新能源学院
《太阳能光伏发电系统》
课程设计
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指导教师：
设计时间：至
沈阳工程学院
报告正文（例子）
目录（自动生成）
第1章绪论..........................................
1.1 设计背景………………………....................
1.2 设计意义.................................................................................
第2章沈阳市气象资料及地理情况...........................................
第3章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化设计..........
3.1 设计方案......................
3.2 负载的计算..........................
3.3 太阳能电池板容量及串并联的设计及选型……………………..
3.4 太阳能电池板的方位角与倾斜角的设计..........................
3.5 蓄电池容量及串并联的设计及选型………………………………..
3.6 控制器、逆变器的选型………………………………..
3.7 电气配置及其设计…………………………..
3.8 系统配置清单…………………………..
第4章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化结果与讨论………
4.1 …………………………………………………………..
4.2 ………………………………………………………..
4.3 ………………………………………………………..
4.4 ………………………………………………………..
第5章心得体会....................................................................................... 参考文献.......................................................................................
第1章绪论（二号、宋体、加粗、居中）
1.1 设计背景（三号、宋体、加粗）
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。
太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。
（正文：小四号，汉字用宋体/数字、字母和英文用Times New Roman，两端对齐，1.5倍行距，字母和公式用数学公式编辑器输入，公式、图和表按章顺序编号，参考文献格式按太阳能学报要求编写，参考文献不少于6篇，其中英文文献不少于2篇）
1.2 设计意义
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。
太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。
第2章沈阳市气象资料及地理情况
本次设计的地理位置是中国沈阳市。
据有关资料显示，沈阳市处于东经123.4度，北纬41.7度，出于第9时区，平均峰值日照时数 4.6小时，水平面年均辐射量1398.46kwh/m2，地域辽阔，有充足的太阳能可以利用。
下图为通过pvsyst软件自动导入沈阳天气状况：
图2.1 沈阳市地理位置及时区
图2.2 月辐照度及相关参数
由图2.2可以看出，沈阳全年总辐照度为1291.6kwh/m2，最低气温-11.5摄氏度，年平均气温为8.1摄氏度，年平均风速为3.0米每秒。
第3章楼顶小型太阳能并网发电系统设计3.1 设计方案
本次设计要求利用给定教学楼D座屋顶面积实现最大太阳能发电，并将发出电并联到电网里。
3.2太阳能电池板方位角与倾斜角的设计
方位角一般选定在正南 20度左右，都不会有太大影响。
所以本次设计方位角选定为正南。
对于并网系统的倾角选定有一个原则为全年发电量最大。
利用pvsyst软件模拟全年的辐照量，得到最佳倾角为40度。
3.3 太阳能电池板选型
根据建筑物的设计图及实际考察后，发现只有块区域为可利用区域。
为了实现最大太阳能发电，我们选定了一家名为宇辉太阳能的厂家，并对每种太阳能电池的排布方式以及其所能发出的功率进行了估算，最后选定了型号为YHM230-27M的太阳能电池板。
下图为宇辉太阳能公司提供的一些电池板参数及型号:
其中本次设计所选用的电池板型号为YHM230-27M，峰值功率Pm=230w开路电压V oc=34.2v，最大工作电压Vmm=28.5v，短路电流Isc=8.5A，电池板长为a=1482mm，宽为b=990mm，高为c=50mm，净重约为18.5kg。
3.4 太阳能电池板间距计算
太阳能电池方阵间距D计算公式：
D＝Lcosβ
L＝H/tanh
h＝arcsin(sinɸsinδ+cosɸcosδcosω)
＝arcsin(cosδsinω/cosh)
式中，D—相邻两电池方阵间距；L—太阳光在方阵后面的阴影长度；
H—电池板垂直高度；h—太阳高度角；ɸ—当地纬度；
δ—当地赤纬角；ω—时角；β—方位角。
应取冬至日上午9时的太阳高度角和太阳方位角进行计算。
所以，将ɸ=42°，δ=23.4°，ω=45°代入计算。
得到的电池方阵间距D=2.6m。
3.5 太阳能电池板的串并联设计
根据D座楼顶的建筑图纸和实际考察，发现只有图中标注的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区为可利用
区域。
尽可能的利用楼顶实际面积，摆放最多数量的太阳能电池板。
1)在Ⅰ区（10×30=300㎡）：
块横着摆放电池组件数65
.11010===a m 块电池组件并联数86
.276.03040cos 30=+=+⨯=D b m Np 最后实际串联数Ns 为16块，并联数Np 为3块。
Ⅲ区方阵最大电流：Ifsc 1=Np×Isc=3×8.5=25.5A
Ⅲ区方阵最大电压；Vfmm 1=Ns×Vmm=16×28.5=456V
Ⅲ区方阵最大功率：P1=Ns×Np×Pm1=16×3×230=11040W
2)在Ⅱ区（65×10=650㎡）：
块横着摆放电池组件数435
.16565===a m 块电池组件并联数46
.276.010240cos 102=+⨯=+⨯⨯=D b m Np 因为考虑到电池片中间的间隙及一些走线情况，最后实际串联数Ns 为19块，并联数
Np 为4块。
Ⅱ区方阵最大电流：Ifsc 2=Np×Isc=4×8.5=34A
Ⅱ区方阵最大电压；Vfmm 2=Ns ×Vmm=19×28.5=541.5V
Ⅱ区方阵最大功率：P2=Ns×Np ×Pm2=19×4×230=17480W
3)在Ⅲ区（65×8=520㎡）：
块横着摆放电池组件数435
.16565===a m 块电池组件并联数46.276.010240cos 102=+⨯=+⨯⨯
=D b m Np 因为考虑到电池片中间的间隙及一些走线情况，最后实际串联数Ns 为19块，并联数Np 为4块。
Ⅰ区方阵最大电流：Ifsc 3=Np×Isc=4×8.5=34A
Ⅰ区方阵最大电压；Vfmm 3=Ns ×Vmm=19×28.5=541.5V
Ⅰ区方阵最大功率：P3=Ns×Np ×Pm3=19×4×230=17480W
3.6控制器和逆变器选型
对于Ⅰ区，我选择艾伏新能源科技有限公司生产的Anyhome 系列13kw 太阳能光伏并网逆变器。
价格为10300元，最大输入功率为13200W 、最大输入电压为850V 、最大输入电流为31A 和最大输入路数为3路均满足Ⅰ方阵的需求。
且此逆变器还带有反孤岛保护和防雷保护等功能。
下图为其主要技术参数：
对于Ⅱ区和Ⅲ区，因其方阵布置情况一模一样，故分别选用两台艾伏新能源科技有限公司生产的Anyhome系列20kw太阳能光伏并网逆变器。
价格为12000元，最大输入功率为22000W、最大输入电压为850V、最大输入电流为42A和最大输入路数为4路均满足Ⅱ和Ⅲ方阵的需求。
且此逆变器也带有反孤岛保护和防雷保护等功能。
下图为其主要技术参数：。
