本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-家用獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

《太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)課題名稱(chēng)：家用獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)班級(jí)：新能本121姓名：楊維佳學(xué)號(hào)：2012213104一、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求要求：1、具備獨(dú)立查閱光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)和資料的能力；具有查閱光伏電池、蓄電池、控制器和逆變器等光伏器件參數(shù)和型號(hào)的能力；具有收集、加工各種信息及獲取新知識(shí)的能力。2、具備獨(dú)立設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的能力，能提出并較好地實(shí)施方案，能對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置進(jìn)行分析研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)。3、具備數(shù)值計(jì)算、仿真、繪圖和文字處理等能力。4、工作努力，遵守紀(jì)律，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期圓滿(mǎn)完成規(guī)定的任務(wù)。5、報(bào)告內(nèi)容簡(jiǎn)練完整、立論正確、討論充分、論述流暢、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、結(jié)論合理；技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確、符號(hào)規(guī)范統(tǒng)一、編號(hào)齊全、書(shū)寫(xiě)工整、圖表完備。6、工作中有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)前人工作有一定改進(jìn)或獨(dú)特見(jiàn)解。7、內(nèi)容不少于3000字。技術(shù)參數(shù)：1、光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝地點(diǎn)：沈陽(yáng)；2、保證4個(gè)連陰天正常供電；3、負(fù)載表數(shù)量功率使用時(shí)間熒光燈520w/盞5h/天電視機(jī)，電腦2200w/個(gè)3h/天洗衣機(jī)1600wh/天電冰箱11000wh/天任務(wù)：1、選擇適當(dāng)?shù)墓夥姵?、蓄電池、逆變器和控制器?、設(shè)計(jì)合理的光伏發(fā)電系統(tǒng)；3、利用PVsyst軟件和有關(guān)理論模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。二、進(jìn)度安排1、2014.12.29選題、分析查找相關(guān)資料、熟悉PVsyst軟件2、2014.12.30提出設(shè)計(jì)方案、思路和系統(tǒng)框圖、系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)3、2014.12.31討論、修改、進(jìn)一步優(yōu)化方案，光伏發(fā)電系統(tǒng)各部件的選型4、2015.01.04寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)報(bào)告初稿5、2015.01.05整理課程設(shè)計(jì)報(bào)告、交稿 三、參考資料或參考文獻(xiàn)1、楊金煥、于化叢、葛亮著.太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù).第1版.電子工業(yè)出版社.2009年。2、李鐘實(shí)著.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工與維護(hù).第1版.人民郵電出版社.2010年。3、PVsyst軟件應(yīng)用教程。②控制器的確定a方陣最大電流（短路電流）Ifsc=Np×Isc×1.25=9×3.8A×1.25=42.75Ab最大負(fù)載電流I=1.56×Pl/U=1.56×w/24v=46.8A故逆變器和控制器可選用4000w的控制逆變一體機(jī)，最好是正弦波。3.7系統(tǒng)配置清單序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)參數(shù)數(shù)量1太陽(yáng)能電池組件Poly60Wp1x36cells17V3.8A18塊2蓄電池TXE1100/OPzS10001130Ah2V12塊3光伏發(fā)電一體機(jī)4000w1臺(tái)第四章家用獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果與討論4.1由pvsyst軟件仿真結(jié)果1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖4.1pvsyst仿真模擬結(jié)果通過(guò)圖4.1可以看出本次設(shè)計(jì)所選用的電池尺寸及相關(guān)參數(shù)型號(hào)：電池自主放電天數(shù)4天，電池預(yù)留量5%，額定電壓24V，電池容量609Ah，用電單價(jià)1.64EUR/kwh，下面的條形圖可以看出可以獲得的太陽(yáng)能量：3.7kwh/day，用戶(hù)需要的能量為3.3kwh/day，雖然10月，11月的太陽(yáng)能不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，但是可以將其他月份剩余電流存儲(chǔ)起來(lái)，補(bǔ)償這兩個(gè)月的電量，綜合考慮得出，依靠本地太陽(yáng)能發(fā)電量可以滿(mǎn)足用戶(hù)全年用電量的需求。2方位角及傾斜角的選用方位角一般取正南方向，通過(guò)pvsyst仿真模擬得出傾斜角為51度。圖4.2由pvsyst軟件仿真模擬出傾斜角3用戶(hù)負(fù)載輸入圖4.3用戶(hù)負(fù)載輸入由圖可知，通過(guò)pvsyst界面輸入得到負(fù)載日耗電量3300wh，月耗電量99000wh。4蓄電池，太陽(yáng)能電池組件選型及系統(tǒng)電路圖4.4蓄電池及電池組件選型圖4.5系統(tǒng)電路如圖4.5系統(tǒng)電路已經(jīng)將控制器。逆變器，蓄電池及太陽(yáng)能組件接入里面。系統(tǒng)智能匹配，最佳溫度20攝氏度。4.2系統(tǒng)仿真結(jié)果分析4.2.1太陽(yáng)能日均輸入/輸出關(guān)系圖4.6光電池日均輸入/輸出散點(diǎn)圖如圖4.6所示，為全年每日每平方米的太陽(yáng)輻射量和電能出產(chǎn)情況，橫坐標(biāo)表示全天每平方米太陽(yáng)能輸入能量，縱坐標(biāo)表示系統(tǒng)全天一平方米輸出的有效能量，每一點(diǎn)就是一天，從圖中可以看出系統(tǒng)的能量效率，斜率越高則能量效率越高，據(jù)估算最高點(diǎn)坐標(biāo)(7.5,6.2)，最低點(diǎn)坐標(biāo)（0.2，0.1），系統(tǒng)斜率估算為0.86。圖中某些點(diǎn)系統(tǒng)輸入量很高而產(chǎn)能較低，可能是電池溫度影響了效率。4.2.2產(chǎn)能分析圖4.7系統(tǒng)產(chǎn)能量如圖3.7電池組件每天損耗0.05kwh，太陽(yáng)能丟失1.11kwh，系統(tǒng)和電池控制損失-0.29kwh，供給用戶(hù)3.06kwh。從數(shù)據(jù)看出系統(tǒng)損失不是很大，有充足的能量供給負(fù)載使用。其中3月到5月產(chǎn)量較大，并有剩余電量存儲(chǔ)到蓄電池中。4.2.3系統(tǒng)能量利用率和用戶(hù)需求滿(mǎn)足率如圖4.8所示，該用戶(hù)能量利用率為0.799，用戶(hù)滿(mǎn)足需求率1.000，能量利用率很高，用戶(hù)需求率100%，可以充分的滿(mǎn)足用戶(hù)需求，所以將本設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，可以投入到實(shí)際應(yīng)用中。圖3.8系統(tǒng)能量利用率和用戶(hù)需求率4.2.4蓄電池充電電壓圖3.9蓄電池平均充電電壓如圖3.9可以看出，蓄電池充電狀態(tài)與用戶(hù)滿(mǎn)足率基本相當(dāng)。但是一月，七月，十月，十一月，十二月充電較低，主要原因?yàn)樘?yáng)輻射量較低，或者碰到連續(xù)陰雨天導(dǎo)致太陽(yáng)輻射量，但是整體來(lái)說(shuō)還是可以滿(mǎn)足用戶(hù)需求。4.2.5組件日輸出量圖4.10光伏組件日輸出量圖4.10所示為光伏組件在這一年中每天輸出的有效能量，途中輸出不規(guī)則可能是天氣原因，連續(xù)陰雨天可能影響日發(fā)電量的輸出，二是可能夏季氣溫過(guò)高造成光伏組件發(fā)電量較低，綜合考慮，本次設(shè)計(jì)略微改進(jìn)在實(shí)際應(yīng)用中可以實(shí)施。第5章心得體會(huì)短短一周太陽(yáng)能課設(shè)結(jié)束了，由于放假原因，實(shí)際的課設(shè)并不足五天，但是在這段時(shí)間中，我還是學(xué)會(huì)了許多東西。首先，在老師的幫助下，我可以熟練的掌握pvsyst軟件的操作方法，并且可以利用該軟件進(jìn)行模擬仿真，對(duì)實(shí)際案例，只要在軟件上輸入負(fù)載所在地，負(fù)載需求等一系列基本信息，便可模擬出太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)，還可以對(duì)相關(guān)器件進(jìn)行選型等等。其次，通過(guò)在圖書(shū)館和上網(wǎng)查閱資料，可以了解設(shè)計(jì)一個(gè)家用獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本步驟和對(duì)一些器件的選型要求，太陽(yáng)能組件的串并聯(lián)，蓄電池的個(gè)數(shù)及參數(shù)選型。最后，在整個(gè)小組的努力下，我們終于完成了對(duì)該案例的設(shè)計(jì)?？傊?，在這次課設(shè)