一种家用太阳能发电配电新装置

发布时间：2017-04-20 20:35

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【摘要】：本次课题设计了一种家用太阳能发电配电新装置。系统主要包括直流系统以及交流系统两大部分。照明系统采用直流供电,其他用电采用交流220V电源系统。直流系统由光伏电池、蓄电池、超级电容器、市电充电器、LED照明灯组成。交流系统由光伏电池、逆变器、市电组成。本次课题完成了以下工作：(1)设计了将光伏发电和LED照明结合起来的直流系统。根据可用的房屋屋顶面积通过串并联组成了合适容量的光伏组件。并选择了48V、230Ah铅蓄电池与超级电容并联对电能进行储存,设计了光伏电池对其充电的电路。提出了使用LED作为家用照明设备,直接从直流母线供电,并引入市电进行补充充电以保障照明系统在多种状况下都能正常工作。并且根据不同房间的状况通过串并联LED灯珠来组成照明灯具。推广了绿色节能照明设备的使用,实现了负载与电源的统一,减少了用电损失。(2)设计了以并网逆变器为主体的交流系统。将光伏电池发出的电能使用并网逆变器直接与市电并网,逆变器的工作状态受直流系统的状态和光伏电池运行状态控制。这使得光伏电池发出的富余电量不会浪费。(3)提出了使用蓄电池端电压作为交流、直流系统工作状态改变的判据,并以此实现发电配电的最优运行。若其超过56V,光伏电池暂停进行对蓄电池及超级电容充电,逆变器开始工作将富余的电量输出到电网。若其下降至56V以下,光伏电池开始恢复充电,逆变器暂停工作。若其下降至45V以下,作为辅助的市电恒压充电器对蓄电池进行恒压充电,实现太阳能发电配电的最优运行。本次设计的系统能够改善以往光伏系统以及家庭照明所存在的一些问题,提高太阳能发电的利用率,进一步推广LED灯节能的应用,还能保障家庭照明的舒适、可靠,并成功申请了相关专利。
【关键词】：太阳能 配电 发电 逆变 新能源
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 目前存在的问题11-13
• 1.3 课题研究的意义13-14
• 第2章 家用太阳能发电配电新装置的组成与方案选择14-33
• 2.1 系统的主要组成14-15
• 2.2 系统工作的判据15
• 2.3 各模块方案的选择15-33
• 2.3.1 太阳能电池的选择15-19
• 2.3.2 蓄电池的选择19-21
• 2.3.3 市电对蓄电池充电方案的选择21-24
• 2.3.4 太阳能电池向蓄电池充电方案24-25
• 2.3.5 逆变器主电路方案25-27
• 2.3.6 逆变器控制方案27-33
• 第3章 家用太阳能发电配电新装置电路的设计与计算33-65
• 3.1 直流照明系统的设计与计算33-40
• 3.1.1 太阳能电池板设计与计算33-34
• 3.1.2 照明系统的设计与计算34-36
• 3.1.3 蓄电池的选型36-37
• 3.1.4 太阳能电池板对蓄电池充电电路的设计与计算37-40
• 3.2 蓄电池端电压检测电路的设计与计算40-41
• 3.3 辅助电源电路的设计与计算41-44
• 3.4 市电充电电路的设计与计算44-48
• 3.5 逆变器主电路的设计与计算48-49
• 3.6 逆变器控制电路的设计与计算49-65
• 3.6.1 SPWM波发生电路的设计与计算49-60
• 3.6.2 市电同步方波电路的设计与计算60-61
• 3.6.3 逆变器驱动电路设计与计算61-65
• 第4章 家用太阳能发电配电新装置的工作原理65-71
• 4.1 总体系统工作原理65-66
• 4.2 交流系统工作原理66-68
• 4.2.1 逆变器主回路工作原理66-67
• 4.2.2 逆变控制电路工作原理67-68
• 4.3 直流系统工作原理68-71
• 4.3.1 太阳能电池对蓄电池充电的工作原理69-70
• 4.3.2 市电恒压充电的工作原理70-71
• 第5章 总结71-75
• 参考文献75-78
• 附录1 系统总原理图78-79
• 附录2 PCB图79-80
• 致谢80

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