系统也是一个新鲜的事物，我们将再接再厉，继续为广大民众安居乐业贡献微薄之力。