太阳能系统设计.pdfVIP

太阳能应用系统方案设计实务 引言 随着我国经济的高速成长，能源短缺成为影响深远的重要制约因素。据统计，我国 30 个省已有 26 个不得不在某些时段采取拉闸限电的措施，严重影响正常工农业生产与人民生活；我国的石油进 口量急剧上升，油价居高不下；我国煤炭生产接近极限，大量燃煤带来的环境污染后果日益严重。这 些事实说明我国经济的粗放发展模式已到尽头，迫切需要转变发展思路，采取“开源节流”的有力措 施，实现真正的可持续发展。 2005 年以来，国家大力推动太阳能、风能等可再生能源的应用，预计 2006 年 1 月 1 日中国的《可 再生能源法》正式生效，从法律上采取强力手段鼓励绿色能源开发。随着科技进步，太阳能逐步从航 天“贵族”能源走向平民化，太阳能电池板价格大幅下降，光电转换效率稳步提高，太阳能应用系统 的实用价值已勿庸置疑。可以预见，太阳能利用高速发展的时代就要到来，如何实现太阳能与建筑的 完美结合，如何进行太阳能应用系统的设计，已成为目前研究的当务之急。 1 系统结构 1．1 基本理念 太阳能应用系统分为光热转换系统与光电转换系统两种，通常意义上的应用系统就是指光电转换 系统。光电转换系统是高科技的绿色电源，也是永不枯竭的再生能源，其原理为利用太阳能电池白天 将光转化为电，存储在蓄电池中，再根据需要供给各直流负载使用，或再转变为交流电并网使用。 太阳能电池的发电效率取决与阳光直射的角度与强度，一般中、下午阳光最强烈时段达到最高，产生 电能也最多，此时恰好是白天用电高峰，太阳能电力并网可成为电力缺口有益的补充。如电力尚富余， 这些电力可以储存在蓄电池组中，根据需要供应负载使用。太阳能电力的灵活性是很有用的优点，提 高了经济性。 实用的太阳能应用系统高度依赖高效、节能的电器设备，希望尽可能降低线路总功率，尽可能减少无 功功耗与线路损耗，这样可以减少太阳能电池板的安装功率，降低购置成本，节约覆盖面积。 1．2 基本构成 一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池板、充电控制器、恒流源 和蓄电池构成，下面对各部分的功能做一个简单的介绍： 1.太阳电池板 太阳电池板的作用是将太阳辐射能直 接转换成直流电，供负载使用或存贮于 蓄电池内备用。一般根据用户需要，将 若干太阳电池板按一定方式连接，组成 太阳能电池方阵，再配上适当的支架及 接线盒组成。 2.充电控制器 1 在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器不尽相 同，其功能多少及复杂程度差别很大，这需根据系 统的要求及重要程度来确定。充电控制器主要由电 子元器件、仪表、继电器、开关等组成。在太阳发 电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供 最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄 电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄 电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和 过放电现象的发生。如果用户使用直流负载，通过 充电控制器还能为负载提供稳定的直流电(由于天 气的原因，太阳电池方阵发出的直流电的电压和电 流不是很稳定)。 3.恒流源与转换器 恒流源的作用是稳定太阳能电 池方阵