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1、风光互补离网发电系统设计一、 工程概述1、工程名称 *离网系统2、地理位置（经度、纬度、环境状况、气候条件、风力状况、阳光资源等）3、气象资料项目月份空气温度相对湿度每日太阳辐射风速地面温度%KWh/m2/Daym/s一月10.678.40%27.053.813二月10.678.10%22.864.212.5三月13.375.10%32.084.217.3四月18.273.60%37.104.121.5五月22.268.50%39.194.325.9六月25.561.70%40.873.928.5七月28.865.00%57.304.030.5八月28.365.70%52.593.831.1九
2、月25.967.80%42.534.028.4十月22.068.30%34.594.026.1十一月17.674.40%26.633.620.6十二月12.876.00%25.383.715.8年平均19.777%36.494.125.3二、 方案设计（一）用户负载信息用电器额定功率(W)数量用电时数(h)用电量(KWh)照明灯具40155324寸液晶电视32350.48电风扇44651.32冰箱12033其他2.2合计10冰箱的耗能根据冰箱的使用模式和开关冰箱门的频率有关，目前普通冰箱的日耗电大约1度左右。补充：家用电器耗电量的一般情况（1）电视机一般家用47cm彩色电视机功率为75W，使用
3、13.3h的耗电量为上1kWh；36cm黑白电视机功率为40W，使用25h耗电量为1kWh（以lkWh即为通常所说的1度电）。（2）收录机一般手提式双喇叭的收录机功率为12W，使用84h耗电量为lkWh。（3）电子管收音机一般六灯的功率45W，使用223h所耗电量为1kWh。（4）日光灯40W日光灯使用25h耗电量为1kW.h。（5）电饭锅一般家庭用500W的电饭锅使用2h耗电量为1kW。（6）电熨斗一般功率为300W，使用3.3h耗电量为1kW.h。（7）电风扇36cm的电容式电动机的功率为50W，使用20h耗电量1kWh。（8）洗衣机一般功率为250W，使用4h耗电量为1kWh。（9）电冰
4、箱100L的总输入功率为110W，平均每24h耗电量为1kWh。（10）电磁灶一般功率为10001200W，分别使用1小时、50分钟耗电一度（二）系统方案设计根据用户要求，本方案为风光互补离网发电系统本系统是一个离网系统，其原理如下图所示：1、太阳能光伏发电系统方案的设计步骤（通讯基站、家庭用电风光互补设计步骤）1) 首先确定系统直流电压：根据负载功率确定系统的直流电压，即蓄电池的电压。确定的原则是：（1）在条件允许的情况下，尽量提高系统电压，以减少线路损失；（2）直流电压的选择要符合我国直流电压的标准等级，即12V、24V、48V等；（3）直流电压的上线最好不要超过300V，以便于选择元器件
5、和充电控制器。2) 太阳能电池方阵倾角的计算和确定：在大型太阳能供电站中，应该采用计算机辅助设计软件，进行太阳能电池方阵倾角的优化设计计算，要求在最佳倾角时冬季和夏季辐射量的差异尽可能小，而全年总辐射量尽可能大，二者应当兼顾。这对于高维度地区尤为重要，高纬度地区的冬季和夏季水平面太阳能辐射量非常大（比如黑龙江省相差约5倍）,如果按照水平面辐射量进行设计,则蓄电池的冬季存储量要远远大于阴雨天的存储量,造成蓄电池的设计容量和投资都加大.选择了最佳倾角,太阳能电池方针面上冬夏季辐射量之差就会变小,蓄电池的容量也就可以减少,系统造价降低,设计更为合理。在一般的小型户用系统中，我们不必采用专业的计算机进
6、行倾角优化设计，我们可以根据当地的纬度有下列关系粗略确定固定太阳能电池方阵的倾角：安装纬度在0-25时，倾角等于纬度；安装纬度在26-40，倾角等于纬度加5-10；安装纬度在41-55度，倾角等于纬度加10-15，纬度大于55时，倾角等于纬度加15-20。3) 太阳能电池总容量的设计：根据负荷的总耗电量来确定太阳能电池的总发电量，一般单体电池板的工作电压选择有两种：17伏（为12伏蓄电池充电），34伏（为24伏蓄电池充电）。选用的太阳能组件的参数列表出来.技术参数所选电池板的基本技术参数如下所示:太阳电池种类太阳电池生产厂家太阳电池组件生产厂家太阳电池组件型号指标单位数 据峰值功率Wp开路电压
7、（Voc）V短路电流（Isc）A工作电压（Vmppt）V工作电流（Imppt）A尺寸mm（最佳功率：250Wp最佳工作电压：30.54V最佳工作电流：8.19A开路电压：37.05V短路电流：8.81A）在户用系统中，一般采用17伏工作电压的组件。太阳能电池组件的串联数=系统直流电压12V太阳能电池组件的并联数=负载日耗电量WH系统直流电压V日峰值日照时间H系统效率系数太阳能组件工作电流A（一般系统效率系数有3个参数，蓄电池的充电效率系数取0.9，逆变器效率取0.85，太阳能组件组合损失，组件衰减，尘埃遮挡等综合系统取0.9），上述系数在实际设计中可以适当调整，也可以根据设计经验取经验值来确定
8、。4) 蓄电池容量计算和设计：需要根据当地的气候情况和连续阴雨天情况，确定蓄电池的类型,一般有免维护铅酸和胶体电池两种,不建议使用开口电池,车用启动用电池,单体电池电压一般选用12伏和2伏两种选择,2伏的设计寿命更长性能更好。一般在光伏系统中，选择放电深度高的电池，延时天数根据用户的要求量身计算设计。蓄电池串联个数=系统直流电压单体蓄电池电压蓄电池容量AH数=负载日耗电系统直流电压考虑阴雨天天数逆变器效率放电深度5) 逆变器的设计：在系统需要将直流变交流的时候，需要配置逆变器设备，在选择逆变设备的时候，需要了解用户负载的特性，不同的交流负载有不同的特性，电阻性负载有白炽灯泡,电子节能灯,电加热
9、器等,电流和电压同相,没有冲击电流产生;电感性负载有电动机、电冰箱、水泵等，电压超前于电流，有冲击性；电力电子类负载有带电子整流器的荧光灯，电视机，计算机等，有冲击电流产生。根据负载的类型选择逆变器的类型，一般方波和修正波的逆变器大多用于1KW以下的小功率系统中，大型系统均采取正弦波逆变器。新能源路灯风光互补光伏太阳能电池板的设计1、太阳能电池板组件的设计（查询安装地区逐月辐照强度随倾角变化规律、倾角计算、支架设计或选取、电池板容量计算、电池板型号选择及数量确定并列出基本技术参量表、布局）逐月辐照强度随倾角变化规律角度月份平均日辐照强度（KWh/m2/Day）28 30 32 35 37 38
10、 40一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年平均 所选电池板的基本技术参数如下所示:太阳电池种类太阳电池生产厂家太阳电池组件生产厂家太阳电池组件型号指标单位数 据峰值功率Wp开路电压（Voc）V短路电流（Isc）A工作电压（Vmppt）V工作电流（Imppt）A尺寸mm2、 小型风力发电机的选用对不同的地区、不同的用电要求有不同的选用条件。选用的风力发电机要适于当地的风能资源选用的风力发电机要适于用户的用电需求选用的风力发电机要与用电量、蓄电池容量相匹配主要技术参数包括：起动风速，额定风速，额定电压，最大功率，额定功率，额定转速等。1、 根据当地的风速，可以计算出所选用小型风力
11、发电机的发电量2、 根据家用电器的用电量来选择风力发电机以300W机组为例，该机组的主要技术参数如下：型 号FD2.5-0.3/7额定功率（W）300额定风速（m/s）7风轮直径（m）2.5叶片数（只）3调速方式风轮偏侧工作风速范围（m/s）325切入风速（m/s）3 额定电压（V）DC24最大功率（W）500发电机型式三相永磁风力发电机风轮气动效率0.42发电机效率0.76主塔杆直径2吋 防护要求防潮、防霉、防盐雾和防雷击 负荷额定功率W平均日用电时数h日用电量kwh负荷额定功率W平均日用电时数h日用电量(kwh)节能灯95.50.05吸尘器75010.7521吋彩色电视机7050.352P
12、空调20005（6-9月）10黑白电视机2050.1电扇502（6-9月）0.25录音机2020.04电加热器100033洗衣机15020.3打印机2010.02120L电冰箱120101.2电脑400521/5HP水泵1650.50.96监控器20051收音机1010.01传真机10030分钟0.05VCD/DVD4030.12微波炉100010分钟0.153、蓄电池组的设计（容量计算、安装地区户用电压情况、蓄电池型号选择、数量确定、布局）在系统中储能主要靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量利用下下面公式计算：其中：C：蓄电池容量kWh D：最长无日照间用电时h F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05） Po：平均负荷容量kW L：蓄电池的维修保养率（通常取0.8) U：蓄电池的放电深度（通常取0.5) Ka：包括逆变器等交流回路的损失率（通常取0.7，如逆变器效率高 可取0.8）所以此处的蓄电池的容量应该为：C=1531.05/（
