家用太阳能光伏发电逆变装置设计

⑴ 光伏发电站的逆变器怎么设置

太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1、集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。

分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。

4、组串式

光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。

在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。

另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。

光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

⑵ 如果我要设计一套家用光伏发电系统的话我需要具备哪些知识需要哪些仪器

需要具备的知识有：光伏组件发电功率的计算方法，安装角度的选择，安装高度的选择，当地气候条件及气象条件，发电系统各元器件的选型与匹配，安装框架的选型和匹配，运行维护知识，识别劣质组件和逆变器的知识等等。
太阳能光伏发电系统主要是由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器等设备组成。相比于其他传统能源，光伏发电过程无噪音，无污染，无辐射，是目前广泛应用的最主流清洁能源之一。因此也被认为是未来主要的能源形式。

⑶ 设计一个6kw的家庭用太阳能光伏发电系统应该怎么计算配置需要哪些部件每天发电量多少总共多少钱

6000瓦并网系统，45000元可以全套到位,需要的东西有电池板，支架，逆变器，控制器，电缆等，一年可以发6000度以上（根据各地区的光照强度定）

⑷ 普通家庭如何建立个人光伏太阳能发电系统

普通家庭建立个人光伏太阳能发电系统。想要安装一个能发电的系统非常简单，主要需要五样东西：
1.太阳能电池板（solarpanels)
2.太阳能支架（mountingsystem)
3.电缆线(cables)
4.光伏逆变器（solarinverter)
5.电网公司负责安装的计量电表（Meter）
在这里解释一下光伏逆变器：通过太阳能电板发的电是直流电，家用电器无法直接使用，必须通过逆变器转化为交流电才可以家用。
接下来需要考虑系统的设计，由于家用系统的装机容量(MaximumInput)一般在1-5千瓦左右，系统设计和安装都很简单，逆变器则根据装机容量相应地选择1-5千瓦规格的机器就可以。
根据规定，市民或单位建设分布式发电项目，需先向电业部门申请并网，供电公司出具接入方案确认单、接入意见函，项目业主确认后，再据此选择设计施工单位，然后进行施工。工程竣工后，供电公司验收合格，安装电能计量装置，与项目业主或电力用户签署购售电合同和并网调度协议，通过调试后，直接并网运行。已经安装有光伏等发电设备的，由电力部门直接安装相关并网设备。
据了解，并网并不复杂，也是免费安装和入网的。只需在原有入户电缆上接上并网控制器和双向电表，并不需要安装另外一套输电线路。控制器和双向电表有关口电力计量和发电量计量功能，向电网送了多少电，用了电网多少电，一点也差不了。而此前已安装分布式电源的用户只要符合并网条件，也可随时向供电公司提出申请，将富余电量售给电网。

⑸ 如何自己建家庭太阳能发电站

国内光伏电站从立项—设计---建设---并网运营的全部流程，并与说明。鉴于如何有效地控制成本、提高收益率是投资商们的核心关注点，光伏电站投资项目首期建设成本自然成为重点。而光伏电站作为一个长期运营投资的项目，整体的光伏发电系统25年稳定运营的可靠性更应予以重视。

自己建设需要的知识：

太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。
1．太阳能电池组件
太阳能电池组件是发电系统中的核心部分，其作用是将太阳的辐射能直接转换为直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳能电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵（阵列），再配上适当的支架及接线盒组成太阳能电池组件。
2．充电控制器
在太阳能发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。高级的控制器可以同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流、电压等。控制器主要功能如下：
1） 过充保护 避免蓄电池因充电电压过高而造成损坏。
2） 过放保护 避免蓄电池因放电到过低的电压而损坏。
3） 防反接功能 避免蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能使用甚至酿成事故。
4） 防雷击功能 避免因雷击而损坏整个系统。
5） 温度补偿 主要针对温差大的地方，保证蓄电池处于最佳的充电效果。
6） 定时功能 控制负载的工作时间，避免能源浪费。
7） 过流保护 当负载过大或短路时，自动切断负载，保证系统的安全运。
8） 过热保护 当系统工作温度过高时，自动停止给负载供电，故障排除后，自动恢复正常工作。
9） 自动识别电压 对于不同的系统工作电压，自动识别，无须另外设置。
3．蓄电池
蓄电池作用是将太阳能电池方阵发出直流电贮存起来, 供负载使用。在光伏发电系统中, 蓄电池处于浮充放电状态。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电,同时方阵还给负载用电,晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此, 要求蓄电池的自放电要小, 而且充电效率要高, 同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。
4．逆变器
绝大多数用电器，如日光灯、电视机、电冰箱、电风扇和绝大多数动力机械等都是以交流电工作，要想这类用电器能正常工作，太阳能发电系统需要将直流电变换成交流电，具有这种功能的电力电子设备称作逆变器。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。

计算方法
下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：
1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W； 若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。
2.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。
3.充电控制器的选择：130W的太阳能电池板它的最大输出电流是7.7A。因此应该选取充电电流至少为8A的充电控制器。
4.蓄电池的选择：若采用12V的蓄电池，其放电深度为50%，则应使用555Wh/12V/50%=90Ah的蓄电池；若选择24V的蓄电池，则蓄电池的容量应为555Wh/24V/50%=45Ah。

估算与检测
太阳能电池的额定输出功率与转换效率有关，一般来讲，单位面积的电池组件，转换效率越高，其输出功率越大。太阳能电池的转换效率一般在14~17%之间，每平方厘米的电池片，其输出功率在14~16mW,每平方米的太阳能电池组件输出功率约120WP.
太阳能电池组件的测试，需用专门的检测设备，在标准的条件下检测。由于检测设备非常昂贵，一般的检测方法是：利用碘钨灯或白炽灯，模拟太阳光，比较样品作对比测试，主要检测其开路电压与短路电流，检测的时候注意控制温度，不能超过25℃。

基本计算公式
功率=电压X电流 （W=UI） 用电量=功率X时间（Q=Wh）

发电需注意问题
太阳能光伏发电需要综合考虑各种因素，只有掌握了准确的资料后，才能确定电池板的安装方式、最低功率、规格（太阳能电池板每天的有效发电量必须太于负载的用电量）及蓄电池的容量、性能及控制方式。使产品达到最佳性价比。如果对相关因素的估算失误，就会直接影响到独立光伏发电系统性能和造价。
（1）现场的地理位置.。
包括：地点、纬度、经度、海拔等。
（2）安装地点的气象条件。
包括：逐月太阳能总辐射量，直接辐射量（或日照百分比），年平均气温，最长连续阴雨天数，最大风速及冰雹、降雪等特殊气象情况。
（3）最大负载量。
包括：负载每天工作时间及平均耗电量，连续阴雨天需工作的时间。
（4）负载用电特性
由于太阳能电池阵列输出的电流是直流，如果负载是交流的话，需要经过逆变器的转换，才能正常工作，这样太阳能最终供给负载的能量损耗就增大，从而所需太阳能电池就会增大，导致太阳能供电系统造价增大。
（5）交流负载对电源的要求
交流负载除了需要更大的太阳能电池板外，对逆变器的要求也会因负载的不同而不同。一般来讲纯电阻性质的负载例如电热丝，对逆变器要求不高，可用普通的修正波逆变器。而电视、电动机对电源要求相对要高，需要的逆变器功率及输出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆变器，才能保证负载能正常工作，不受干扰。负载要求不同，造价也不同。
（6）使用限制
由于部分国家和地区，对蓄电池有特定的环保要求，特别是镍镉电池在欧美国家受到严格限制，还有铅酸电池在运输方面也会受到限制，这些因素都将导致太阳能光电产品的造价增大。

产品的一般要求
（1）防水、防雹、防风。
一般太阳能电池板采用钢化玻璃封装，外框用铝合金封装，能有效抵御冰雹袭击，安装用金属支架固定，能抵御10级以上大风。
（2）防晒、防冻。
一般都有通风、散热窗子，以利于蓄电池散热。对于冬季特别寒冷地区，蓄电池采用防凝固的胶体电池。
（3）控制保护
为了最大限度延长电池板及蓄电池的使用寿命，一般都有防反充、过充、过放保护电路控制，避免损坏电池板及蓄电池过早的老化。
（4）零件选择
由于太阳能光电产品使用环境不同，温度相差较大，因此要求零件的工作温度范围要宽。
（5）维护
太阳电池发电系统没有活动部件，不容易损坏，其维护也非常简便。不过也需做定期维护，否则可能影响正常使用，甚至缩短使用寿命。
一般来说，太阳电池板方阵倾角应超过30度，所有灰尘可由雨水冲刷而自行清洁，在风沙较大地区，应当经常清除灰尘，保持方阵表面的干净，以免影响发电量。清洁时可拭去灰尘，有条件时可用清水清洗，再用干净抹布擦干。切勿用腐蚀性溶剂或硬物冲洗擦拭。定期检查所有安装部件的紧固程度。遇到冰雹、狂风、暴雨等异常天气，应及时采用保护措施。经常检查蓄电池的充放电情况，随时观察电极或接线是否有腐蚀或接触不良之处。
在一些简单的系统中应根据蓄能情况，控制用电量，防止蓄电池因过放电而损坏。发现有异常情况应当立即检查、维修。

应用需明确的问题
1．太阳能电池峰值功率
普遍存在的一个问题就是：认为只要有阳光就可以输出额定功率， 100WP的峰值功率，如果在普通光照条件下，照射10小时，就可发电1000WH，也就是1度电，其实太阳能峰值功率WP是在标准条件下：辐射强度1000W/m，大气质量AM1.5，电池温度25℃条件下，太阳能电池的输出功率。（这个条件大约和我们平时晴天中午前后的太阳光照条件差不多）按广东地区的光照条件，折算成标准光照时间大约为3.3~3.5小时。在阴雨天，太阳电池也可以产生一定的能量，它的功率大约在额定功率的5-15%
2．太阳能发电损耗
通常误认为：太阳能电池组件每天输出的电量会被负载全部利用。实际上，太阳能电池组件安装存在相当大的损耗，大约在15~20%，充电、放电过程中，损耗在20%左右，如果有逆变器，损耗在10%以上，总的来说，太阳能发电利用率大约在50%左右。总之，所有能量转换过程中，都必须遵循能量守恒的定律，绝对不会无中生有，也不会百分百利用。
3．如何降低太阳能发电损耗
一般来讲，为了尽可能降低损耗，常采取如下措施：
⑴太阳能电池组件倾斜，与光线成垂直角度，一般广东地区倾斜35~40度。
⑵太阳能电池所有组件开路电压、短路电流、工作电压、工作电流等参
数尽量一致，连接电缆尽可能粗些、短些。
⑶蓄电池如果采用串联，所有的单元内阻尽量一致，尽可能小。
⑷为了减少线路间的损耗，条件允许的话，尽可能采用高电压、低电流的方案，这样使线路承受的电流尽可能小，从而降低损耗。在设计控制电路时，尽可能采用集成化高的、稳定性好的元器件。

⑹ 设计太阳能光伏发电系统需要考虑哪些因素呢

设计一个完善的太阳能光伏发电系统需要考虑很多因素、进行各种设计，如电气性能设计、防雷接地设计、静电屏蔽设计、机械结构设计等。对地面应用的独立光伏发电系统来说，最主要的是根据使用要求，决定太阳能电池方阵和蓄电池的容量，以满足正常工作的需求。光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少的太阳能电池组件和蓄电池容量，以尽量减少投资，即同时考虑可靠性及经济性。

考虑一些因素：

1、 光伏发电系统需要考虑安装的环境条件以及当地的日光辐射情况；

2、 考虑系统需要承受的负载总功率的大小；

3、 系统应设计的输出电压的大小以及考虑使用直流还是交流；

4、 系统每天需要工作的小时数；

5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续工作的天数；

6、 系统设计，还需要了解负载的情况，电器是纯电阻性、电容性还是电感性，以及瞬间启动最大电流的流通量。

⑺ 光伏发电逆变器原理方框图

逆变器是一种把直流电能(电池、蓄电池)转变成交流电(一般为220伏50HZ正弦波或方波)的装置。我们常见的应急电源，一般都是把直流电瓶逆变成220V交流的。简单来讲，逆变器就是一种将直流电转化为交流电的装置。

高效率的正弦波逆变器电器图

该电路用12V电池供电。先用一片倍压模块倍压为运放供电。可选取ICL7660或MAX1044。运放1产生50Hz正弦波作为基准信号。运放2作为反相器。运放3和运放4作为迟滞比较器。其实运放3和开关管1构成的是比例开关电源。运放4和开关管2也同样。它的开关频率不稳定。在运放1输出信号为正相时，运放3和开关管工作。这时运放2输出的是负相。这时运放4的正输入端的电位(恒为0)总比负输入端的电位高，所以运放4输出恒为1，开关管关闭。在运放1输出为负相时，则相反。这就实现了两开关管交替工作。

当基准信号比检测信号，也即是运放3或4的负输入端的信号比正输入端的信号高一微小值时，比较器输出0，开关管开，随之检测信号迅速提高，当检测信号比基准信号高一微小值时，比较器输出1，开关管关。这里要注意的是，在电路翻转时比较器有个正反馈过程，这是迟滞比较器的特点。比如说在基准信号比检测信号低的前提下，随着它们的差值不断地靠近，在它们相等的瞬间，基准信号马上比检测信号高出一定值。这个“一定值”影响开关频率。它越大频率越低。这里选它为0.1~0.2V。

C3，C4的作用是为了让频率较高的开关续流电流通过，而对频率较低的50Hz信号产生较大的阻抗。C5由公式：50=算出。L一般为70H，制作时最好测一下。这样C为0.15μ左右。R4与R3的比值要严格等于0.5，大了波形失真明显，小了不能起振，但是宁可大一些，不可小。开关管的最大电流为：I==25A。

现有的逆变器，有方波输出和正弦波输出两种。方波输出的逆变器效率高，对于采用正弦波电源设计的电器来说，除少数电器不适用外大多数电器都可适用，正弦波输出的逆变器就没有这方面的缺点，却存在效率低的缺点，如何选择这就需要根据自己的需求了。

⑻ 怎样自建一套家用太阳能发电系统

一、现场勘测
以山东某水泥平顶为例说明自建户用光伏系统的过程。屋顶东西长度为17米，南北长度为7.5米，四周围女儿墙高度0.5米。屋顶东侧有香椿树一颗，高出屋顶约2米，阴影会对屋顶有一定遮挡。