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1、家用太阳能供电系统一、概述1、太阳能供电系统的组成太阳能供电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器、逆变器、蓄电池 （组）组成。（1）太阳能电池组件：太阳能电池组件是太阳能供电系统中的核心部 分，也是太阳能供电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量 转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 太阳能电池组 件的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本 电池组件的种类及特点：表 1:类型单晶硅多晶硅非晶不圭转换效率12-18%10-16%6-8%使用寿命15-20 年曰車昂贵15-20 年5-10 年1車 匚昂贵较贵较便宜稳定性好好差（会衰减）颜色黑色、深蓝深蓝晶体状棕主要优点转换
2、效率咼、工作稳 定，体积小。工作稳定，成本 低。使用广泛。价低，弱光性好，多 数用于计算器，电子表等主要缺点成本高转换效率较低转换效率最低，会衰 减。相同功率的面积 比晶体硅大一倍以 上。（2）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态, 并对蓄电 池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合 格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开 关都应当是控制 器的可选项。3）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池组件所供出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来 蓄电池的种类及特点表 2:类
3、别锂电池镍镉电池镍氢电池免维护铅酸电池胶体普通酸液无记忆效应， 使用时间长， 重复充电可达1200次以上。2小时的 急速充电。可以重复500次以 上允放电，但是记 忆效应明显，使 用一定时间后， 需完全放电后， 才可充电。没有明显的记 忆效应，随充 随用，可以重 复500次以上 充电。1.2小时 的急速充电。耐深放电，亏 电状态下恢复能 为极好，不会因 若干次亏电而失 去容量寿命 长，可达10 年。若干次亏电而 失去容量， 易使电池报废.使用寿命 般为2-3年。充放电特性容量同等容量的锂 电池重量比镍 电池要轻50%, 单体电压为3.6V单体电压为1.2V.容量在200mAh-14000mAh
4、单体电压为1.2V，容量是同体积的镍镉电 池的1.5-2 倍单体电压有2V,6V,12V,容量5.5Ah-180Ah,2V可达3000AH单体电压有2V,6V,12V,容量5AH-200Ah,2V 可达 3000Ah适用围移动通信、报警系统、仪器仪表、日用品等。太阳能系统、UPS通信设备 (2V)电动车、发电、数据工程 等(4)逆变器：逆变器是一种将直流电(DC转化为交流电(AC的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。逆变器还具有自动稳压功能，可改善光 伏发电系统的供电 质量。家用太阳能供电系统如图: 图 1：2、离网与并网太阳能光伏供电系统分为离网、并网发电及两者结合。（1） 通过太阳能
5、光伏组件将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为光伏发 电系 统，与公共电网相联接的关系系统称为并网光伏发电系统。（2） 离网光伏系统的使用独立于电网， 如目前多用于弱电低功耗使用，女嘔 太 阳能航标灯和太阳能路灯等。 家庭用太阳能供电系统为离网光伏系统。（3）离网与并网发电结合，有较强的适应性，例如可以根据电网的峰谷电 价来 调整自身的发电策略，但是其造价和运行成本较上述两种方案高。3、太阳能供电系统的应用方式 家用太阳能供电系统可以单独使用， 脱离市政用电，费用较高。也可以与市 政用电 配合使用，作为市政用电的补充，在停电或小功率电器用电上使用太阳能 供电。二、太阳能供电的优点1、太阳能资源取
6、之不尽，用之不竭。照射到地球上的太阳能要比人类目前 消耗的能量大 6000 倍。另外，根据太阳产生的核能计算，太阳要照耀地球600多亿年。2、绿色环保。光伏发电本身不需要燃料，没有二氧化碳的排放，不污染空气，不产生噪声。3、应用围广。只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统。4、使用寿命长、维护简单、可靠性高。晶体硅太阳能电池寿命长达20-35年；由于无机械转动部件，操作、维护简单，可靠性高，加之现在均采用自动控 制技术， 基本不用人工操作。5、太阳能电池组件结构简单，体积小且轻，便于运输和安装，光伏发电系 统建设周 期短。6、系统组合容易。若干太阳能电池组件和蓄电池单体组合成为系统的太阳 能电
7、池 方阵和蓄电池组；逆变器、控制器也可以集成。所以光伏发电系统可大可 小，极易组合、 扩容。三、家用太阳能供电现状1、中国家用太阳能供电现状由于对太阳能光伏发电的认识不足， 费用昂贵，缺乏政策支持，中国在家用 太阳能 发电上还非常落后。我国的光伏产品 95鸠上依靠出口市场，国市场太小。中国约有 100万户家庭主要依靠光伏发电系统解决基本的生活照明用电。 但 大多数都是牧区的牧民家庭，这些家庭的通电水平还比较低，一般只能满足基本 的照明需 要。除此以外，还有林区和农区的农户和养蜂户以及无电的学校、商店等小单位已在使用家用太阳能光伏发电系统， 还有一些缺电地区的城镇居民，也 成为家用太阳能光伏发电
8、系统的用户。2、国外家用太阳能供电现状 欧美以及日本在太阳能发电上走在世界前列， 家用太阳能上，政府给予补贴（日本补贴设备安装费用的 50%，鼓励家庭利用太阳能供电。同时，将多余的 电卖给电 力公司，同时，电力公司也积极收购，所得收入用来抵扣部分电费。五、太阳能供电系统设计上需考虑的因素1 、是否适合太阳能发电一一太阳能发电系统使用地点、日光辐射情况、气 候条件。2 、太阳能电池组件的选择一一系统的具体负载、数量及功率、各类负载每 天需要工 作的时间。（这是最关键冋题）3、逆变器的选择一一系统的输出电压、直流，交流，或者直流交流都需要。5 、蓄电池的选择一一如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需
9、连续供电多 少天。6、控制器的选择 负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大。六、太阳能供电系统的设计图 2:家用太阳能供电系统图家用太阳能供电系统功率需要根据家庭电器所需功率来决定。可从家庭的电器种类、功率大小、数量、使用时间来估算1、整体利用太阳能表 3：2400Wp家用/办公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日耗电量照明节能灯11W86528Wh电脑液晶显示100W251000Wh打印机激光250W11250Wh传真机喷墨150W12150Wh电冰箱150L100W124800Wh洗衣机300W10.5150Wh空调1.5 匹卫星电视接收机/VCD
10、彩色电视21寸1200Wi25W195Wi水泵总计400W13800W53000Wh150Wh570Wh1100Wh7698Wh2、部分电器使用太阳能(1)电器较多的使用设计表 4:1600Wp家用/办公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日耗电量照明节能灯11W86528Wh电脑液晶显示100W251000Wh打印机激光250W11250Wh传真机喷墨150W12150Wh电冰箱150L100W124800Wh洗衣机300W10.5150Wh微波炉1000W111000Wh卫星电视接收 机/VCD25W16150Wh彩色电视21寸95W16570Wh水泵400W11
11、100Wh总计2600W4698Wh(2)电器较少的使用设计表 5：800Wp家用/办公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日耗电量照明节能灯11W64264Wh电脑液晶显示100W15500Wh打印机喷墨30W1130Wh传真机喷墨150W11150Wh电冰箱150L100W124800Wh洗衣机300W10.5150Wh微波炉(选 项)1000W10.5500Wh卫星电视接收 机/VCD25W16150Wh彩色电视21寸70W16420Wh水泵200W10.5lOOWh总计2000W2264Wh设备配置:太阳电池组件：800Wp免维护蓄电池:400AH/24V;逆
12、变器：2000W ；充电控制器：30A。可以连续工作三个阴雨天微波炉与办公设备只能选其一。如果太阳电池组件采用lOOOWp微波炉与办公设备即可同时使用。七、家用太阳能供电系统费用1、硬件费用中国国家庭整体用电一般需要输出功率 3000-5000 瓦，少数需要更高。目前， 国家 用太阳能供电成本约 30元左右/瓦（太阳能板功率），若一栋别墅需要1 万 瓦的系统，整 体硬件成本费用为 30万左右，部分厂家报价在50-70 万。太阳能电池组件是该系统的组要部件，太阳能电池组件由许多片太阳能板组 成，每 片 100 瓦-200 瓦，价格为 13-18 元/瓦。1 万瓦的太阳能发电系统，太阳 能组件价格
13、为 13-18 万元。厂家介绍，由于采用的材料与品牌不同，整个系统的 价格有一定差异性。2、安装维护费用太阳能电池组件部分使用寿命较长， 厂家承诺 10 年以上，一般能用25年左 右。蓄 电池寿命 3-5年，逆变器寿命3-5年，控制器寿命3-5年。蓄电池、逆变 器、控制器更换 总共费用最低约 2 万元人民币。太阳能供电系统安装需要专业的安装人员，一般的小电工无法安装。故，需 要厂家 派人指导与安装。太阳能板安装多在屋顶，部分安装在庭院。若安装在庭 院需要支架，一 个支架价格 3000 元左右。100瓦/块的太阳能板面积约1 1.2平米，1万瓦功率需要100块，共需面 积 100- 120平米。
14、150瓦/块的太阳能板面积约1.6平米，1万瓦需要 67块，共 需面积约 107平 米。售后服务是个大问题，如果系统正常使用，一般3-5年甚至更久才更换一次 设备。但 不排除不正常使用或人为损坏，没有专业的技术人员、设备及配件，维 护上比较麻烦，费 用较高。八、建议1、 太阳能电池组件是该系统的核心，也是费用最高的部分。国外必须提供 别墅使 用电器的名称、数量、功率以及每天使用时间，没有这些数据，厂家做不 出产品方案，做 不出报价。以国外提供的离网发电系统调查表中的数据来看，厂家根本无法做方案， 至少 需要电器的名称、数量及使用时间，国可以估计大致功率。如需要详细的产 品方案，必须 有详细的调查数据。2、 别墅太阳能供电系统不能完全脱离市政用电， 只能作
