通過(guò)一實(shí)例，敘述了如何低成本安裝一套實(shí)用的大功率家用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足家用空調(diào)、水泵、照明等家用電器的需要。用戶(hù)還可根據(jù)自己實(shí)際的用電量情況來(lái)縮小或擴(kuò)大功率。一言以蔽之，成本低廉。
一、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)原理。設(shè)備選型概述。
構(gòu)成：1.太陽(yáng)能面板；2.太陽(yáng)能控制器；3.電池組件；4.逆變器。
其原理：太陽(yáng)能電池板發(fā)出電能，用太陽(yáng)能控制器調(diào)節(jié)充電，儲(chǔ)存在電池中的電能可通過(guò)逆變器輸出交流電源輸出220V，以滿(mǎn)足家電的需要。日間可在將太陽(yáng)能電池充電的同時(shí)通過(guò)逆變器輸出220V交流電。夜間通過(guò)電池向逆變器供電，輸出220V交流電。
一、電力需求的確定：1.水泵300W;2.4HP空調(diào)；2.4HP空調(diào)3000W;3.700W照明；4.其他家電約7000W。整個(gè)電力系統(tǒng)的用電量為110000W左右。所采用的并用系數(shù)為0.7，所以實(shí)際使用功率為11000W*0.7=7700W。
二.逆變選擇。
1.確定變頻功率。按電器總功率計(jì)算，單電機(jī)最大功率*7倍。這種情況下，實(shí)際使用的功率是7700W，單機(jī)電動(dòng)機(jī)的最大功率是空調(diào)，大約700*7=4900W。這些項(xiàng)目合計(jì)約13Kw(本文全部按概算計(jì)算，不作具體計(jì)算)。所以需要選擇15Kw以上的反相器。
2.變頻器的種類(lèi)。變頻分頻器和高頻電源。由于工頻逆變電源具有較大的緩沖輸出，所以可供選擇的電流為額定功率2倍，對(duì)電機(jī)啟動(dòng)有幫助，相對(duì)壽命較長(zhǎng)，因此本例中10-12KW的工頻逆變電源。對(duì)高頻逆變器，由于沒(méi)有大型變壓器作為緩沖，只能選擇15KW以上的逆變器。
反相器的輸入電壓一般分為(1)12-120V;(2)192V以上。一種常用MOS管，價(jià)格低廉。另一種通常使用IGBT管，成本稍高。
從整體上看，這個(gè)例子實(shí)際使用了192V,20KW的高頻逆變器。
3.目前市場(chǎng)上的光伏逆變器，大部分都是具有無(wú)人值班功能的工頻逆變器，它采用電池優(yōu)先方式，在電壓低于保護(hù)電壓時(shí)自動(dòng)切換至市電供電。蓄電池充電到一定的電壓后，自動(dòng)轉(zhuǎn)換到電池供電。
需要注意的是，要選擇正弦波逆變，不可選擇方波逆變器。不然會(huì)損壞部分用電設(shè)備，這里不再進(jìn)行講解。
三.電池的選擇。
1.選擇電池類(lèi)型。現(xiàn)在主要有三種儲(chǔ)能電池：(1)蓄電池(最好是膠體電池)(2)磷酸鐵鋰電池(3)三元鋰電池。電瓶的循環(huán)壽命大約為500次，維修方便；磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命約為2000次，安全性好，但維護(hù)不便，需增加專(zhuān)門(mén)的平衡裝置。三元鋰電池的循環(huán)壽命約為800-2000次，不安全，維修不便，需增加專(zhuān)門(mén)的平衡器。從整體上考慮，實(shí)際選用了磷酸鐵鋰電池。
2.電池容量。在這個(gè)例子中，因?yàn)榭照{(diào)是耗電大戶(hù)，考慮到3個(gè)空調(diào)器可以開(kāi)一夜，同時(shí)考慮到照明和其它電力消耗，考慮到需要18KWh(18度電)的電池容量。從整體上看，實(shí)際選用24.3KWh容量電池，按0.7kWh容量計(jì)算。
3.電池電壓。電池的總電壓取決于逆變器的輸入電壓。這個(gè)例子，逆變器的輸入電壓為192V。一個(gè)電池的電壓為12V，需要16節(jié)電池組成192V。一個(gè)電壓3.2V的單一磷酸鐵鋰電池需要60節(jié)構(gòu)成192V的電池。一個(gè)單獨(dú)的三元鋰電池為3.7V，需要52節(jié)構(gòu)成192V的電池。
4.平衡裝置。對(duì)磷酸鐵鋰電池的選用，需增加專(zhuān)用平衡器。一個(gè)電壓3.2V的單一磷酸鐵鋰電池需要60串電池，以形成192V的直流電，用于逆變電源。當(dāng)前平衡器超過(guò)60串，價(jià)格昂貴。從成本角度，這個(gè)例子實(shí)際上選擇了Watema均衡設(shè)備。
注意事項(xiàng)，平衡裝置需要?jiǎng)邮帜芰^強(qiáng)的人來(lái)考慮，否則或選用膠體電池，省去了許多麻煩，而且裝配速度快，缺點(diǎn)是壽命短，請(qǐng)自己選。
太陽(yáng)能控制器的選型。
太陽(yáng)控制器分降壓式和升壓式。表面上看，提升式控制器效率較高，但僅適用小功率，小電流的方案。這個(gè)例子選擇了低電壓型高功率太陽(yáng)能控制器。
首選MPPT太陽(yáng)能控制器，使太陽(yáng)能電池板的效率最大化。
太陽(yáng)電池控制器是由充電電壓和充電電流確定的。這種情況下，因?yàn)檫x擇了192V的電壓，太陽(yáng)能控制器還需要匹配192V的電壓。當(dāng)今市場(chǎng)上超過(guò)120V電壓的太陽(yáng)能控制器價(jià)格昂貴。所以在這個(gè)例子中，采用兩個(gè)96V太陽(yáng)能控制器串聯(lián)地為電池充電，以降低成本。
通過(guò)太陽(yáng)電池板總功率來(lái)確定充電電流。在這種情況下，單個(gè)電池板的最大電流是10A。平行雙組，最大電流為20A。所以選擇太陽(yáng)能控制器，最大電流超過(guò)20A即可。這個(gè)例子選擇了96V,28A太陽(yáng)能控制器。
五.太陽(yáng)能電池板。
太陽(yáng)電池板分為單晶和多晶型。晶體的效率會(huì)稍微提高。在陰雨天，多晶日的效率會(huì)更高。自行觀察需求使用。這個(gè)例子選擇的是單晶太陽(yáng)能面板。也有軟薄膜，由于成本較高，這里就不做介紹。
太陽(yáng)面板規(guī)格及參數(shù)。說(shuō)明.參數(shù)種類(lèi)太多，不一一介紹。盡可能選擇性?xún)r(jià)比高的就可以。這個(gè)例子選擇了規(guī)格為1000X2000X40、45V、10A的太陽(yáng)電池板。
結(jié)合方法。相同規(guī)格.參數(shù)的電池板可根據(jù)需要自由串，并聯(lián)。當(dāng)參數(shù)不一致時(shí)，盡可能地串聯(lián)參數(shù)相等或接近，因?yàn)槌隽κ且宰钚∧膫€(gè)電流為限。該方案用三塊串聯(lián)再兩組并聯(lián)的方式分別向兩個(gè)太陽(yáng)能控制器供電。
單一組合式電池板參數(shù)：電壓=45V×3=135V，電流為10A。2組并聯(lián)后電壓：135V，電流20A。
因?yàn)樵谶@種情況下，選擇的面板參數(shù)是不一致的，實(shí)際的太陽(yáng)能控制器最大輸出參數(shù)是108V,17A。
上一篇：太陽(yáng)能光伏發(fā)電的好處有哪些？ 下一篇：家用太陽(yáng)能發(fā)電有什么成本？