家用太陽能供電系統(tǒng)方案

1、家用太陽能供電系統(tǒng)一、概述1、太陽能供電系統(tǒng)的組成太陽能供電系統(tǒng)由太陽能電池組件、太陽能控制器、逆變器、蓄電池（組）組成。（1）太陽能電池組件：太陽能電池組件是太陽能供電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能供電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能量轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池組件的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本 電池組件的種類及特點(diǎn)：表1:類型單晶硅多晶硅非晶硅轉(zhuǎn)換效率12-18%10-16%6-8%使用壽命15-20 年15-20 年5-10 年平均價(jià)格曰車 昂貴較貴較便宜穩(wěn)定性好好差（會(huì)衰減）顏色黑色、深藍(lán)深藍(lán)晶體狀棕主要優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)換效率咼、工作 穩(wěn)

2、定，體積小。工作穩(wěn)定，成本 低。使用廣泛。價(jià)低，弱光性好， 多數(shù)用于計(jì)算器，電子表等主要缺點(diǎn)成本高轉(zhuǎn)換效率較低轉(zhuǎn)換效率最低，會(huì) 衰減。相同功率的 面積比晶體硅大一 倍以上。（2）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài), 并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_關(guān)、時(shí)控開 關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。（3）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池組件所供出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來 蓄電池的種類及特點(diǎn)表2:類別鋰電池鎳鎘電池鎳氫電

3、池免維護(hù)鉛酸電池膠體普通酸液充放電特性無記憶效應(yīng)， 使用時(shí)間長(zhǎng)， 重復(fù)充電可達(dá)1200次以 上。2小時(shí)的 急速充電?？梢灾貜?fù)500 次以上充放電， 但是記憶效應(yīng) 明顯，使用一定 時(shí)間后，需完全 放電后，才可充 電。沒有明顯的 記憶效應(yīng)，隨 充隨用，可以 重復(fù)500次以 上充電。1.2 小時(shí)的急速 充電。耐深放電，虧 電狀態(tài)下恢 復(fù)能為極好， 不會(huì)因若干 次虧電而失 去容量.壽命 長(zhǎng)，可達(dá)10 年。若干次虧電 而失去容量，易使電池報(bào) 廢.使用壽命一般為2-3 年。容量同等容量的 鋰電池重量 比鎳電池要 輕50%,單體電壓為3.6V單體電壓為1.2V.容量在200mAh-14000mAh單體電壓為

4、1.2V，容量是同體積的鎳 鎘電池的1.5-2 倍單體電壓有2V,6V,12V, 容量 5.5Ah-180Ah,2V可達(dá)3000AH單體電壓有2V,6V,12V, 容量5AH-200Ah,2V可達(dá) 3000Ah適用范 圍移動(dòng)通信、報(bào)警系統(tǒng)、儀器儀表、日用品等。太陽能系統(tǒng)、UPS通信設(shè)備 （2V）電動(dòng)車、發(fā)電、數(shù)據(jù)工 程等（4）逆變器：逆變器是一種將直流電（DC轉(zhuǎn)化為交流電（AC的裝置。 它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。逆變器還具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能，可改善光 伏發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。家用太陽能供電系統(tǒng)如圖:圖1：2、離網(wǎng)與并網(wǎng)太陽能光伏供電系統(tǒng)分為離網(wǎng)、并網(wǎng)發(fā)電及兩者結(jié)合。（1）通過太陽能光伏組件

5、將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)稱為光伏發(fā) 電系統(tǒng)，與公共電網(wǎng)相聯(lián)接的關(guān)系系統(tǒng)稱為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。（2）離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的使用獨(dú)立于電網(wǎng)， 如目前多用于弱電低功耗使用，女嘔 太陽能航標(biāo)燈和太陽能路燈等。 家庭用太陽能供電系統(tǒng)為離網(wǎng)光伏系統(tǒng)。（3）離網(wǎng)與并網(wǎng)發(fā)電結(jié)合，有較強(qiáng)的適應(yīng)性，例如可以根據(jù)電網(wǎng)的峰谷電 價(jià)來調(diào)整自身的發(fā)電策略，但是其造價(jià)和運(yùn)行成本較上述兩種方案高。3、太陽能供電系統(tǒng)的應(yīng)用方式家用太陽能供電系統(tǒng)可以單獨(dú)使用， 脫離市政用電，費(fèi)用較高。也可以與市 政用電配合使用，作為市政用電的補(bǔ)充，在停電或小功率電器用電上使用太陽能 供電。二、太陽能供電的優(yōu)點(diǎn)1、太陽能資源取之不盡，用之不竭。照

6、射到地球上的太陽能要比人類目前消耗的能量大6000倍。另外，根據(jù)太陽產(chǎn)生的核能計(jì)算，太陽要照耀地球600多億年。2、綠色環(huán)保。光伏發(fā)電本身不需要燃料，沒有二氧化碳的排放，不污染空氣，不產(chǎn)生噪聲。3、應(yīng)用范圍廣。只要有光照的地方就可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng)。4、 使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高。晶體硅太陽能電池壽命長(zhǎng)達(dá)20-35 年；由于無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，可靠性高，加之現(xiàn)在均采用自動(dòng)控 制技術(shù)，基本不用人工操作。5、太陽能電池組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小且輕，便于運(yùn)輸和安裝，光伏發(fā)電系 統(tǒng)建設(shè)周期短。6、系統(tǒng)組合容易。若干太陽能電池組件和蓄電池單體組合成為系統(tǒng)的太陽 能電池方陣和蓄電池組；逆變器

7、、控制器也可以集成。所以光伏發(fā)電系統(tǒng)可大可 小，極易組合、擴(kuò)容。三、家用太陽能供電現(xiàn)狀1、中國(guó)家用太陽能供電現(xiàn)狀由于對(duì)太陽能光伏發(fā)電的認(rèn)識(shí)不足， 費(fèi)用昂貴，缺乏政策支持，中國(guó)在家用 太陽能發(fā)電上還非常落后。我國(guó)的光伏產(chǎn)品 95%上依靠出口市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)太 小。中國(guó)約有100萬戶家庭主要依靠光伏發(fā)電系統(tǒng)解決基本的生活照明用電。但大多數(shù)都是牧區(qū)的牧民家庭，這些家庭的通電水平還比較低，一般只能滿足基本 的照明需要。除此以外，還有林區(qū)和農(nóng)區(qū)的農(nóng)戶和養(yǎng)蜂戶以及無電的學(xué)校、商店等小單位已在使用家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)， 還有一些缺電地區(qū)的城鎮(zhèn)居民，也 成為家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的用戶。2、國(guó)外家用太陽能供電

8、現(xiàn)狀歐美以及日本在太陽能發(fā)電上走在世界前列， 家用太陽能上，政府給予補(bǔ)貼 （日本補(bǔ)貼設(shè)備安裝費(fèi)用的 50%，鼓勵(lì)家庭利用太陽能供電。同時(shí)，將多余的 電賣給電力公司，同時(shí)，電力公司也積極收購(gòu)，所得收入用來抵扣部分電費(fèi)。五、太陽能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)上需考慮的因素1 、是否適合太陽能發(fā)電一一太陽能發(fā)電系統(tǒng)使用地點(diǎn)、日光輻射情況、氣 候條件。2 、太陽能電池組件的選擇一一系統(tǒng)的具體負(fù)載、數(shù)量及功率、各類負(fù)載每 天需要工作的時(shí)間。（這是最關(guān)鍵冋題）3、逆變器的選擇一一系統(tǒng)的輸出電壓、直流，交流，或者直流交流都需要5、蓄電池的選擇一一如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣，系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天。6、控制器的選擇 負(fù)載的情

9、況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動(dòng)電流多大。六、太陽能供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖2:家用太陽能供電系統(tǒng)圖可從家庭的電家用太陽能供電系統(tǒng)功率需要根據(jù)家庭電器所需功率來決定 器種類、功率大小、數(shù)量、使用時(shí)間來估算1、整體利用太陽能表3：2400Wp家用/辦公太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)載電器名稱規(guī)格型號(hào)耗電功率數(shù)量每日工作時(shí)間日耗電量照明節(jié)能燈11W86528Wh電腦液晶顯示100W251000Wh打印機(jī)激光250W11250Wh傳真機(jī)噴墨150W12150Wh電冰箱150L100W124800Wh洗衣機(jī)300W10.5150Wh微波爐1000W111000Wh空調(diào)1.5匹1200W153000Wh衛(wèi)星電視接收機(jī)

10、/VCD25W16150Wh彩色電視21寸95W16570Wh水泵400W11100Wh總計(jì)3800W7698Wh2、部分電器使用太陽能(1)電器較多的使用設(shè)計(jì)表4:1600Wp家用/辦公太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)載電器名稱規(guī)格型號(hào)耗電功率數(shù)量每日工作時(shí)間日耗電量照明節(jié)能燈11W86528Wh電腦液晶顯示100W251000Wh打印機(jī)激光250W11250Wh傳真機(jī)噴墨150W12150Wh電冰箱150L100W124800Wh洗衣機(jī)300W10.5150Wh微波爐1000W111000Wh衛(wèi)星電視接收機(jī)/VCD25W16150Wh彩色電視21寸95W16570Wh水泵400W11100Wh總計(jì)26

11、00W4698Wh(2)電器較少的使用設(shè)計(jì)表5：800Wp家用/辦公太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)載電器名稱規(guī)格型號(hào)耗電功率數(shù)量每日工作時(shí)間日耗電量照明節(jié)能燈11W64264Wh電腦液晶顯示100W15500Wh打印機(jī)噴墨30W1130Wh傳真機(jī)噴墨150W11150Wh電冰箱150L100W124800Wh洗衣機(jī)300W10.5150Wh微波爐(選項(xiàng))1000W10.5500Wh彩色電視水泵總計(jì)21寸25W70W200W2000W150Wh60.5420Wh100Wh2264Wh設(shè)備配置:太陽電池組件：800Wp免維護(hù)蓄電池：400AH/24V;逆變器：2000W ;充電控制器：30A。可以連續(xù)工作三

12、個(gè)陰雨天微波爐與辦公設(shè)備只能選其一。如果太陽電池組件采用1000Wp微波爐與辦公設(shè)備即可同時(shí)使用七、家用太陽能供電系統(tǒng)費(fèi)用1、硬件費(fèi)用中國(guó)國(guó)內(nèi)家庭整體用電一般需要輸出功率 3000-5000瓦，少數(shù)需要更高。目 前，國(guó)內(nèi)家用太陽能供電成本約 30元左右/瓦（太陽能板功率），若一棟別墅需 要1萬瓦的系統(tǒng)，整體硬件成本費(fèi)用為 30萬左右，部分廠家報(bào)價(jià)在50-70萬。太陽能電池組件是該系統(tǒng)的組要部件，太陽能電池組件由許多片太陽能板組 成，每片100瓦-200瓦，價(jià)格為13-18元/瓦。1萬瓦的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，太陽 能組件價(jià)格為13-18萬元。廠家介紹，由于采用的材料與品牌不同，整個(gè)系統(tǒng)的 價(jià)格有一定

13、差異性。2、安裝維護(hù)費(fèi)用太陽能電池組件部分使用壽命較長(zhǎng)， 廠家承諾10年以上，一般能用25年左 右。蓄電池壽命3-5年，逆變器壽命3-5年，控制器壽命3-5年。蓄電池、逆變 器、控制器更換總共費(fèi)用最低約 2萬元人民幣。太陽能供電系統(tǒng)安裝需要專業(yè)的安裝人員，一般的小電工無法安裝。故，需 要廠家派人指導(dǎo)與安裝。太陽能板安裝多在屋頂，部分安裝在庭院內(nèi)。若安裝在 庭院內(nèi)需要支架，一個(gè)支架價(jià)格 3000元左右。100瓦/塊的太陽能板面積約1 1.2平米，1萬瓦功率需要100塊，共需面 積100-120平米。150瓦/塊的太陽能板面積約1.6平米，1萬瓦需要67塊，共 需面積約107平米。售后服務(wù)是個(gè)大問題，如果系統(tǒng)正常使用，一般3-5年甚至更久才更換一次 設(shè)備。但不排除不正常使用或人為損壞，沒有專業(yè)的技術(shù)人員、設(shè)備及配件，維護(hù)上比較麻煩，費(fèi)用較高。八、建議1、太陽能電池組件是該系統(tǒng)的核心，也是費(fèi)用最高的部分。國(guó)外必須提供 別墅使用電器的名稱、數(shù)量、功率以及每天使用時(shí)間，沒有這些數(shù)據(jù)，廠家做不 出產(chǎn)品方案，做不出報(bào)價(jià)。以國(guó)外提供的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)調(diào)查表中的數(shù)據(jù)來看，廠家根本無法做方案， 至少需要電器的名稱、數(shù)量及使用時(shí)間，國(guó)內(nèi)可以估計(jì)大致功率。如需要詳細(xì)的 產(chǎn)品方案，必須有詳細(xì)的調(diào)查數(shù)據(jù)。2、別墅太陽能供電系統(tǒng)不能完全脫離市政用電， 只能作為市政用電的補(bǔ)充。 主要原因有二：（1）成本高。太