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小型太阳能光伏发电系统的实现

作者:admin发布时间:2020-06-29 03:12

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  本文由zf m f n s064 6贡献 本文由ah ee02贡献 pd f 文档可能在W A P 端浏览体验不佳。 建议您优先选择T X T , 或下载源文件到本机查看。 第 27 卷 第 1期 2006年 3月 大 连 JO U R N A L O F 铁 道 学 院 学 D A L I A N R A I L W A Y 报 I S T I N T U T E V o . l 27 N o 1 . M ar 2006 . 文章编号: 1000 167 0( 2006) 01 0094 03 研究简报 小型太阳能光伏发电系统的实现 周丽梅, 薛钰芝, 林纪宁, 董 关键词: 太阳能电池; 光伏发电; 蓄电池 中图分类号: O 4 82. 6 文献标识码:  A 刚 ( 大连交通大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116028)* 由工业化造成的能源短缺, 温室效应和环境污染已经成为三个全球性难题. 发展新能源已经成为可 持续发展战略的重要组成部分, 太阳能取之不尽, 用之不竭. 太阳能光伏发电是一种零排放的清洁能源, 也是一种能够规模应用的现实能源, 用户采用太阳能光伏发电系统既要满足用电设备的正常工作, 又要 力求降低成本和使用方便.  因此, 合理设计太阳能光伏系统是必须的. 由于用电设备的负载和用途不同, 太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素的影响, 这就使应用系统的设计变得复杂. 1 太阳能光伏系统的原理及组成 光伏发电是利用太阳能光伏电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳辐射能, 并使之转变成电能 的直接发电方式. 太阳能光伏系统主要由太阳能电池方阵、 蓄电池组、 调节控制器组成, 逆变器则要看负 载的要求来定, 图 1是其组成框图. 太阳能电池方阵: 太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵 支架组成. 因为单个太阳电池 ( 如硅太阳电池 ) 的电压一般比较 低, 所以通常都要把它们串、 并联构成有实用价值 的太阳电池 板, 作为一个应用单元. 然后根据供电要求, 再由多个应用单元 的串、  并联组成太阳能电池方阵. 蓄电池组: 蓄电池组是太阳能光伏系统的储能装置. 在夜间 或光照不足及负载消耗超出太阳能电池发出的电量时, 由蓄电 池组向负载供电. 调节控制器. 调节控制器可以起到以下几个作用: 发生短路时, 可以自动断开. 图 1 太阳电池发电系统框图 按要求给出稳定的电压或电流; 蓄电池过充 电或过放电时, 可以报警或自动切断线路; ! 蓄电池组出现故障时, 可以自动接通备用蓄电池组; ? 负载 2 太阳能光伏系统的设计原则 太阳能光伏系统的设计原则有以下五个方面: ( 1) 光强及负载: 太阳能电池是一种光电转换器件, 太阳能电池发电装置输出功率的多少, 依赖于 当地的太阳光强度. 组合多大的一个太阳能电池电源装置主要取决于当地光强及负载的要求. ( 2) 选用蓄电池组: 选择适当容量的蓄电池与太阳能电池装置组成发电系统进行浮动发电, 以便在 收稿日期: 2005 06 10 作者简介: 周丽梅 ( 197 2- ), 女, 讲师, 硕士 * 第 1期 周丽梅等 : 小型太阳能光伏发电系统的实现 95 阴雨天及晚上可以由蓄电池向负载供电. 正确地选用蓄电池组非常关键. 其基本要求是: 低自放电, 长寿 命, 少维护, 高充电效率, 价格低, 便于运输. ( 3) 发电pag e 1 能力: 太阳能电池装置的发电能力受当地的气候和地理环境的影响, 设计时对太阳能电池 的输出必须加以修正. 主要考虑其所处的地理、 气象、 温度、 安全、 蓄电池的特性、 电路的损失等影响. ( 4 ) 机械强度等: 由于太阳能电池 /蓄 电池发电装置是在野外暴露使用, 因此设计时必须充分考虑 到系统的机械强度、 耐腐蚀性、 耐气候变化等各种因素. ( 5 ) 负载的需求量: 太阳能电池装置的设计与负载的需求量有关, 需对负载的需求电量进行较准确 的计算. 其负载有两种, 即有效负载和蓄电池充电负荷. 3 太阳能光伏系统应用的简化设计 用户采用太阳能电池作电源既要求满足用电设备的正常工作, 又要力求降低成本. 由于用电设备的 负载和用途不同, 太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素不同, 况且许多数据在不断地 变化着, 这就使应用系统的设计十分复杂. ( 1) 太阳能电池方阵的输出功率 太阳能电池方阵工作电压一般为负载工作电压的 1 4 倍; 太阳电池方阵日输出量一般为负载日耗 . 电量的 1 25 倍; 太阳电池方阵安装地点的太阳辐射总量, 换算成在标准光强 A M 1 5 电功率 = 100m W / . . , cm 的平均日辐射时数; 太阳电池方阵总功率按下式来计算, 负载工作电压 V ? 负载工作电流 A ? 工作时间 h P = K # 年辐射总量 k J # cm 对于不同运行情况, 系数 K 可适当调整. ( 2) 蓄电池用量的确定 蓄电池用量 B c = C ? 负载工作电流 ? 日工作时数 ? 最长连续阴雨天数. 令 C = 1 2 ? 1 25 = 1 5 ( 碱性蓄电池 ), C = 1 2 ? 1 5 = 1 8( 酸性蓄电池 ), 若蓄电池放置地点的 . . . . . . 最低温度为 - 10% . 则上式还要乘以 1 1; 最低温度为 - 20% 时, 则乘以 1 2 . ( 3) 自制小型太阳能光伏系统及结构 本文依据以上的设计原则和方法, 自行设计了一个 小型太阳能光 伏系 统. 设计的 参数 为: 运 行功 率 P = 12 96W , 蓄电池用量: B C = 6 7 2A h 本文 选 用 1 2 V , . 7 A h 的铅酸蓄电池. 系统构成主要部件为: 非晶硅太阳 能电池板 ( 2个 20W p) , 发光二极管 ( L E D ) 组合 ( 负载 ) , 12 V , 7 A h 的蓄电池, 支架等. 并自行设计了调节控制器. 其电路如图 2所示. 系统使太阳能电池方阵能够牢固地安装在一个支架 图 2 支架坐标示意图 2 上, 白天利用太阳能电池板给蓄电池充电, 晚上利用蓄电池为负载提供电源. 其中, 电池方阵的支架是关 键. 支架采用钢材制作角度可调, 设计的难点是如何选取副支架在主支架上的支点, 既要满足重心稳定, 支架不会翻倒, 又要考虑美观实用. 通过作图注意到组装后的支架的整体重心位置只要在等腰三角形以 内, 而且重心越低,  支架就越稳定. 满足这个条件就可以找到这个支点的位置. 通过计算可以得到这个支 点的位置. 图 2所示为支架示意图. 经过分析比较, 决定选取主支架的黄金分割点 ( 7 20 m m ) 作为支点位置, 既 满足要求, 又美观实用. 负载 L E D 灯组合不仅具有高的发光稳定性, 而且它的使用电源电压低, 消耗能 量小. 该系统经实际运行, 达到了白天接收太阳能, 晚上使负载发光的效果. 96 大 连 铁 道 学 院 学 报 第 27 卷 4 结 语 本文设计的小型太阳能光伏发电系统可不受时间、 地点、 气候等因素的影响;  电池支架可以调节角 度, 所设计的滑道可以使太阳能电池板与地面成的角度范围为 15 &  ̄ 7 5 & 基本上与中国纬度范围一致. , 同时, 此太阳能光伏发电系统也负载可以pag e 2 是手提灯、 收音机、 草坪灯或以 L E D 灯组成的广告指示牌等, 负载工作时的功率可达到 10W . 本文工作为进一步设计大型的太阳能光伏供电的节能型灯具广告牌的 大型系统打下基础. 参考文献: [ 1]薛钰芝, 张 [ 2]董 [ 4 ]罗 力, 林纪宁. 太阳能光伏技术的研究与发展 [  J] . 大连铁道学院学报, 2003,www.ag88.com! 24 ( 4 ): 7 1 7 4 . 刚. 小型太阳能电池指示牌设计及检测 [ D ]. 大连: 大连交通大学, 2005 . 芳, 柳闽生, 吕 群, 等. 光电化 学的特性及研究进展 [ J]. 江西 教育学院学报 ( 自然科学版 ), 2000 21( 3) : 31 35 .  , [ 3]王君一. 农村太阳能实用技术 [ M ]. 北京: 金盾出版社, 1995 . ( 上接第 5 0页 ) ( 2) 利用该装置进行变转速研磨加工, 工件表面粗糙度可以达到 1 0 m , 完全可以在此基础上更换 抛光轮进行抛光精加工, 从而实现代替手工研磨, 实现模具曲面自动化精加工的需要, 为下一步实用性 研究打下基础. 参考文献: [ 1] O G U C H I T . , H A R A , M . , G R O S S M A N , M , et a. l A n o n lin e d atab ase o f P o lish to w n s an d h isto r ica l lan d scapes u sin g an In te r , n et m ap ser v er [ J]. G eo g r aph ia P o lo n ica 2002, 7 5 : 111 117 . , [ 2] S A IT O Y , S U W A Y . C o pu ter S i u latio n o f M icr o str u ctu r a l E v o lu tio n s in M ate r ials b y M o d e ls B ased o n M o n te C a lr o an d m m P h ase F ie ld M eth o d s[ C ] . T h e M eta llu r g ica l S o c iety o f C I , 2000. M [ 3]王 军, 吕玉山. 晶片行星 式研磨抛光机运动模拟的研究 [ J]. 机械设计与制造, 2000, ( 4 ): 21 26. 晔. 模具型面 数控研磨抛光技术研究 [ J]. 制 造技术与机床, 2002, ( 8): 17 22. [ 4 ]许小村, 袁哲俊. 汽车模具 的研磨抛光技术研究 [ J]. 电加 工与模具. 2004 ,  ( 增刊 ): 5 3 5 5 . [ 5 ]于清松, 成 [ 6] G U V E N C L S R I IV A S A N K . A n O v er v iew o f R o b o t assisted D iean d M o ld P o lish in g w ith E m ph as iso n P r o cess M o d e lin g [ J]. , N In t Jo u r n a l o f M an u f actu r in g S y stem , 1997 16( 1) : 4 8 5 8. . , 1本文由ah ee02贡献 pd f 文档可能在W A P 端浏览体验不佳。 建议您优先选择T X T , 或下载源文件到本机查看。 第 27 卷 第 1期 2006年 3月 大 连 JO U R N A L O F 铁 道 学 院 学 D A L I A N R A I L W A Y 报 I S T I N T U T E V o . l 27 N o 1 . M ar 2006 . 文章编号: 1000 167 0( 2006) 01 0094 03 研究简报 小型太阳能光伏发电系统的实现 周丽梅, 薛钰芝, 林纪宁, 董 关键词: 太阳能电池; 光伏发电; 蓄电池 中图分类号: O 4 82. 6 文献标识码:  A 刚 ( 大连交通大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116028)* 由工业化造成的能源短缺, 温室效应和环境污染已经成为三个全球性难题. 发展新能源已经成为可 持续发展战略的重要组成部分, 太阳能取之不尽, 用之不竭. 太阳能光伏发电是一种零排放的清洁能源, 也是一种能够规模应用的现实能源, 用户采用太阳能光伏发电系统既要满足用电设备的正常工作, 又要 力求降低成本和使用方便.  因此, 合理设计太阳能光伏系统是必须的. 由于用电设备的负载和用途不同, 太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素的影响, 这就使应用系统的设计变得复杂. 1 太阳能光伏系统的原理及组成 光伏发电是利用太阳能光伏电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳辐射能, 并使之转变成电能 的直接发电方式. 太阳能光伏系统主要由太阳能电池方阵、 蓄电池组、 调节控制器组成, 逆变器则要看负 载的要求来定, 图 1是其组成框图. 太阳能pag e 3 电池方阵: 太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵 支架组成. 因为单个太阳电池 ( 如硅太阳电池 ) 的电压一般比较 低, 所以通常都要把它们串、 并联构成有实用价值 的太阳电池 板, 作为一个应用单元. 然后根据供电要求, 再由多个应用单元 的串、  并联组成太阳能电池方阵. 蓄电池组: 蓄电池组是太阳能光伏系统的储能装置. 在夜间 或光照不足及负载消耗超出太阳能电池发出的电量时, 由蓄电 池组向负载供电. 调节控制器. 调节控制器可以起到以下几个作用: 发生短路时, 可以自动断开. 图 1 太阳电池发电系统框图 按要求给出稳定的电压或电流; 蓄电池过充 电或过放电时, 可以报警或自动切断线路; ! 蓄电池组出现故障时, 可以自动接通备用蓄电池组; ? 负载 2 太阳能光伏系统的设计原则 太阳能光伏系统的设计原则有以下五个方面: ( 1) 光强及负载: 太阳能电池是一种光电转换器件, 太阳能电池发电装置输出功率的多少, 依赖于 当地的太阳光强度. 组合多大的一个太阳能电池电源装置主要取决于当地光强及负载的要求. ( 2) 选用蓄电池组: 选择适当容量的蓄电池与太阳能电池装置组成发电系统进行浮动发电, 以便在 收稿日期: 2005 06 10 作者简介: 周丽梅 ( 197 2- ), 女, 讲师, 硕士 * 第 1期 周丽梅等 : 小型太阳能光伏发电系统的实现 95 阴雨天及晚上可以由蓄电池向负载供电. 正确地选用蓄电池组非常关键. 其基本要求是: 低自放电, 长寿 命, 少维护, 高充电效率, 价格低, 便于运输. ( 3) 发电能力: 太阳能电池装置的发电能力受当地的气候和地理环境的影响, 设计时对太阳能电池 的输出必须加以修正. 主要考虑其所处的地理、 气象、 温度、 安全、 蓄电池的特性、 电路的损失等影响. ( 4 ) 机械强度等: 由于太阳能电池 /蓄 电池发电装置是在野外暴露使用, 因此设计时必须充分考虑 到系统的机械强度、 耐腐蚀性、 耐气候变化等各种因素. ( 5 ) 负载的需求量: 太阳能电池装置的设计与负载的需求量有关, 需对负载的需求电量进行较准确 的计算. 其负载有两种, 即有效负载和蓄电池充电负荷. 3 太阳能光伏系统应用的简化设计 用户采用太阳能电池作电源既要求满足用电设备的正常工作, 又要力求降低成本. 由于用电设备的 负载和用途不同, 太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素不同, 况且许多数据在不断地 变化着, 这就使应用系统的设计十分复杂. ( 1) 太阳能电池方阵的输出功率 太阳能电池方阵工作电压一般为负载工作电压的 1 4 倍; 太阳电池方阵日输出量一般为负载日耗 . 电量的 1 25 倍; 太阳电池方阵安装地点的太阳辐射总量, 换算成在标准光强 A M 1 5 电功率 = 100m W / . . , cm 的平均日辐射时数; 太阳电池方阵总功率按下式来计算, 负载工作电压 V ? 负载工作电流 A ? 工作时间 h P = K # 年辐射总量 k J # cm 对于不同运行情况, 系数 K 可适当调整. ( 2) 蓄电池用量的确定 蓄电池用量 B c = C ? 负载工作电流 ? 日工作时数 ? 最长连续阴雨天数. 令 C = 1 2 ? 1 25 = 1 5 ( 碱性蓄电池 ), C = 1 2 ? 1 5 = 1 8( 酸性蓄电池 ), 若蓄电池放置地点的 . . . . . . 最低温度为 - 10% . 则上式还要乘以 1 1; 最低温度为 - 20% 时, 则乘以 1 2 . ( 3) 自制小型太阳能光伏系统及结构 本文依据以上的设计原则和方法, 自行设计了一个 小型太阳能光 伏系 统. 设计的 参数 为: 运 行功 率 P = 12 96W , 蓄电池用量: B C = 6 7 2A h 本文 选 用 1 2 V , . 7 A h 的铅酸蓄电池. 系统构成主要部件为: 非晶硅太阳 能电池板 ( 2个 20W p) , 发光二极管 ( L E D ) 组合 ( 负载 ) , 12 V , 7 A h 的蓄电池, 支架等. 并自行设计了调节控制器. 其电路如图 2所示. 系统使太阳能电池方阵能够牢固地安装在一个支架 图 2 支架坐标示意图 2pag e 4 上, 白天利用太阳能电池板给蓄电池充电, 晚上利用蓄电池为负载提供电源. 其中, 电池方阵的支架是关 键. 支架采用钢材制作角度可调, 设计的难点是如何选取副支架在主支架上的支点, 既要满足重心稳定, 支架不会翻倒, 又要考虑美观实用. 通过作图注意到组装后的支架的整体重心位置只要在等腰三角形以 内, 而且重心越低,  支架就越稳定. 满足这个条件就可以找到这个支点的位置. 通过计算可以得到这个支 点的位置. 图 2所示为支架示意图. 经过分析比较, 决定选取主支架的黄金分割点 ( 7 20 m m ) 作为支点位置, 既 满足要求, 又美观实用. 负载 L E D 灯组合不仅具有高的发光稳定性, 而且它的使用电源电压低, 消耗能 量小. 该系统经实际运行, 达到了白天接收太阳能, 晚上使负载发光的效果. 96 大 连 铁 道 学 院 学 报 第 27 卷 4 结 语 本文设计的小型太阳能光伏发电系统可不受时间、 地点、 气候等因素的影响;  电池支架可以调节角 度, 所设计的滑道可以使太阳能电池板与地面成的角度范围为 15 &  ̄ 7 5 & 基本上与中国纬度范围一致. , 同时, 此太阳能光伏发电系统也负载可以是手提灯、 收音机、 草坪灯或以 L E D 灯组成的广告指示牌等, 负载工作时的功率可达到 10W . 本文工作为进一步设计大型的太阳能光伏供电的节能型灯具广告牌的 大型系统打下基础. 参考文献: [ 1]薛钰芝, 张 [ 2]董 [ 4 ]罗 力, 林纪宁. 太阳能光伏技术的研究与发展 [  J] . 大连铁道学院学报, 2003, 24 ( 4 ): 7 1 7 4 . 刚. 小型太阳能电池指示牌设计及检测 [ D ]. 大连: 大连交通大学, 2005 . 芳, 柳闽生, 吕 群, 等. 光电化 学的特性及研究进展 [ J]. 江西 教育学院学报 ( 自然科学版 ), 2000 21( 3) : 31 35 .  , [ 3]王君一. 农村太阳能实用技术 [ M ]. 北京: 金盾出版社, 1995 . ( 上接第 5 0页 ) ( 2) 利用该装置进行变转速研磨加工, 工件表面粗糙度可以达到 1 0 m , 完全可以在此基础上更换 抛光轮进行抛光精加工, 从而实现代替手工研磨, 实现模具曲面自动化精加工的需要, 为下一步实用性 研究打下基础. 参考文献: [ 1] O G U C H I T . , H A R A , M . , G R O S S M A N , M , et a. l A n o n lin e d atab ase o f P o lish to w n s an d h isto r ica l lan d scapes u sin g an In te r , n et m ap ser v er [ J]. G eo g r aph ia P o lo n ica 2002, 7 5 : 111 117 . , [ 2] S A IT O Y , S U W A Y . C o pu ter S i u latio n o f M icr o str u ctu r a l E v o lu tio n s in M ate r ials b y M o d e ls B ased o n M o n te C a lr o an d m m P h ase F ie ld M eth o d s[ C ] . T h e M eta llu r g ica l S o c iety o f C I , 2000. M [ 3]王 军, 吕玉山. 晶片行星 式研磨抛光机运动模拟的研究 [ J]. 机械设计与制造, 2000, ( 4 ): 21 26. 晔. 模具型面 数控研磨抛光技术研究 [ J]. 制 造技术与机床, 2002, ( 8): 17 22. [ 4 ]许小村, 袁哲俊. 汽车模具 的研磨抛光技术研究 [ J]. 电加 工与模具. 2004 ,  ( 增刊 ): 5 3 5 5 . [ 5 ]于清松, 成 [ 6] G U V E N C L S R I IV A S A N K . A n O v er v iew o f R o b o t assisted D iean d M o ld P o lish in g w ith E m ph as iso n P r o cess M o d e lin g [ J]. , N In t Jo u r n a l o f M an u f actu r in g S y stem , 1997 16( 1) : 4 8 5 8. . , 1本文由ah ee02贡献 pd f 文档可能在W A P 端浏览体验不佳。 建议您优先选择T X T , 或下载源文件到本机查看。pag e 5 第 27 卷 第 1期 2006年 3月 大 连 JO U R N A L O F 铁 道 学 院 学 D A L I A N R A I L W A Y 报 I S T I N T U T E V o . l 27 N o 1 . M ar 2006 . 文章编号: 1000 167 0( 2006) 01 0094 03 研究简报 小型太阳能光伏发电系统的实现 周丽梅, 薛钰芝, 林纪宁, 董 关键词: 太阳能电池; 光伏发电; 蓄电池 中图分类号: O 4 82. 6 文献标识码:  A 刚 ( 大连交通大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116028)* 由工业化造成的能源短缺, 温室效应和环境污染已经成为三个全球性难题. 发展新能源已经成为可 持续发展战略的重要组成部分, 太阳能取之不尽, 用之不竭. 太阳能光伏发电是一种零排放的清洁能源, 也是一种能够规模应用的现实能源, 用户采用太阳能光伏发电系统既要满足用电设备的正常工作, 又要 力求降低成本和使用方便.  因此, 合理设计太阳能光伏系统是必须的. 由于用电设备的负载和用途不同, 太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素的影响, 这就使应用系统的设计变得复杂. 1 太阳能光伏系统的原理及组成 光伏发电是利用太阳能光伏电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳辐射能, 并使之转变成电能 的直接发电方式. 太阳能光伏系统主要由太阳能电池方阵、 蓄电池组、 调节控制器组成, 逆变器则要看负 载的要求来定, 图 1是其组成框图. 太阳能电池方阵: 太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵 支架组成. 因为单个太阳电池 ( 如硅太阳电池 ) 的电压一般比较 低, 所以通常都要把它们串、 并联构成有实用价值 的太阳电池 板, 作为一个应用单元. 然后根据供电要求, 再由多个应用单元 的串、  并联组成太阳能电池方阵. 蓄电池组: 蓄电池组是太阳能光伏系统的储能装置. 在夜间 或光照不足及负载消耗超出太阳能电池发出的电量时, 由蓄电 池组向负载供电. 调节控制器. 调节控制器可以起到以下几个作用: 发生短路时, 可以自动断开. 图 1 太阳电池发电系统框图 按要求给出稳定的电压或电流; 蓄电池过充 电或过放电时, 可以报警或自动切断线路; ! 蓄电池组出现故障时, 可以自动接通备用蓄电池组; ? 负载 2 太阳能光伏系统的设计原则 太阳能光伏系统的设计原则有以下五个方面: ( 1) 光强及负载: 太阳能电池是一种光电转换器件, 太阳能电池发电装置输出功率的多少, 依赖于 当地的太阳光强度. 组合多大的一个太阳能电池电源装置主要取决于当地光强及负载的要求. ( 2) 选用蓄电池组: 选择适当容量的蓄电池与太阳能电池装置组成发电系统进行浮动发电, 以便在 收稿日期: 2005 06 10 作者简介: 周丽梅 ( 197 2- ), 女, 讲师, 硕士 * 第 1期 周丽梅等 : 小型太阳能光伏发电系统的实现 95 阴雨天及晚上可以由蓄电池向负载供电. 正确地选用蓄电池组非常关键. 其基本要求是: 低自放电, 长寿 命, 少维护, 高充电效率, 价格低, 便于运输. ( 3) 发电能力: 太阳能电池装置的发电能力受当地的气候和地理环境的影响, 设计时对太阳能电池 的输出必须加以修正. 主要考虑其所处的地理、 气象、 温度、 安全、 蓄电池的特性、 电路的损失等影响. ( 4 ) 机械强度等: 由于太阳能电池 /蓄 电池发电装置是在野外暴露使用, 因此设计时必须充分考虑 到系统的机械强度、 耐腐蚀性、 耐气pag e 6 候变化等各种因素. ( 5 ) 负载的需求量: 太阳能电池装置的设计与负载的需求量有关, 需对负载的需求电量进行较准确 的计算. 其负载有两种, 即有效负载和蓄电池充电负荷. 3 太阳能光伏系统应用的简化设计 用户采用太阳能电池作电源既要求满足用电设备的正常工作, 又要力求降低成本. 由于用电设备的 负载和用途不同, 太阳电池应用系统所处的地理位置以及气象条件等因素不同, 况且许多数据在不断地 变化着, 这就使应用系统的设计十分复杂. ( 1) 太阳能电池方阵的输出功率 太阳能电池方阵工作电压一般为负载工作电压的 1 4 倍; 太阳电池方阵日输出量一般为负载日耗 . 电量的 1 25 倍; 太阳电池方阵安装地点的太阳辐射总量, 换算成在标准光强 A M 1 5 电功率 = 100m W / . . , cm 的平均日辐射时数; 太阳电池方阵总功率按下式来计算, 负载工作电压 V ? 负载工作电流 A ? 工作时间 h P = K # 年辐射总量 k J # cm 对于不同运行情况, 系数 K 可适当调整. ( 2) 蓄电池用量的确定 蓄电池用量 B c = C ? 负载工作电流 ? 日工作时数 ? 最长连续阴雨天数. 令 C = 1 2 ? 1 25 = 1 5 ( 碱性蓄电池 ), C = 1 2 ? 1 5 = 1 8( 酸性蓄电池 ), 若蓄电池放置地点的 . . . . . . 最低温度为 - 10% . 则上式还要乘以 1 1; 最低温度为 - 20% 时, 则乘以 1 2 . ( 3) 自制小型太阳能光伏系统及结构 本文依据以上的设计原则和方法, 自行设计了一个 小型太阳能光 伏系 统. 设计的 参数 为: 运 行功 率 P = 12 96W , 蓄电池用量: B C = 6 7 2A h 本文 选 用 1 2 V , . 7 A h 的铅酸蓄电池. 系统构成主要部件为: 非晶硅太阳 能电池板 ( 2个 20W p) , 发光二极管 ( L E D ) 组合 ( 负载 ) , 12 V , 7 A h 的蓄电池, 支架等. 并自行设计了调节控制器. 其电路如图 2所示. 系统使太阳能电池方阵能够牢固地安装在一个支架 图 2 支架坐标示意图 2 上, 白天利用太阳能电池板给蓄电池充电, 晚上利用蓄电池为负载提供电源. 其中, 电池方阵的支架是关 键. 支架采用钢材制作角度可调, 设计的难点是如何选取副支架在主支架上的支点, 既要满足重心稳定, 支架不会翻倒, 又要考虑美观实用. 通过作图注意到组装后的支架的整体重心位置只要在等腰三角形以 内, 而且重心越低,  支架就越稳定. 满足这个条件就可以找到这个支点的位置. 通过计算可以得到这个支 点的位置. 图 2所示为支架示意图. 经过分析比较, 决定选取主支架的黄金分割点 ( 7 20 m m ) 作为支点位置, 既 满足要求, 又美观实用. 负载 L E D 灯组合不仅具有高的发光稳定性, 而且它的使用电源电压低, 消耗能 量小. 该系统经实际运行, 达到了白天接收太阳能, 晚上使负载发光的效果. 96 大 连 铁 道 学 院 学 报 第 27 卷 4 结 语 本文设计的小型太阳能光伏发电系统可不受时间、 地点、 气候等因素的影响;  电池支架可以调节角 度, 所设计的滑道可以使太阳能电池板与地面成的角度范围为 15 &  ̄ 7 5 & 基本上与中国纬度范围一致. , 同时, 此太阳能光伏发电系统也负载可以是手提灯、 收音机、 草坪灯或以 L E D 灯组成的广告指示牌等, 负载工作时的功率可达到 10W . 本文工作为进一步设计大型的太阳能光伏供电的节能型灯具广告牌的 大型系统打下基础. 参考文献: [ 1]薛钰芝, 张 [ 2]董 [ 4 ]罗 力, 林纪宁. 太阳能光伏技术的研究与发展 [ pag e 7 J] . 大连铁道学院学报, 2003, 24 ( 4 ): 7 1 7 4 . 刚. 小型太阳能电池指示牌设计及检测 [ D ]. 大连: 大连交通大学, 2005 . 芳, 柳闽生, 吕 群, 等. 光电化 学的特性及研究进展 [ J]. 江西 教育学院学报 ( 自然科学版 ), 2000 21( 3) : 31 35 .  , [ 3]王君一. 农村太阳能实用技术 [ M ]. 北京: 金盾出版社, 1995 . ( 上接第 5 0页 ) ( 2) 利用该装置进行变转速研磨加工, 工件表面粗糙度可以达到 1 0 m , 完全可以在此基础上更换 抛光轮进行抛光精加工, 从而实现代替手工研磨, 实现模具曲面自动化精加工的需要, 为下一步实用性 研究打下基础. 参考文献: [ 1] O G U C H I T . , H A R A , M . , G R O S S M A N , M , et a. l A n o n lin e d atab ase o f P o lish to w n s an d h isto r ica l lan d scapes u sin g an In te r , n et m ap ser v er [ J]. G eo g r aph ia P o lo n ica 2002, 7 5 : 111 117 . , [ 2] S A IT O Y , S U W A Y . C o pu ter S i u latio n o f M icr o str u ctu r a l E v o lu tio n s in M ate r ials b y M o d e ls B ased o n M o n te C a lr o an d m m P h ase F ie ld M eth o d s[ C ] .  T h e M eta llu r g ica l S o c iety o f C I , 2000. M [ 3]王 军, 吕玉山. 晶片行星 式研磨抛光机运动模拟的研究 [ J]. 机械设计与制造, 2000, ( 4 ): 21 26. 晔. 模具型面 数控研磨抛光技术研究 [ J]. 制 造技术与机床, 2002, ( 8): 17 22. [ 4 ]许小村, 袁哲俊. 汽车模具 的研磨抛光技术研究 [ J]. 电加 工与模具. 2004 ,  ( 增刊 ): 5 3 5 5 . [ 5 ]于清松, 成 [ 6] G U V E N C L S R I IV A S A N K . 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