作业帮家用太阳能发电系统
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/09/24 17:13:17 体裁作文
篇一：家用太阳能发电系统DIY(转载)
自制家用太阳能发电照明系统（转载）
太阳能发电系统由太阳能电池、太阳能充放电控制器、铅酸免维护蓄电池、逆变器和照明灯具组成。
太阳能电池（30W）
一般使用单晶硅/多晶硅太阳能电池，体积小，光电转换效率高。现在的价格平均为30元/W，封装后的成品会略贵些。建议购买成品，质量和稳定性有保证。本人使用30W单晶硅太阳能电池，设计寿命为25年，使用不锈钢支架安装于阳台外（可在铝合金门窗加工店定制），横向摆放可使抗风性更好，如图1。
图1
太阳能充放电控制器（12V/10A）
太阳能充放电控制器是专为太阳能直流供电系统设计的，目的是为了提供过充、过放、电子短路、过载保护，在10W以上的太阳能系统中，是必不可少的，相当于整个系统的心脏。控制器的空载损耗仅为6mA，非常省电。太阳能充放电控制器有三对正负极接口，分别接太阳能电池、蓄电池和负载，如图2。控制器的选购跟负载有关，如负载超过120W，需要选用12V/20A的控制器。
图2
铅酸免维护蓄电池（12V/24AH）
在有些国家的太阳能系统中，可以直接通过逆变器转为交流电后输到电网，由政府收购，然后晚上再从电网问政府买电，如果发电量大还可以
赚钱，也节约了蓄电池的成本。但我国目前还没有类似收购计划，电表也是单向运转的，如果将电输到电网，还会增加每月电费开支，所以使用蓄电池来存储白天所发的电量以供夜间使用，如图3。蓄电池建议选择铅酸免维护蓄电池，不用加水，使用方便。蓄电池的容量不能选太小，因为太小会浪费太阳能电池所发电量；也不能选太大，因为长时间处于未充满状态会影响电池寿命。一般情况下，以两天可以充满电池为宜。
图3
逆变器（70W）
现在市面上有很多车载逆变器，转换效率高，价格便宜。因车载逆变器也是12V输入，所以用来当太阳能发电系统的逆变器正好合适。经测试，如果负载达到20%以上，即可使逆变器达到90%以上的转换效率；
如果负载在20%以下，会使转换效率变低。所以根据负载选择合适的逆变器，可以达到最高效率，如图4。
图4
照明灯具（18W）
照明灯具的选择着实令我费了番功夫。有LED，12V直流节能灯，220V交流节能灯这三种选择。因为是卧室照明，LED虽然光效最高，但功率小，色谱缺失，散热和驱动电路麻烦等问题，首先被排除。12V直流灯本来是最合适的光源，但是采购困难，而且光效不高。220V交流节能灯可以达到60LM/W以上，虽然逆变器会损失10%的效率，但直流节能灯一般仅为45LM/W，总体而言，还是普通的220V交流节能灯最合适。
安装
在室外安装好太阳能电池后，需要将室内的蓄电池，太阳能控制器等固定安装。考虑到散热问题，我想到用电脑机箱正合适，因为机箱是铁皮的，可以承受蓄电池的重量，散热也比较好。根据蓄电池的尺寸到网上找到一款小机箱，买回来装进去发现尺寸正好，见图5，图6。
图5
篇二：300W家用太阳能发电系统设计方案
300W户用太阳能发电系统
设计方案
河北汉盛光电有限公司 二O一O年六月
目 录
1 300W家用太阳能发电系统设计方案 ......................................... 3
1.1
项目背景 ........................................................................................................................ 3 1.1.1 项目名称和建设规模： ............................................................................................ 3 1.1.2 太阳能资源和气象条件 ............................................................................................ 3 1.2
设计依据 ........................................................................................................................ 3 1.2.1 用户需求 .................................................................................................................... 3 1.3
系统设计方案 ................................................................................................................ 3 1.3.1 系统构成 .................................................................................................................... 4 1.3.2 系统主要技术指标 .................................................................................................... 4 1.3.3 实际工程照片 ............................................................................................................ 5 1.4
设备选型 ...............................................................................................(转载于:www.smhaida.com 海 达 范 文网:家用太阳能发电系统)......................... 5 1.4.1 系统配置概述 ............................................................................................................ 5 1.4.2 太阳能电池组件设计选型 ........................................................................................ 6 1.4.3 选用的太阳能充放电控制器的技术参数如下（本系统选用24V/10A控制器） 1.4.4 蓄电池的选型 ............................................................................................................ 8 1.4.5 逆变器的选型 ............................................................................................................ 9 1.4.6 设备报价 .................................................................................................................. 10 1.5
联系我们 ...................................................................................................................... 10
1.1 项目背景
太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分。由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。
1.1.1 项目名称和建设规模：
项目名称(暂定)：300W户用太阳能发电系统 建设内容：300W户用太阳能发电系统
1.1.2 太阳能资源和气象条件
1.2 设计依据
1.2.1 用户需求
为家庭设计的300W系统，每天工作12小时，安装在屋顶。
1.3 系统设计方案
根据当地的阳光资源系统各组成部分选型如下：
1.3.1 系统构成
太阳能户用系统由太阳能电池组件(方阵)、太阳能充放电控制器、蓄电池、逆变器、负载等组成。如下图：
1.3.2 系统主要技术指标
(1) 光伏电站太阳电池总容量为300Wp； (2) 采用多晶硅太阳电池组件； (3) 控制器转换效率为95%；
(4) 控制器具有过载、过热、短路、过压、欠压等保护功能。
1.4 设备选型
1.4.1 系统配置概述
┃ 太阳能电池组件、方阵支架 ┃ 太阳能充放电控制器 ┃ 逆变器 ┃ 蓄电池 ┃ 负载端
篇三：家用太阳能发电系统自建指南
如果你自己家里需要安装一个能够发电的家用太阳能发电系统，你想怎么做呢？那么就来个自制的吧，以后家里永远不停电！
想要安装一个能发电的系统非常简单，主要需要五样东西：
1.太阳能支架(mounting system)
2.太阳能电池板(solar panels)
3.电缆线(cables)
4.光伏逆变器(solar inverter)
5.电网公司负责安装的计量电表(Meter)
在这里解释一下光伏逆变器：通过太阳能电板发的电是直流电，家用电器无法直接使用，必须通过逆变器转化为交流电才可以家用。
接下来需要考虑系统的设计，由于家用系统的装机容量(Maximum Input)一般在1-5千瓦左右，系统设计和安装都很简单，逆变器则根据装机容量相应地选择1-5千瓦规格的机器就可以。
下面以一个5KW的家用系统为例：
1.支架的选择
太阳能光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了摆放，安装，固定太阳能面板设计的特殊的支架。一般材质有铝合金，不锈钢，经过热镀锌处理后使用寿命更长。支架主要分两大类：固定式和自动追踪式。目前市场上部分固定式支架也可以根据太阳光线的季节性变化做出一定的调整，就像刚安装时一样，每个太阳能电池板的斜面都可以通过移动紧固件，调整斜面以适应光线的不同角度，通过再次紧固使太阳能电池板准确固定在指定的位置。自动追踪式的太阳能支架具有转
动装置，能像向日葵一样随着太阳的转动自身调整角度，光能利用率高，但相对的成本也比较高。在国内，太阳能电池板一般朝南安装，用户可以选择使用固定式支架，如不考虑成本，向日葵自动追踪阳光支架是个不错的选择。
2.太阳能电池板(组件)的选择
目前市面上的太阳能电池分为非晶硅和晶体硅。其中晶体硅又可以分为多晶硅和单晶硅。从三种材料的光电转换效率来看是：单晶硅(最高可达17%)>多晶硅(12～15%)>非晶硅(5%左右)。晶体硅(单晶硅和多晶硅)的在弱光下基本上不会有电流产生，非晶硅弱光性好(在弱光下能量本来就很少)。所以综合来看，宜用单晶硅或多晶硅太阳能电池材料，又考虑单晶硅材料价格昂贵，所以一般选用多晶硅材料。若选择功率约为250W的多晶硅太阳能电池板，那么一个5KW的系统就需要20块电池板。
3.逆变器的选择
首先考虑太阳能电池板的朝向，如果铺设的组件朝向不一致，例如：国内永远是朝南，不过可以分西南或者东南，如果同时在两个方向排布的情况下，建议使用双路MPPT追踪逆变器(dual-mppt)，暂且可以理解为双核处理器，每一个核处理一个方向的计算。然后根据装机容量相应地选择相同规格的逆变器就可以了。一个5KW的系统可以选择使用一台5KW的双路MPPT追踪逆变器，固德威光伏逆变器有一款5KW的双路MPPT追踪逆变器，非常适用于该家用屋顶太阳能系统。另外固德威光伏逆变器还研发生产了1-4.6KW单相单路，
3.6-4.6单相双路，4-6KW小型三相双路，10-30KW三相双路逆变器，能满足不同规模的家用屋顶太阳能发电系统。
4.电缆的选择
在上文有说到，逆变器是将太阳能电池板所产生的直流电转换为交流电，那么我们将太阳能电池板到逆变器直流端的部分称之为直流侧(DC侧)，直流侧需要使用光伏专用的直流电缆(DC电缆)。另外就光伏应用而言，太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用，如强烈的紫外线、臭氧、剧烈的温度变化和化学侵蚀等情况。这就规定了光伏电缆必须具有最佳的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性，以及能承受更大范围的温度变化。所以建议采用太阳能应用的专用电缆，这将会影响到整个系统的使用寿命。一个5KW的系统对于光伏直流电缆线径的一般为4mm2或6mm2。
5.电网公司负责安装的计量电表(双向电表)
双向计量电表就是能够计量用电和发电的电能表。功率和电能都是有方向的，从用电的角度看，用电的算为正功率或正电能，发电的算为负功率或负电能，该电表可以通过显示屏分别读出正向电量和反向电量并将电量数据存储起来。安装双向电表的原因是由于光伏发出的电存在不能全部被用户消耗的情况，而余下的电能则需要输给电网，电表需要计量一个数字;在光伏发电不能满足需求时则需要使用电网的电，这又需要计量另一个数字，普通单块电表不能达到这一要求，所以使用具有双向电表计量功能的智能电表。
在采购完后，由于家用布线和系统设计简单，普通用户只要找一个合格的电工解决家里的布线问题，支架保持45度角(如果不考虑成本，可以选择向日葵自动追踪阳光支架)，至于逆变器的连接只要参考说明书就行。
一个系统安装完毕后，业主最关心的应该是投资回报期限。分析一个系统的收益，需要考虑业主自用电，余电上网和政府补贴等几个方面。全国范围内分布式光伏补贴标准为0.42元/千瓦时，期限是20年，另外各地省市对光伏发电也有不同程度的补贴政策。
河南弘太阳光伏科技有限公司专注光伏系统，优质的工程质量，最短时间内收回成本，致力于为您提供更好地服务。
如果家里有自己的花园游泳池或者高科技农庄什么的可以选择一套10-20KW的家用系统，通常20KW的系统需要大概80块250W的太阳能电池板，连接一台20KW的三相双路逆变器，此时逆变器的连接会相对比较复杂一些，需要找专业的系统集成商，综合考虑布线，结合逆变器端口，各地天气等因素来设计并完成施工。假设系统安装在上海市，那么个人用户还可享受0.4元/千瓦时的补贴，期限为5年。一个5KW的系统，投入成本大约在5万元左右，年发电量可达7000度。按照国家补贴和上海市的地方补贴，业主在前5年可以拿到大约5740元/年，之后的15年仅享受国家补贴，每年2940元。预计家里用电一年约为4500度，按照峰时电价0.617元/千瓦时计算的话，每年节约电费2776.5元。
由于系统发电量已经超过用电量，用户可以将多余的电量卖给国
家，由于各地脱硫煤电价都不一致，预估上海市脱硫煤电价约为0.42元/千瓦时，那么年收入为1050元，综合算起来，前五年系统收益为每年9566.5元，随后15年每年6766.5元，之后每年3826.5元，整个系统有望在第6年收回成本投入，并实现盈利。
篇四：家用太阳能发电系统
家用太阳能发电系统设计
摘 要
随着一系列动力技术的发明，能源技术的革新带动人类社会日益进步，对社会发展起着巨大的推动作用。但能源需求消耗的大幅度提高以及随之而来的环境污染，形成了巨大的能源缺口，同时给环境造成了巨大灾难。资料表明，太阳能是最清洁、环保、取之不尽的可再生能源之一。
本文以家用太阳能发电系统为研究对象，以太阳能电池板的光电转换原理、蓄电池充放电原理、蓄电池的充放电特性、蓄电池与负载以及控制器的功率匹配为主要研究方向，通过计算及实验，对如何实现蓄电池与负载及控制器的功率匹配、合理选取蓄电池的容量、合理选用太阳能电池板组件的功率等进行了分析研究。本设计主要对家用太阳能发电系统进行了试验，最终完成了利用太阳能电池板将光能转化为电能，实现了利用太阳能所产生的电能带动家用电灯，成功设计出整个家用太阳能发电系统。本设计便于家庭、偏远地区、电力建设落后的地区使用，具有广阔的市场前景。
关键词：太阳能发电；蓄电池；控制器；功率匹配
Home Solar Power System Design
Abstract
With the invention of a series of power technology, energy technology innovations driven by the growing progress of human society, plays a tremendous role in promoting social development. But substantial increase in demand for energy consumption and the consequent environmental pollution, the formation of a huge energy gap, caused huge disasters for the environment. The information shows that take full advantage of the sunlight is one of the most clean, environmental friendly, inexhaustible renewable energy.
Home solar power system for the study, to charge and discharge characteristics of the solar panels, battery charging and discharging, the battery and the load and the controller power match for the main research directions, by calculation and experiment on how the battery and the load and match the power of the controller, reasonable selection of battery capacity, a reasonable selection of the components of solar panels to power were analyzed. Designed primarily for home solar power system with the test, it finally completed use of solar panels to convert light to electricity, the electricity generated using solar energy to drive home lights, the successful design of the entire home solar power system. This design allows families in remote areas, backward areas of electric power construction, and has broad market prospects. Key words: solar power; batteries; controller; power matching
目 录
1.引言
1.1 本设计所做的工作 ...................................................... 1
2.家用太阳能发电系统综述
2.1家用太阳能发电 .........................................................
2.1.1 家用太阳能发展的历史 ................................................ 2
2.1.2 家用太阳能光伏发电的优缺点 .......................................... 2
2.1.3 家用太阳能发电的应用 ................................................ 3
2.1.4 家用太阳能发电系统的原理 ............................................ 4
2.2太阳能电池板系统 ...................................................... 4
2.2.1 太阳能电池板的发电原理 .............................................. 4
2.2.2 太阳能电池板的分类 .................................................. 5
2.3蓄电池储能系统 ........................................................ 6
2.3.1 蓄电池的充放电原理 .................................................. 6
2.3.2 蓄电池的充放电特性 .................................................. 6
2.4 控制器 ................................................................ 7
2.4.1控制器的原理 ........................................................ 7
2.4.2控制器的作用 ........................................................ 8
2.5 逆变器 ................................................................ 9
2.5.1 逆变器的工作原理 .................................................... 9
2.5.2逆变器的分类及特点 ................................................. 10
3.家用发电系统功率匹配设计
3.1各项技术参数 ......................................................... 11
3.2铅酸蓄电池容量的计算 ................................................. 11
3.3太阳能电池方阵功率的计算 ............................................. 12
4.实验过程的说明 ...................................................... 13
5.实验结果的展示 ...................................................... 14
6.总结与展望 ........................................................... 15 参考文献 ............................................................... 16 致 谢 ................................................................... 17
1. 引言
从蒸汽机到电动机一系列动力技术的发明,对社会发展起着巨大的推动作用。但是随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出。丰富的太阳能是最重要的能源，太阳光是最清洁、环保、廉价、人类能够自由利用的、取之不尽用之不竭的可再生能源之一。我国太阳能资源丰富，如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能发电，实现绿色环保、无污染的清洁能源的良好使用，并可以为电力建设落后的偏远地区实现通电。
太阳能电池发电的原理是基于半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，半导体的该效应也称为光生伏特效应。
太阳能电池板可以有效地将光能转换成电能，能够充分有效的利用太阳光这个取之不尽用之不竭的能源。市场上常见的太阳能电池板虽然发电效率不高，但价格便宜、结实耐用且便于安装、使用方便。
1.1 本设计所做的工作
本设计基于太阳能电池板的光电转换特性，利用太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器等辅助设备组成家用太阳能光伏发电系统，将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池中，以供家用电器的使用。该设计的主要研究方向是太阳能电池板的光电转换原理、蓄电池的充放电原理、蓄电池的充放电特性、蓄电池与负载及控制器的功率匹配，通过对这些问题的研究，设计出家用太阳能光伏发电系统。实际应用时，将太阳能电池板安装于光照充足的地方以更充分接受光照将光能转化为电能，将转化而成的电能通过控制器向蓄电池充电，晚上再通过控制器使蓄电池放电供家用电器使用。太阳能光伏发电系统的实物连接图如下图所示：
图1 家用太阳能光伏发电系统实物连接图
2.家用太阳能发电系统综述
2.1家用太阳能发电
2.1.1 家用太阳能发展的历史
1839年，法国科学家贝克雷尔发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象就是光生伏特效应，简称光伏效应。1931年，科学家布鲁若利用太阳能第一次启动了电动机。1954年，美国科学家首次制成了使用的单晶硅太阳能电池，诞生了光伏发电技术。1959年，第一个多晶硅电池问世，效率达5%。1960年，硅太阳能电池第一次实现并网运行，可向电网供电，以供普通家庭使用。20世纪70年代后，太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。1978年，美国建成100kWp太阳地面光伏站。光伏站的建成，为更多普通家庭使用太阳能这种清洁环保的能源提供了更多的可能。1983年，美国建成1MWp光伏电站，冶金硅电池的效率达到11.8%。1986年，美国建成
6.5MWp光伏电站。随着光伏电站规模的不断扩大，使用太阳光所转化而成的电能的家庭用户也在不断增加，家用光伏电子产品不断推出，供家庭所使用的小型太阳能光伏发电系统得到良好的发展。20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。一些国家也先后制定了太阳能光伏发电计划。美国是最早制定光伏发电的发展计划的国家，1997年又提出了“百万屋顶”计划，即在2010年以前为100万户，每户安装3—5kWp的光伏电池，组成家用太阳能光伏发电系统，有太阳时光伏屋顶向家庭以及电网供电，无太阳时电网向家庭供电；日本1992年启动了新阳光计划，提出到2010年生产43亿Wp光伏电池，在住户的屋顶安装光伏电池，供给住户的家庭用电。这些国家所采取的举措表明，家用太阳能光伏发电系统已得到大范围的推广，人们已经认识到光伏发电的优势。随着传统能源的不断减少，常规的发电方式也面临着众多的问题，家用太阳能光伏发电技术的日益成熟为解决传统能源问题提供了良好的思路，为家庭用电的清洁环保绿色提供了途径。
2.1.2 家用太阳能光伏发电的优缺点
近年来，太阳能光伏发电的迅猛发展正是由于其独有的众多特点。其优点主要有以下几个方面。第一，主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，也没有回转运动部件，运转没有噪声；第二，没有燃烧过程，发电过程不需要燃料；第三，发电过程没有废气污染，没有废水、废物排放；第四，设备安装和维护都十分简便，维修保养简单，维护费用低，运行可靠稳定；第五，环境条件适应性强，可在不同环境下工作；第六，能够在长期无人值守的条件下正常稳定工作；第七，根据需要很容易进行容量扩展，扩大发电规模。
篇五：家用太阳能发电系统
家用太阳能发电系统
家庭照明看电视
详细信息
输出电压 220（V） 主机输出容量 500（W） 蓄电池容量200（AH） 光电板功率100（Wp） 输出频率 50（Hz） 型号 TY-105512AC ,农村太阳能发电系统 .
太阳能前景：新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，“取之不竭、用之不尽”。在各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点，地形多样和居住分散的现实条件下，有着非常独特的作用 太阳能光伏发电系统是由太阳能电池组件、蓄电池组、太阳能发电机系统组成，发电功率可以根据需求搭配。由于太阳能发电具有节能、环保，一次投资，长期受益的特点，只要阳光充足就可以就地安装等特点.可应用于别墅群、旅游渡假村、草原牧区、偏远山村、高山海岛等地区的小规模发电。 单晶硅太阳能电池板,太阳能发电机,免维护胶体蓄电池. 性能特点： 不必拉设电线，不必挖开马路，安装使用方便； 独立系统一次性投资，可保证二
十年不间断供电（蓄电池一般为5年需更换）； 免维护，无任何污染； 优点分析： 无枯竭危险、绝对干净（无公害）； 不受资源分布地域的限制、可在用电处就近发电； 能源质量高、使用者从感情上容易接受； - 获取能源花费的时间短； - 没有转动部件，不产生噪音； - 没有空气污染、不排放废水； - 没有燃烧过程，不需要燃料； - 维修保养简单，维护费用低； - 运行可靠性、稳定性好； 根据需要很容易扩大发电规模。 系统工作原理： 系统工作原理很简单，利用光伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器，储存在太阳能专用蓄电池中,经太阳能发电机输出.220V 我司供应多种太阳能产品，如太阳能路灯，太阳能光伏电站、太阳能路牌、太阳能庭院灯、照明灯等多种太阳能产品。
家用太阳能发电系统30-1000W，商用500W-20KWP TY-105512AC/3181元 .100Wp家用太阳能发电系统 设计负载电器名称 规格型号 耗电功率 数 量 每日工作时间/小时 日耗电量 照明 节能灯 11W 灯4只 工作5小时用电220Wh ；收音机 3W的1只工作6小时用电18Wh ；彩色电视 21寸 70W 的1 台工作3小时用电210Wh 总计 117W 用电设备用电448Wh 。
设备配置：太阳电池组件：100Wp；免维护蓄电池：55AH/12V； 太阳能发电机（控制器+逆变器）：500W 安装方式：简易自安装全年日均光照8小时，可以连续工作三个阴雨。 本公司 太阳能发电系统型号 单晶太阳能光伏组件W/转换率17% 胶体免维护蓄电池TY-AH/12V GM 5年 .
太阳能控制转换器（输出220V）最大输出500W 备注：每日平均光照在8小时，100W发电量400W/天，1000W＝1度电
家用电器功率表:来电索要 太阳能光伏电站设计需要考虑的因素： 1、太阳能发电系统在哪里使用？该地阳光辐射情况如何？ 2、您需要的系统负载总功率有多大？每天需要工作多少小时？ 3、您要求系统的输出电压是多少，直流还是交流？ 4、如遇到没有阳光照射的阴雨天气，您要求系统连续供电多少天？ 兰诺将根据您的要求为您定制生产适合您的太阳能光伏电站产品。
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