中小型民用光伏電源系統(tǒng)介紹

納陽(yáng)新能源科技有限公司中國(guó)民用太陽(yáng)發(fā)電領(lǐng)導(dǎo)者。中小型民用光伏電源系統(tǒng)吳攀峰一、我國(guó)能源形勢(shì)我國(guó)是世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)之一，同時(shí)也是世界能源生產(chǎn)大國(guó)。目前我國(guó)能源供應(yīng)出現(xiàn)如下情況：過(guò)于依賴煤炭，給周圍的環(huán)境造成了沉重的壓力；能源技術(shù)落后，產(chǎn)品能耗高，造成了資源的極大浪費(fèi)！從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，能源資源及其供應(yīng)能力將對(duì)我國(guó)能源系統(tǒng)的可持續(xù)性構(gòu)成重大的威脅。有數(shù)據(jù)指出，預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)一次能源需求量將比2000年增加50-150%。顯然，要滿足未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于能源的需求，完全依靠煤炭、石油等常規(guī)能源是不現(xiàn)實(shí)的。因此，在大力提高效能的同時(shí)，積極開發(fā)和利用可再生能源，特別是資源量最大，分布最普遍的太陽(yáng)能將是我國(guó)的必由之路。二、光伏發(fā)電成本接近燃煤發(fā)電成本成本高在目前和今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都是制約光伏市場(chǎng)發(fā)展的根本瓶頸。以科學(xué)發(fā)展觀分析這個(gè)問(wèn)題，目前成本高是可以通過(guò)政策扶持得到解決的，我國(guó)《可再生能源法》已于2006年初開始執(zhí)行，在法規(guī)政策拉動(dòng)下，我國(guó)光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)將會(huì)快還發(fā)展，光伏系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)將大幅度進(jìn)步，按照光伏發(fā)電發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)分析，到2030，光伏系統(tǒng)價(jià)格有望達(dá)到$2.6/W。光伏發(fā)電成本可以降到6-8美分/KWH，基本達(dá)到屆時(shí)的計(jì)入外部本本的煤電成本。三、太陽(yáng)能光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)介紹現(xiàn)狀中國(guó)有非常豐富的太陽(yáng)能資源。太陽(yáng)能資源與太陽(yáng)的輻射、經(jīng)緯度和云量直接有關(guān)。太陽(yáng)能資源隨著時(shí)間和地點(diǎn)的變化而產(chǎn)生改變，一年四季每時(shí)每刻都不一樣。由于太陽(yáng)光入射角度的傾斜和在到達(dá)地面前必須穿過(guò)很厚的大氣層，緯度越高，太陽(yáng)能資源越著。中國(guó)擁有最好太陽(yáng)能資源的地方是西藏、青海、甘肅和寧夏等（可參看太陽(yáng)能資源分布圖），在這些地區(qū)，年日照時(shí)間都在2200小時(shí)以上，是非常有利用價(jià)值的。系統(tǒng)特點(diǎn)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。用太陽(yáng)能電池組件組成的方陣通過(guò)控制器向蓄電池組充電。然后，蓄電池組的電能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成220V交流電供居民、社區(qū)和生產(chǎn)性用戶使用。太陽(yáng)光只在白天有，而且有時(shí)還會(huì)受到云層和陰雨天氣的影響，基于這種太陽(yáng)能的自然本質(zhì)，用蓄電池組儲(chǔ)能是必不可少的。太陽(yáng)能光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)改善了人們的生活質(zhì)量，也同時(shí)使得小規(guī)模經(jīng)營(yíng)性用電成為可能。但是，太陽(yáng)能光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)所能供應(yīng)的電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如常規(guī)電網(wǎng)。所以，雖然系統(tǒng)的電力質(zhì)量與常規(guī)電網(wǎng)沒有區(qū)別（220V，AC，50HZ）），但必須限制用戶使用大功率用電器的嘗試。對(duì)于中小型民用光伏電源發(fā)電系統(tǒng)，一般只為居民家庭和社區(qū)供電，改善他們的生活質(zhì)量，同時(shí)允許一些相對(duì)耗電比較少的有限的生產(chǎn)性運(yùn)用。這些系統(tǒng)其實(shí)大多都在晚上運(yùn)行。對(duì)于稍大的民用系統(tǒng)，電力供應(yīng)能延長(zhǎng)工作時(shí)間，但也僅僅只能供應(yīng)非常小的生產(chǎn)性負(fù)荷，如冰箱和冰柜。大功率的用電設(shè)備如空調(diào)、電熱水器等，它們超出了太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的能力范圍。太陽(yáng)能光伏電池組件非常昂貴，是整個(gè)系統(tǒng)中最主要的投資，蓄電池組的投入和更換是第二個(gè)主要的投入，隨后的運(yùn)行和管理費(fèi)用非常低微，根據(jù)實(shí)際情況和各種因素，決定恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)規(guī)模是首要的考慮。太陽(yáng)能光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能充電控制器、蓄電池組和逆變器構(gòu)成。太陽(yáng)能電池方陣：太陽(yáng)能電池方陣必須是相同特性的模塊按串并聯(lián)達(dá)到設(shè)計(jì)的額定定量。安裝太陽(yáng)能電池方陣時(shí)必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥缺３忠粋€(gè)傾角，以保證在一年中能獲得最多的太陽(yáng)能，或者保證在一個(gè)季度中能獲得最多的太陽(yáng)能，而傾角隨著季節(jié)調(diào)整。其安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須保證模和框架之間有良好的連接，并能承受每秒28米的強(qiáng)風(fēng)。蓄電池組：蓄電池組容量的設(shè)計(jì)和確定基本上與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一樣。但是，太陽(yáng)能只在白天有，而用電往往在晚上，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)必須把白天獲得的電能儲(chǔ)存到晚上使用。（圖為系統(tǒng)工作示意圖）四、實(shí)例介紹實(shí)例一、8000W的戶用系統(tǒng)按我國(guó)西部某個(gè)村莊為例:8000W的戶用系統(tǒng)負(fù)載負(fù)載功率負(fù)載數(shù)量工作時(shí)間總功耗燈14401204hours5760WH電視機(jī)48064hours1920WH衛(wèi)星接收器5024hour200WH影碟機(jī)5024hours200WH洗衣機(jī)1600469600WH冰柜8004108000WH水泵8085400WH其它2004800WH合計(jì)26880WH配置：8000W組件；7000AH/96V免維護(hù)鉛酸蓄電池；附屬件:控制器/逆變器電纜、防護(hù)箱、支架等可保證4個(gè)連續(xù)陰雨天（8000W組件方陣）實(shí)例二、1600W的戶用系統(tǒng)以青海建一個(gè)氣象觀測(cè)站為例:當(dāng)?shù)貧庀蟮乩項(xiàng)l件:緯度:34—39度海拔高度:>3000米年平均風(fēng)速:>5米/秒太陽(yáng)電池方陣面上的年輻射量:>180千卡/CM2最長(zhǎng)無(wú)日照天數(shù):2天2)單位氣象站負(fù)載情況1600W的戶用系統(tǒng)負(fù)載負(fù)載功率負(fù)載數(shù)量工作時(shí)間總功耗遙測(cè)儀AC30W124hours720WH微機(jī)/打印機(jī)AC330W16hours1980WH照明AC80W15hour400WH通訊設(shè)備AC100W112hours1200WH合計(jì)AC540W4300WH配置：1600W組件；1800AH/24V免維護(hù)鉛酸蓄電池；控制器/逆變器2*800W；電纜、防護(hù)箱、支架等可保證2個(gè)連續(xù)陰雨天實(shí)例三、800W戶用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)負(fù)載負(fù)載功率負(fù)載數(shù)量工作時(shí)間總功耗燈8-9W43hours108WH收音機(jī)5W13hours15WH洗衣機(jī)220W11hour220WH衛(wèi)星接收器25W14hours100WH彩電75W14hours300W微波爐800W10.5hour400WH冰箱130W114hours1820WH合計(jì)1291W2963WH配置：800W組件；700AH/24V免維護(hù)鉛酸蓄電池；控制器/逆變器2000W；電纜、防護(hù)箱、支架等可保證3個(gè)連續(xù)陰雨天（800W組件方陣圖）實(shí)例四、500WHouseholdSolarPowerSystem負(fù)載負(fù)載功率數(shù)量工作時(shí)間總功耗燈(廣告燈箱)48018hours3840WH合計(jì)3840WH配置：500W組件；免維護(hù)鉛酸蓄電池600AH/12V；控制器50A；電纜、防護(hù)箱，支架等。可保證2個(gè)連續(xù)陰雨天實(shí)例五、200WHouseholdSolarPowerSystem負(fù)載負(fù)載功率數(shù)量工作時(shí)間總功耗燈8-9W43hours108WH收音機(jī)5W13hours15WH洗衣機(jī)220W11hour220WH衛(wèi)星接收器25W14hours100WH彩電75W14hours300W合計(jì)361W740WH配置：200W組件；免維護(hù)鉛酸蓄電池180AH/24V；控制器/逆變器1000W；電纜、防護(hù)箱，支架等?？杀ＷC3個(gè)連續(xù)陰雨天實(shí)例六、75WHouseholdSolarPowerSystem負(fù)載負(fù)載功率數(shù)量工作時(shí)間總功耗燈8-9W23hours54WH彩電75W13hours225WH合計(jì)94W279WH配置：75W組件；免維護(hù)鉛酸蓄電池60AH/24V；控制器/逆變器300W；線纜和防護(hù)箱，支架等?？杀ＷC3個(gè)連續(xù)陰雨天五、系統(tǒng)的選址、安裝、驗(yàn)收、使用與維護(hù)1、選址太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電池組件方陣應(yīng)當(dāng)以最佳傾角向南安裝。不能被樹木或建筑物遮擋，安裝要求牢固，抗風(fēng)。組件之間的連接電纜要求抗老化，并能夠抵御氣侯和紫外線照射的影響，另外，接線盒也要求密封。2、組件方陣的驗(yàn)收檢查太陽(yáng)能電池組件是否完好。接線是否規(guī)范。機(jī)械連接是否牢固；方陣各個(gè)支路的輸出是否正常。檢查支架是否已經(jīng)接地。3、使用和維護(hù)注意保持組件表面的清潔，如果有灰塵或樹葉等，應(yīng)將其清除。也可以在組件邊緣安裝防鳥針。在大雪、冰雹之后也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清掃。定期檢查組件是否有異常，組件之間的連接，組件的功率輸出等等。六、民用光伏發(fā)電系統(tǒng)給民眾帶來(lái)的好處。眾所周知，電能徹底改變?nèi)藗兊纳睿和ㄟ^(guò)使用家電，能減輕我們的工作量和勞動(dòng)時(shí)間；現(xiàn)代化先進(jìn)的通訊設(shè)備也需要電，使得相對(duì)封閉的農(nóng)村與外部世界聯(lián)系在一起，有的能在家里上網(wǎng)銷售自己的農(nóng)產(chǎn)品。而我們的醫(yī)院也需要電的供應(yīng)，有了電，同學(xué)們也不用再在蠟燭或煤油燈下去看書學(xué)習(xí)了，對(duì)保護(hù)他們的眼睛也起到了重要的作用。以上這些作用對(duì)于邊遠(yuǎn)的山區(qū)就顯得格外重要。比如在西藏的，一戶人家只需一個(gè)20W左右的電池板加之相應(yīng)的配置，晚上就可以在自己的家里用上電燈，也能看電視。這樣他們就覺得和外面的世界聯(lián)系起來(lái)了，可以看到他們以前生活中從未見過(guò)的新鮮事物，在漫長(zhǎng)的夜晚也能娛樂了。同樣的，在一些邊疆哨所，由于遠(yuǎn)離城市，架設(shè)電網(wǎng)非常困難，但使用了光伏發(fā)電系統(tǒng)后，情況就完全不一樣了。在當(dāng)?shù)鼐湍苡须?，供照明，工作，娛樂和其它方面。免去了許多不便和長(zhǎng)距離鋪設(shè)電纜的麻煩。在一些牧區(qū)，用光伏發(fā)電也可以給水泵供電，這樣可以從一些河流中抽水來(lái)供牛羊等飲用，也可以灌溉農(nóng)田。在