摘 要：以南昌地區(qū)為例，依據(jù)當(dāng)?shù)氐乩須夂驐l件和家庭用電情況設(shè)計(jì)了獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，基于PVsyst軟件輔助設(shè)計(jì)，光伏方陣最佳傾角選為27°，功率為1914Wp，蓄電池的容量為986Ah。依據(jù)PVsyst軟件的模擬結(jié)果，蓄電池的平均充電狀態(tài)為68.3%，系統(tǒng)負(fù)荷損失率為5.0%，可靠性較高。為了提高設(shè)計(jì)的可靠性、效率、精度、成本和環(huán)境影響，建議采用混合可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；PVsyst；屋頂；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

太陽(yáng)能是綠色可再生能源，光伏發(fā)電技術(shù)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能，既滿足了家庭日常用電需求，又不消耗常規(guī)化能源，有利于緩解能源危機(jī)和保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是白天有太陽(yáng)光照時(shí)通過(guò)光伏方陣發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)由控制器向蓄電池組充電，晚上和陰雨天用電時(shí)從蓄電池組取能。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣、控制器、逆變器、蓄電池組等組成。

1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定

南昌地區(qū)年均每日輻射能為3.62kWh/m2·d，年均氣溫17.3℃。家庭負(fù)載包括：6個(gè)20W電燈，每日工作5小時(shí)；1臺(tái)120W電視機(jī)，每日工作4小時(shí)；1臺(tái)200W的電冰箱，日耗電量0.8kW·h；1臺(tái)300W的洗衣機(jī)，每日工作0.5小時(shí)；2臺(tái)制冷功率為1600W的空調(diào)，日耗電量每臺(tái)1.5kWh。通過(guò)上述分析，家庭日均用電量約為5.03kWh。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PVsyst軟件[1]的輔助設(shè)計(jì)，光伏方陣朝向正南，傾角選為46°，如圖1所示。光伏方陣的功率為1914Wp，當(dāng)?shù)氐倪B續(xù)陰雨天數(shù)取為4天，蓄電池的容量為986Ah。

圖1 光伏方陣方位角和傾斜角仿真結(jié)果

3 仿真結(jié)果

PVsyst軟件[1]的仿真結(jié)果如表1。每天能量需求為5.03kWh/d，而系統(tǒng)平均每天可利用的電能為5.8kWh/d，一年中除了1、2、3、4月份缺電外，其他各月份都有電能盈余。

蓄電池的電池荷電狀態(tài)SOC[2]（State of Charge）為64.7%，但隨著放電電流水平和溫度而變化。可以注意到1、2、3、4月份的失負(fù)荷概率LOLP（Probability of Loss of Load）為5%，可靠性較高。LOLP是指統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)用戶停電總小時(shí)數(shù)與總供電小時(shí)數(shù)的比值[3]。

4 結(jié)論與建議

基于PVsyst軟件設(shè)計(jì)的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)?；赑Vsyst軟件輔助設(shè)計(jì)，光伏方陣最佳傾角選為46°，功率為1914Wp；蓄電池的容量為986Ah。依據(jù)PVsyst軟件的模擬結(jié)果，蓄電池的平均充電狀態(tài)為68.3%，系統(tǒng)負(fù)荷損失率為5.0%，可靠性較高。

PVsyst軟件和其他模擬軟件應(yīng)該作為光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的輔助工具。為了提高設(shè)計(jì)的可靠性、效率、精度、成本和環(huán)境影響，應(yīng)該采用混合可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。政府政策應(yīng)該致力于激勵(lì)個(gè)人和投資者對(duì)可再生能源的投資。

參考文獻(xiàn)

[1]郝曉曉.住宅小區(qū)用電負(fù)荷及配變?nèi)萘康臏y(cè)算[J].華北電力技術(shù)，2011，（8）：16-18.

[2]宋云亭，張東霞，吳俊玲.國(guó)內(nèi)外城市配電網(wǎng)供電可靠性對(duì)比分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（32）：13-18.

作者簡(jiǎn)介：肖友鵬 ，江西科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，研究方向：新能源材料與新能源發(fā)電。endprint