關鍵詞：無電村；光伏發電系統；開發應用 

0 引言 

在海南省白沙縣南開鄉坡告村和道銀村這兩個無電自然村實施的戶用光伏發電系統，是云南電網公司北京能源新技術研究發展中心研發的項目，項目實施點位于海南省白沙縣南開鄉無電自然村坡告村和道銀村，該地區日照長，光熱充足，具有熱帶山區氣候特征，全年日照2075小時，常年平均氣溫23攝氏度，年平均太陽總輻射量約為6500mj/m2；兩個無電自然村共28戶，153人，均為黎族，交通不便，不通公路，而且屬于偏遠山區，經分析后認為采用電網延伸的方式供電成本太高，而且線路穿越原始森林，雖然具備水電資源，但由于受旱雨季及臺風的影響，小水輪發電機不能夠全年提供穩定電能。另外該地區丘陵縱橫，植被繁茂，風力資源非常有限，風電開發利用也非常困難，因此選擇太陽能光伏發電的方式解決。 

根據以上情況，項目研究中心在這兩個無電自然村安裝了28套600w戶用光伏發電系統。 

1 系統原理 

戶用光伏發電系統的原理如圖1所示，設計過程主要是進行負載用電量計算，太陽電池方陣功率設計，蓄電池容量選擇等。 

圖1戶用光伏發電系統原理 

1.1 設計原則 

光伏發電系統的設計，在滿足用戶需求的基礎上，為了能更好的控制設備成本，預留出以后的擴容空間，同時使系統的管理更方便，并且提供質量有保證的產品，在設計時遵循了如下原則： 

(1) 成本可優化性-采用標準化、模塊化分系列設計，根據用戶的實際需求，配置最合適的供電系統，使供電系統的成本經濟性與合理性； 

(2) 容量可擴gc5.com充性-逆變器和控制器的設計留出適當的裕量以備用戶擴充系統容量時直接加裝電池板和蓄電池； 

(3) 管理可執行性-加裝電能質量管理功能，對供電質量和用電數量進行監控和管理； 

(4) 質量可保障性-鑒于特殊地理條件，采用較高質量標準和可靠性參數，最大限度降低系統維護工作量。 

1.2 系統選型 

根據云南電網公司北京能源新技術研究發展中心技術人員的實地考察，并通過科學計算及對部件的仔細選型，該中心專為海南省白沙縣無電自然村設計yj-600-ss-01型戶用光伏發電系統，每戶600w光伏系統設計，配太陽電池組件600w，200ah/12v閥控密封免維護鉛酸蓄電池四組，電能表一只，低壓刀閘一組，20w/220v節能燈泡一盞和多功能插座一只。 

1.3 負載設計 

在負載設計時充分考慮當地居民現在及未來的用電需求，當地居民除了看電視和照明外，將來還要增加其他用電器，所以系統功率設計時應有一定余量。 

經過對這兩gc5.com個無電自然村的實地統計，95%以上的戶家中有彩電、組合音響、硬碟機、衛星信號接收器等家用電器。負載用電量預測：每戶使用彩電（100w）1臺，衛星接收機（20w）1臺，每天使用3h，影碟機（20w）1臺，每天使用1h，組合音響（300w）1臺，每天使用1小時，20w節能燈泡1盞,每天每盞平均使用2h，無線座機電話（17.6w）1部，每天使用0.5h，則負荷日用電量為： 

q =（100+20）×3+20×1+300×1+20×2+17.6×0.5= 728.8（wh） 

1.4 太陽電池組件功率的確定 

平均峰值日照時數： 

tm=年平均太陽總輻射量/3.6/365=6500/3.6/365=4.95(h) 

太陽電池組件的峰值功率（w）： 

pm =qko k1/ tmk 

式中： 

q為負荷日用電量，q=728.8（wh）；k0為蓄電池數量，k0取4； 

k1為蓄電池的過充系統，k1=充入安時數/放電安時數，一般取1.1； 

tm為平均峰值日照時數，tm=4.95(h)； 

k為包括逆變器在內的交流回路的損耗率，一般取0.8。 

則上式可gc5.com簡化為：pm=809.77（wp） 

考慮當地大多數居民用電實際需求，功率取600wp。 

1.5 蓄電池的選擇 

系統的使用壽命主要取決于蓄電池的壽命，應選用質量好、使用壽命長、維護方便的蓄電池，并采取有效的技術措施使光伏發電系統及蓄電池的整體性能穩定可靠，本系統的蓄電池選擇型號為yj-bm12v200-01。 

淺循環放電有利于延長蓄電池的壽命，取放電深度為30%，確定蓄電池的容量為： 

c=qdf/ku 

式中： 

c為蓄電池容量（wh）； 

d為最長無日照用電天數； 

f為蓄電池放電效率的修正系數，通常取1.05； 

q為所有用電設備的用電量（wh）； 

u為蓄電池放電深度，取30%； 

k為包括逆變器在內的交流回路的損耗率，通常取0.8。 

如用上述所取的系數，上式可簡化為： 

c=4.375dq 

用電系數直流工作電壓（v）除上式，即得到用ah表示的蓄電池容量。 

c=4.375dq/v 

本系統的直流工作電壓設計為12v，d取2.5天，則c=661.54（ah），取容量為200 ah的蓄電池四組。 

1.6 控制器與逆變器選擇 

根據設計原則的要求，戶用光伏放電系統由八塊75wp的組件并聯組成600wp方陣，四只200ah/12v固定式閥控密封免維護鉛酸蓄電池，控制逆變器選用型號為yj-cim48v800-04的控制逆變器。 

逆變器容量為800va，具有ac輸出端的防短路保護、超負荷保護、過熱保護和低電壓保護功能。其容量留有余量，可以根據用戶的需求擴展，增加太陽電池組件的功率和蓄電池的容量即可。控制器具有過充過放保護、循環充電、均衡充電等功能。 

2 運行管理與維護 

（1）光伏發電系統對當地居民來說是新事物，在他們能接受的范圍內，進行光伏發電知識的培訓。在安裝調試過程中，讓當地居民參與施工，在施工中培訓，完工后又進行集中培訓，講解系統使用方法和安全用電注意事項。 

（2）制定《光伏發gc5.com電系統管理辦法》，規定當地居民要按操作規程使用和維護系統，不準私自拆卸設備，不準私自接負荷較大的用電器，確保設備的正常運行。 

（3）供電局安排專職光伏知識系統管理員進行日常維護和管理，并向當地居民講解系統的使用管理知識，指導當地居民進行日常的使用和管理。 

3 運行狀況及其社會意義 

經過對這兩個無電自然村的光伏發電系統使用情況跟蹤調查，28套系統從竣工投入運行到現在一切正常。光伏發電系統在無電地區的使用具有重要的社會意義，具體表現以下幾個方面： 

（1）滿足無電自然村人民群眾用電需求。 

（2）改善無電自然村人民生產生活條件。 

（3）促進當地的社會經濟進步，提高當地群眾的綜合素質，增強民族團結，為全面建設社會主義新農村創造條件。 

（4）改善無電自然村能源使用結構