家用太陽能光伏發電逆變裝置設計

⑴ 光伏發電站的逆變器怎麼設置

太陽能光伏發電並網系統中的並網逆變器設置方式分為：集中式、主從式、分布式和組串式。

1、集中式

集中式並網方式適合於安裝朝向相同且規格相同的太陽能電池方陣，在電氣設計時，採用單台逆變器實現集中並網發電方案如圖1所示。

分布式並網發電的主要缺點是：對於大中型的上百千瓦甚至兆瓦級的光伏發電系統，需要使用多台並網逆變器，初始的逆變器成本可能會比較高；因為使用的逆變器台數較多，逆變器的交流側和公用電網的接入點也較多，需要在光伏發電系統的交流側將逆變器的輸出並行連接，對電網質量有一定影響。

4、組串式

光伏並網組串逆變器是將每個光伏電池組件與一個逆變器相連，同時每個光伏電池組件有一個單獨的最大功率峰值跟蹤，這樣光伏電池組件與逆變器的配合更好。組串逆變器已成為現在國際市場上最流行的逆變器，組串逆變器是基於模塊化概念基礎上的，每個光伏組串（1kW～5kW）通過一個逆變器，在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端並聯並網。許多大型光伏閥電廠使用組串逆變器，優點是不受光伏電池組串間差異和遮影的影響。

在組串間引入「主-從」概念，使得系統在單串電能不能使單個逆變器工作的情況下，將幾組光伏電池組串聯系在一起，讓其中一個或幾個工作，從而產出更多的電能。最新的概念為幾個逆變器相互組成一個「團隊」來代替「主-從」概念，使得系統的可靠性又進了一步。目前，無變壓器式組串逆變器已佔了主導地位。

多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優點，避免了其缺點，可應用於幾千瓦的光伏發電站。在多組串逆變器中，包含了不同的單獨功率峰值跟蹤DC/DC變換器，DC/DC變換器的輸出通過一個普通的逆變器轉換成交流電與電網並聯。由於是在交流處並聯，這就增加了交流側的連線的復雜性，維護困難。

另需要解決的是怎樣更有效的與電網並網，簡單的辦法是直接通過普通的交流開關進行並網，這樣就可以減少成本和設備的安裝，但往往各地的電網的安全標准也許不允許這樣做。另一和安全有關的因素是是否需要使用隔離變壓器（高頻或低頻），或允許使用無變壓器式的逆變器。

光伏組串的不同額定值（如：不同的額定功率、每組串不同的組件數、組件的不同的生產廠家等）、不同的尺寸或不同技術的光伏組件、不同方向的組串（如：東、南和西）、不同的傾角或遮影，都可以被連在一個共同的逆變器上，同時每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時，直流電纜的長度減少、將組串間的遮影影響和由於組串間的差異而引起的損失減到最小。

⑵ 如果我要設計一套家用光伏發電系統的話我需要具備哪些知識需要哪些儀器

需要具備的知識有：光伏組件發電功率的計算方法，安裝角度的選擇，安裝高度的選擇，當地氣候條件及氣象條件，發電系統各元器件的選型與匹配，安裝框架的選型和匹配，運行維護知識，識別劣質組件和逆變器的知識等等。
太陽能光伏發電系統主要是由太陽能電池方陣、控制器、蓄電池組、逆變器等設備組成。相比於其他傳統能源，光伏發電過程無噪音，無污染，無輻射，是目前廣泛應用的最主流清潔能源之一。因此也被認為是未來主要的能源形式。

⑶ 設計一個6kw的家庭用太陽能光伏發電系統應該怎麼計算配置需要哪些部件每天發電量多少總共多少錢

6000瓦並網系統，45000元可以全套到位,需要的東西有電池板，支架，逆變器，控制器，電纜等，一年可以發6000度以上（根據各地區的光照強度定）

⑷ 普通家庭如何建立個人光伏太陽能發電系統

普通家庭建立個人光伏太陽能發電系統。想要安裝一個能發電的系統非常簡單，主要需要五樣東西：
1.太陽能電池板（solarpanels)
2.太陽能支架（mountingsystem)
3.電纜線(cables)
4.光伏逆變器（solarinverter)
5.電網公司負責安裝的計量電表（Meter）
在這里解釋一下光伏逆變器：通過太陽能電板發的電是直流電，家用電器無法直接使用，必須通過逆變器轉化為交流電才可以家用。
接下來需要考慮系統的設計，由於家用系統的裝機容量(MaximumInput)一般在1-5千瓦左右，系統設計和安裝都很簡單，逆變器則根據裝機容量相應地選擇1-5千瓦規格的機器就可以。
根據規定，市民或單位建設分布式發電項目，需先向電業部門申請並網，供電公司出具接入方案確認單、接入意見函，項目業主確認後，再據此選擇設計施工單位，然後進行施工。工程竣工後，供電公司驗收合格，安裝電能計量裝置，與項目業主或電力用戶簽署購售電合同和並網調度協議，通過調試後，直接並網運行。已經安裝有光伏等發電設備的，由電力部門直接安裝相關並網設備。
據了解，並網並不復雜，也是免費安裝和入網的。只需在原有入戶電纜上接上並網控制器和雙向電表，並不需要安裝另外一套輸電線路。控制器和雙向電表有關口電力計量和發電量計量功能，向電網送了多少電，用了電網多少電，一點也差不了。而此前已安裝分布式電源的用戶只要符合並網條件，也可隨時向供電公司提出申請，將富餘電量售給電網。

⑸ 如何自己建家庭太陽能發電站

國內光伏電站從立項—設計---建設---並網運營的全部流程，並與說明。鑒於如何有效地控製成本、提高收益率是投資商們的核心關注點，光伏電站投資項目首期建設成本自然成為重點。而光伏電站作為一個長期運營投資的項目，整體的光伏發電系統25年穩定運營的可靠性更應予以重視。

自己建設需要的知識：

太陽能發電系統主要包括：太陽能電池組件、控制器、蓄電池、逆變器、負載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。
1．太陽能電池組件
太陽能電池組件是發電系統中的核心部分，其作用是將太陽的輻射能直接轉換為直流電，供負載使用或存貯於蓄電池內備用。一般根據用戶需要，將若干太陽能電池板按一定方式連接，組成太陽能電池方陣（陣列），再配上適當的支架及接線盒組成太陽能電池組件。
2．充電控制器
在太陽能發電系統中，充電控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效的為蓄電池充電，並在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽命；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。高級的控制器可以同時記錄並顯示系統各種重要數據，如充電電流、電壓等。控制器主要功能如下：
1） 過充保護 避免蓄電池因充電電壓過高而造成損壞。
2） 過放保護 避免蓄電池因放電到過低的電壓而損壞。
3） 防反接功能 避免蓄電池及太陽能電池板因正負極接反而不能使用甚至釀成事故。
4） 防雷擊功能 避免因雷擊而損壞整個系統。
5） 溫度補償 主要針對溫差大的地方，保證蓄電池處於最佳的充電效果。
6） 定時功能 控制負載的工作時間，避免能源浪費。
7） 過流保護 當負載過大或短路時，自動切斷負載，保證系統的安全運。
8） 過熱保護 當系統工作溫度過高時，自動停止給負載供電，故障排除後，自動恢復正常工作。
9） 自動識別電壓 對於不同的系統工作電壓，自動識別，無須另外設置。
3．蓄電池
蓄電池作用是將太陽能電池方陣發出直流電貯存起來, 供負載使用。在光伏發電系統中, 蓄電池處於浮充放電狀態。白天太陽能電池方陣給蓄電池充電,同時方陣還給負載用電,晚上負載用電全部由蓄電池供給。因此, 要求蓄電池的自放電要小, 而且充電效率要高, 同時還要考慮價格和使用是否方便等因素。
4．逆變器
絕大多數用電器，如日光燈、電視機、電冰箱、電風扇和絕大多數動力機械等都是以交流電工作，要想這類用電器能正常工作，太陽能發電系統需要將直流電變換成交流電，具有這種功能的電力電子設備稱作逆變器。逆變器還具有自動穩壓功能，可改善光伏發電系統的供電質量。

計算方法
下面以100W輸出功率，每天使用6個小時為例，介紹一下計算方法：
1.首先應計算出每天消耗的瓦時數(包括逆變器的損耗)：若逆變器的轉換效率為90%，則當輸出功率為100W時，則實際需要輸出功率應為100W/90%=111W； 若按每天使用5小時，則耗電量為111W*5小時=555Wh。
2.計算太陽能電池板：按每日有效日照時間為6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中，太陽能電池板的實際使用功率。
3.充電控制器的選擇：130W的太陽能電池板它的最大輸出電流是7.7A。因此應該選取充電電流至少為8A的充電控制器。
4.蓄電池的選擇：若採用12V的蓄電池，其放電深度為50%，則應使用555Wh/12V/50%=90Ah的蓄電池；若選擇24V的蓄電池，則蓄電池的容量應為555Wh/24V/50%=45Ah。

估算與檢測
太陽能電池的額定輸出功率與轉換效率有關，一般來講，單位面積的電池組件，轉換效率越高，其輸出功率越大。太陽能電池的轉換效率一般在14~17%之間，每平方厘米的電池片，其輸出功率在14~16mW,每平方米的太陽能電池組件輸出功率約120WP.
太陽能電池組件的測試，需用專門的檢測設備，在標準的條件下檢測。由於檢測設備非常昂貴，一般的檢測方法是：利用碘鎢燈或白熾燈，模擬太陽光，比較樣品作對比測試，主要檢測其開路電壓與短路電流，檢測的時候注意控制溫度，不能超過25℃。

基本計算公式
功率=電壓X電流 （W=UI） 用電量=功率X時間（Q=Wh）

發電需注意問題
太陽能光伏發電需要綜合考慮各種因素，只有掌握了准確的資料後，才能確定電池板的安裝方式、最低功率、規格（太陽能電池板每天的有效發電量必須太於負載的用電量）及蓄電池的容量、性能及控制方式。使產品達到最佳性價比。如果對相關因素的估算失誤，就會直接影響到獨立光伏發電系統性能和造價。
（1）現場的地理位置.。
包括：地點、緯度、經度、海拔等。
（2）安裝地點的氣象條件。
包括：逐月太陽能總輻射量，直接輻射量（或日照百分比），年平均氣溫，最長連續陰雨天數，最大風速及冰雹、降雪等特殊氣象情況。
（3）最大負載量。
包括：負載每天工作時間及平均耗電量，連續陰雨天需工作的時間。
（4）負載用電特性
由於太陽能電池陣列輸出的電流是直流，如果負載是交流的話，需要經過逆變器的轉換，才能正常工作，這樣太陽能最終供給負載的能量損耗就增大，從而所需太陽能電池就會增大，導致太陽能供電系統造價增大。
（5）交流負載對電源的要求
交流負載除了需要更大的太陽能電池板外，對逆變器的要求也會因負載的不同而不同。一般來講純電阻性質的負載例如電熱絲，對逆變器要求不高，可用普通的修正波逆變器。而電視、電動機對電源要求相對要高，需要的逆變器功率及輸出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆變器，才能保證負載能正常工作，不受干擾。負載要求不同，造價也不同。
（6）使用限制
由於部分國家和地區，對蓄電池有特定的環保要求，特別是鎳鎘電池在歐美國家受到嚴格限制，還有鉛酸電池在運輸方面也會受到限制，這些因素都將導致太陽能光電產品的造價增大。

產品的一般要求
（1）防水、防雹、防風。
一般太陽能電池板採用鋼化玻璃封裝，外框用鋁合金封裝，能有效抵禦冰雹襲擊，安裝用金屬支架固定，能抵禦10級以上大風。
（2）防曬、防凍。
一般都有通風、散熱窗子，以利於蓄電池散熱。對於冬季特別寒冷地區，蓄電池採用防凝固的膠體電池。
（3）控制保護
為了最大限度延長電池板及蓄電池的使用壽命，一般都有防反充、過充、過放保護電路控制，避免損壞電池板及蓄電池過早的老化。
（4）零件選擇
由於太陽能光電產品使用環境不同，溫度相差較大，因此要求零件的工作溫度范圍要寬。
（5）維護
太陽電池發電系統沒有活動部件，不容易損壞，其維護也非常簡便。不過也需做定期維護，否則可能影響正常使用，甚至縮短使用壽命。
一般來說，太陽電池板方陣傾角應超過30度，所有灰塵可由雨水沖刷而自行清潔，在風沙較大地區，應當經常清除灰塵，保持方陣表面的干凈，以免影響發電量。清潔時可拭去灰塵，有條件時可用清水清洗，再用干凈抹布擦乾。切勿用腐蝕性溶劑或硬物沖洗擦拭。定期檢查所有安裝部件的緊固程度。遇到冰雹、狂風、暴雨等異常天氣，應及時採用保護措施。經常檢查蓄電池的充放電情況，隨時觀察電極或接線是否有腐蝕或接觸不良之處。
在一些簡單的系統中應根據蓄能情況，控制用電量，防止蓄電池因過放電而損壞。發現有異常情況應當立即檢查、維修。

應用需明確的問題
1．太陽能電池峰值功率
普遍存在的一個問題就是：認為只要有陽光就可以輸出額定功率， 100WP的峰值功率，如果在普通光照條件下，照射10小時，就可發電1000WH，也就是1度電，其實太陽能峰值功率WP是在標准條件下：輻射強度1000W/m，大氣質量AM1.5，電池溫度25℃條件下，太陽能電池的輸出功率。（這個條件大約和我們平時晴天中午前後的太陽光照條件差不多）按廣東地區的光照條件，折算成標准光照時間大約為3.3~3.5小時。在陰雨天，太陽電池也可以產生一定的能量，它的功率大約在額定功率的5-15%
2．太陽能發電損耗
通常誤認為：太陽能電池組件每天輸出的電量會被負載全部利用。實際上，太陽能電池組件安裝存在相當大的損耗，大約在15~20%，充電、放電過程中，損耗在20%左右，如果有逆變器，損耗在10%以上，總的來說，太陽能發電利用率大約在50%左右。總之，所有能量轉換過程中，都必須遵循能量守恆的定律，絕對不會無中生有，也不會百分百利用。
3．如何降低太陽能發電損耗
一般來講，為了盡可能降低損耗，常採取如下措施：
⑴太陽能電池組件傾斜，與光線成垂直角度，一般廣東地區傾斜35~40度。
⑵太陽能電池所有組件開路電壓、短路電流、工作電壓、工作電流等參
數盡量一致，連接電纜盡可能粗些、短些。
⑶蓄電池如果採用串聯，所有的單元內阻盡量一致，盡可能小。
⑷為了減少線路間的損耗，條件允許的話，盡可能採用高電壓、低電流的方案，這樣使線路承受的電流盡可能小，從而降低損耗。在設計控制電路時，盡可能採用集成化高的、穩定性好的元器件。

⑹ 設計太陽能光伏發電系統需要考慮哪些因素呢

設計一個完善的太陽能光伏發電系統需要考慮很多因素、進行各種設計，如電氣性能設計、防雷接地設計、靜電屏蔽設計、機械結構設計等。對地面應用的獨立光伏發電系統來說，最主要的是根據使用要求，決定太陽能電池方陣和蓄電池的容量，以滿足正常工作的需求。光伏發電系統總的設計原則是在保證滿足負載用電需要的前提下，確定最少的太陽能電池組件和蓄電池容量，以盡量減少投資，即同時考慮可靠性及經濟性。

考慮一些因素：

1、 光伏發電系統需要考慮安裝的環境條件以及當地的日光輻射情況；

2、 考慮系統需要承受的負載總功率的大小；

3、 系統應設計的輸出電壓的大小以及考慮使用直流還是交流；

4、 系統每天需要工作的小時數；

5、 如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續工作的天數；

6、 系統設計，還需要了解負載的情況，電器是純電阻性、電容性還是電感性，以及瞬間啟動最大電流的流通量。

⑺ 光伏發電逆變器原理方框圖

逆變器是一種把直流電能(電池、蓄電池)轉變成交流電(一般為220伏50HZ正弦波或方波)的裝置。我們常見的應急電源，一般都是把直流電瓶逆變成220V交流的。簡單來講，逆變器就是一種將直流電轉化為交流電的裝置。

高效率的正弦波逆變器電器圖

該電路用12V電池供電。先用一片倍壓模塊倍壓為運放供電。可選取ICL7660或MAX1044。運放1產生50Hz正弦波作為基準信號。運放2作為反相器。運放3和運放4作為遲滯比較器。其實運放3和開關管1構成的是比例開關電源。運放4和開關管2也同樣。它的開關頻率不穩定。在運放1輸出信號為正相時，運放3和開關管工作。這時運放2輸出的是負相。這時運放4的正輸入端的電位(恆為0)總比負輸入端的電位高，所以運放4輸出恆為1，開關管關閉。在運放1輸出為負相時，則相反。這就實現了兩開關管交替工作。

當基準信號比檢測信號，也即是運放3或4的負輸入端的信號比正輸入端的信號高一微小值時，比較器輸出0，開關管開，隨之檢測信號迅速提高，當檢測信號比基準信號高一微小值時，比較器輸出1，開關管關。這里要注意的是，在電路翻轉時比較器有個正反饋過程，這是遲滯比較器的特點。比如說在基準信號比檢測信號低的前提下，隨著它們的差值不斷地靠近，在它們相等的瞬間，基準信號馬上比檢測信號高出一定值。這個「一定值」影響開關頻率。它越大頻率越低。這里選它為0.1~0.2V。

C3，C4的作用是為了讓頻率較高的開關續流電流通過，而對頻率較低的50Hz信號產生較大的阻抗。C5由公式：50=算出。L一般為70H，製作時最好測一下。這樣C為0.15μ左右。R4與R3的比值要嚴格等於0.5，大了波形失真明顯，小了不能起振，但是寧可大一些，不可小。開關管的最大電流為：I==25A。

現有的逆變器，有方波輸出和正弦波輸出兩種。方波輸出的逆變器效率高，對於採用正弦波電源設計的電器來說，除少數電器不適用外大多數電器都可適用，正弦波輸出的逆變器就沒有這方面的缺點，卻存在效率低的缺點，如何選擇這就需要根據自己的需求了。

⑻ 怎樣自建一套家用太陽能發電系統

一、現場勘測
以山東某水泥平頂為例說明自建戶用光伏系統的過程。屋頂東西長度為17米，南北長度為7.5米，四周圍女兒牆高度0.5米。屋頂東側有香椿樹一顆，高出屋頂約2米，陰影會對屋頂有一定遮擋。