室內(nèi)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、室內(nèi)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案室內(nèi)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案室內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)綜述本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于項(xiàng)目不均勻光照 環(huán)境下光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究，通過實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭 建，我們擬研究以下主要問題：1、光伏發(fā)電系統(tǒng)在遮光條件下最佳PV結(jié)構(gòu)的研究。2、光伏發(fā)電系統(tǒng)在遮光環(huán)境下 MPP跟蹤方法的研究。3、基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，采集光伏系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)， 分析太陽能資源的利用率和光伏系統(tǒng)的運(yùn)行性能。為了完成以上問題的研究，我們擬建立一個(gè)容量為300w的室內(nèi)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，不涉及并網(wǎng)技術(shù)。系統(tǒng)有可控的人工模擬太陽光源，所發(fā)電能可儲(chǔ)存于蓄電 池，也可用于直交流負(fù)載的消耗。在遮光條件下最佳 PV結(jié)構(gòu)的研究中

2、，我們提由了用光伏 整列與直流變換器的集成結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)并聯(lián)旁路二極管，為 了比較兩種方案的性能優(yōu)劣，除實(shí)驗(yàn)組外，我們還需要設(shè)置 對(duì)照組。對(duì)照組是傳統(tǒng)的旁路二極管的 PV結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)組是光伏陣 列與直流變換器的集成結(jié)構(gòu)的 PV結(jié)構(gòu)，我們將通過具體的 實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證我們的新方案是否具有更好的性能。系統(tǒng)的構(gòu)成1、電池板：一種內(nèi)置有旁路二極管，一種無旁路二極管2、金鹵燈/鹵素?zé)?、負(fù)載：交流負(fù)載/直流負(fù)載4、蓄電池5、充放電控制器 6、逆 變器7、配電箱8、電力電子裝置：電容、電感、電阻、IGBT、二極管、三極管9、單片機(jī)/DSP/ 信號(hào)發(fā)生器10、測(cè)量?jī)x器：光譜儀、照度計(jì)、萬用表、功率表、功率因數(shù)表、示

3、波器11、 電池板支架、燈架 12、電烙鐵、工具箱、電路板13、風(fēng)扇/空調(diào)14、其他補(bǔ)充（待定）系統(tǒng)選型1、電池板 為了研究不同的電池板拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)于PV系統(tǒng)性能的影響，我們選擇6塊50w的電池板，這樣可以有四種不同的串并聯(lián)的 結(jié)構(gòu)，具體的技術(shù)參數(shù)詳見下表品牌 型號(hào) 輸由功率 工作電壓 工作電流 開路電壓 短路電流 轉(zhuǎn)化效率 外形尺寸 參考重量 金華東球 DSP50D 50W 17.5V 2.86A 21.6V 3.56A > 13.46%850*550*35mm 7.8kg 臺(tái)灣茂迪 HNT50/18M 50W 18V 2.87A 21.6V 3.16A 16.5% 600*670*28

4、mm 5kg 夏普 SL50-12 50W 18V 2.86A 21.24V 3.14A 805*535*35mm 5.5kg 2、光源 光源功率和數(shù)量的計(jì)算我們初步選擇金鹵燈作為太陽光模擬光源。1000W/m2是測(cè)量太陽能電池板的標(biāo)準(zhǔn)輻照度，為了盡可 能的模擬太陽光，我們希望所選擇的光源的輻射照度盡量接 近這個(gè)值。根據(jù)張艷玲提由的南方氣候條件下光照度和輻照度在晴朗條件下的換算關(guān)系E=0.0137L+0.5837其中E表示輻射照度，L表示照度，普通金鹵燈的光效約為75IM/W ,而300W的光伏系統(tǒng)太陽能電池板的數(shù)據(jù)約為3m2 ,所以當(dāng) E=1000W/m2 , L=（1000-0.5837）

5、/0.0137 當(dāng)901ux ,所需的金 鹵燈的功率可估值為72590*3/75 2918我們?nèi)〗浦?，則太陽能模擬光源的總功率為 3000W o考慮到共有六塊太陽能電池板，我們每塊電池板對(duì)應(yīng)2個(gè)金鹵燈，共需要12塊250W的金鹵燈作為光源?？蛇x品牌有雷士、歐司朗、飛利浦。3、負(fù)載 共可接三類負(fù)載，總功率不能超過200W. 1）電阻型負(fù)載：白熾燈、加熱器。2）電感性負(fù)載：電動(dòng)機(jī)、電冰箱、水泵。3）熒光燈、電視機(jī)、水泵。4、 蓄電池 蓄電池容量設(shè)計(jì)：1）蓄電池一天的凈容量=負(fù)載功率 /負(fù)載電壓X日工作小時(shí) 數(shù)2）蓄電池一天容量=電池一天凈容量 /放電深度（一般選 擇80%） 3）蓄電池總?cè)萘?蓄

6、電池一天容量 X （連續(xù)陰雨 天數(shù)） 負(fù)載功率為200W,負(fù)載電壓為 220V,日工作小時(shí) 數(shù)設(shè)為8h,根據(jù)重慶氣象局公布的數(shù)據(jù)， 9、10月的月平均 雨日多達(dá)14-18天，為了使設(shè)計(jì)留有裕度，我們將最多連續(xù)陰雨天數(shù)設(shè)為20天蓄電池一天的凈容量.h=200/220*8 弋 7.27A博電池一天的容量=7.27/0.8電池總?cè)萘?9.09*20=181.8Ah 所以選擇兩個(gè)額定功率為12V,容量為200ah的鉛酸蓄電池串聯(lián)，可供選擇的型號(hào)為 廠 家型號(hào)類型額定功率容量?jī)r(jià)格風(fēng)帆風(fēng)帆N200鉛酸 蓄電池12V 200Ah 960元/只 沈陽松下 LC-X06200TT 鉛酸 蓄電池12V 200Ah

7、 1073元/只 東洋TOYO .6GFMJ200 鉛酸 蓄電池12V 200Ah 1330元/只5、充放電控制器 市面上有 多種小公司在經(jīng)營(yíng)此類產(chǎn)品，可以考慮在重慶本地購買，電壓需要與蓄電池相匹配，能夠自動(dòng)切換12V/24V ,也可根據(jù)電路要求自行設(shè)計(jì)。6、逆變器 逆變器功率=負(fù)載功率/效率(一般按照70% 計(jì)算)，往大功率靠近選擇產(chǎn)品。如180w的就選擇200w的。逆變器功率=200/0.7弋285.7皿所以逆變器的功率選為300W,可供選擇的型號(hào)為 廠家 型號(hào) 輸入電壓 輸由電壓 額定功率最大功率最大峰值功率價(jià)格紐?？怂?875N 11 15V DC 220V/50Hz 240W 300

8、W 600W 109 元 威德盛VM300B 11-15V DC 200-240V/ (50-60Hz) 300W 400W 600W 159 元威德盛 VM300B 22-25V DC 200-240V/ (50-60Hz) 300W 400W 600W 238 元7、 配電箱 在安裝的過程中，根 據(jù)具體的環(huán)境自行設(shè)計(jì)8、電力電子裝置 根據(jù)MATLAB仿真的結(jié)果再確定所需元器件的型號(hào)和數(shù)量9、單片機(jī)/DSP/信號(hào)發(fā)生器單片機(jī)/DSP/信號(hào)發(fā)生器可 以給IGBT觸發(fā)脈沖，并且在 MPPT過程中也要用到單片機(jī) /DSP,具體的型號(hào)當(dāng)控制電路搭建完成后再確定。10、測(cè)量?jī)x器：光譜儀、照度計(jì)、萬用表、功率表、功率因數(shù)表、示波器 以 上儀表為實(shí)驗(yàn)過程中需用到的測(cè)量光信號(hào)和電信號(hào)的主要 儀器。11、電池板支架、燈架 電池板的支架根據(jù)電池板的大小 具體訂做，要求可以調(diào)