通過一實例，敘述了如何低成本安裝一套實用的大功率家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可以滿足家用空調(diào)、水泵、照明等家用電器的需要。用戶還可根據(jù)自己實際的用電量情況來縮小或擴大功率。一言以蔽之，成本低廉。
一、太陽能發(fā)電系統(tǒng)原理。設(shè)備選型概述。
構(gòu)成：1.太陽能面板；2.太陽能控制器；3.電池組件；4.逆變器。
其原理：太陽能電池板發(fā)出電能，用太陽能控制器調(diào)節(jié)充電，儲存在電池中的電能可通過逆變器輸出交流電源輸出220V，以滿足家電的需要。日間可在將太陽能電池充電的同時通過逆變器輸出220V交流電。夜間通過電池向逆變器供電，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。按電器總功率計算，單電機最大功率*7倍。這種情況下，實際使用的功率是7700W，單機電動機的最大功率是空調(diào)，大約700*7=4900W。這些項目合計約13Kw(本文全部按概算計算，不作具體計算)。所以需要選擇15Kw以上的反相器。
2.變頻器的種類。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，對電機啟動有幫助，相對壽命較長，因此本例中10-12KW的工頻逆變電源。對高頻逆變器，由于沒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，價格低廉。另一種通常使用IGBT管，成本稍高。
從整體上看，這個例子實際使用了192V,20KW的高頻逆變器。
3.目前市場上的光伏逆變器，大部分都是具有無人值班功能的工頻逆變器，它采用電池優(yōu)先方式，在電壓低于保護電壓時自動切換至市電供電。蓄電池充電到一定的電壓后，自動轉(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。不然會損壞部分用電設(shè)備，這里不再進行講解。
三.電池的選擇。
1.選擇電池類型。現(xiàn)在主要有三種儲能電池：(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，但維護不便，需增加專門的平衡裝置。三元鋰電池的循環(huán)壽命約為800-2000次，不安全，維修不便，需增加專門的平衡器。從整體上考慮，實際選用了磷酸鐵鋰電池。
2.電池容量。在這個例子中，因為空調(diào)是耗電大戶，考慮到3個空調(diào)器可以開一夜，同時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，實際選用24.3KWh容量電池，按0.7kWh容量計算。
3.電池電壓。電池的總電壓取決于逆變器的輸入電壓。這個例子，逆變器的輸入電壓為192V。一個電池的電壓為12V，需要16節(jié)電池組成192V。一個電壓3.2V的單一磷酸鐵鋰電池需要60節(jié)構(gòu)成192V的電池。一個單獨的三元鋰電池為3.7V，需要52節(jié)構(gòu)成192V的電池。
4.平衡裝置。對磷酸鐵鋰電池的選用，需增加專用平衡器。一個電壓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。當前平衡器超過60串，價格昂貴。從成本角度，這個例子實際上選擇了Watema均衡設(shè)備。
注意事項，平衡裝置需要動手能力較強的人來考慮，否則或選用膠體電池，省去了許多麻煩，而且裝配速度快，缺點是壽命短，請自己選。
太陽能控制器的選型。
太陽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。這個例子選擇了低電壓型高功率太陽能控制器。
首選MPPT太陽能控制器，使太陽能電池板的效率最大化。
太陽電池控制器是由充電電壓和充電電流確定的。這種情況下，因為選擇了192V的電壓，太陽能控制器還需要匹配192V的電壓。當今市場上超過120V電壓的太陽能控制器價格昂貴。所以在這個例子中，采用兩個96V太陽能控制器串聯(lián)地為電池充電，以降低成本。
通過太陽電池板總功率來確定充電電流。在這種情況下，單個電池板的最大電流是10A。平行雙組，最大電流為20A。所以選擇太陽能控制器，最大電流超過20A即可。這個例子選擇了96V,28A太陽能控制器。
五.太陽能電池板。
太陽電池板分為單晶和多晶型。晶體的效率會稍微提高。在陰雨天，多晶日的效率會更高。自行觀察需求使用。這個例子選擇的是單晶太陽能面板。也有軟薄膜，由于成本較高，這里就不做介紹。
太陽面板規(guī)格及參數(shù)。說明.參數(shù)種類太多，不一一介紹。盡可能選擇性價比高的就可以。這個例子選擇了規(guī)格為1000X2000X40、45V、10A的太陽電池板。
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)。當參數(shù)不一致時，盡可能地串聯(lián)參數(shù)相等或接近，因為出力是以最小哪個電流為限。該方案用三塊串聯(lián)再兩組并聯(lián)的方式分別向兩個太陽能控制器供電。
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。
因為在這種情況下，選擇的面板參數(shù)是不一致的，實際的太陽能控制器最大輸出參數(shù)是108V,17A。
上一篇：太陽能光伏發(fā)電的好處有哪些？ 下一篇：家用太陽能發(fā)電有什么成本？