(完整)光伏電站設(shè)計方案和對策

1、太陽能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分,由于它集開發(fā)利用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體,被認(rèn)為是當(dāng)今世界上最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，因而越來越受到人們的青睞。隨著世界光伏市場需求持續(xù)高速增長、我國可再生能源法的頒布實施以及我國光伏企業(yè)在國際光伏市場上舉足輕重的良好表現(xiàn)，我國光伏技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)了前所未有的快速增長的態(tài)勢并表現(xiàn)出強大的生命力.它的廣泛應(yīng)用是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、走經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。太陽能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電力輸送到電網(wǎng)中供給其他負(fù)載使用，而在需要用電的時候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱謂并網(wǎng)發(fā)電方式。另一種是依靠蓄電池

2、來進(jìn)行能量存儲的所謂獨立發(fā)電方式，它主要用于因架設(shè)線路困難市電無法到達(dá)的場合，應(yīng)用十分廣泛。1。項目概況1.1項目背景及意義本項目擬先設(shè)計一個獨立系統(tǒng)，安裝在客戶工廠的屋頂上，用于演示光伏陣列采取跟蹤模式和固定模式時發(fā)電的情況，待客戶參考后再設(shè)計一套發(fā)電量更大的系統(tǒng),向工廠提供生產(chǎn)生活用電。本系統(tǒng)建成后將為客戶產(chǎn)品做出很好的宣傳，系統(tǒng)會直觀的顯示采用跟蹤系統(tǒng)后發(fā)電總量的提升情況。1。2光伏發(fā)電系統(tǒng)的要求因本系統(tǒng)僅是一個參考項目，所以這里就只設(shè)計一個2。88kWp的小型系統(tǒng)，平均每天發(fā)電5.5kWh，可供一個1kW的負(fù)載工作5。5小時。2。系統(tǒng)方案2。1現(xiàn)場資源和環(huán)境條件江陰市位于北緯31

3、76;40'34”至31°57'36”，東經(jīng)119°至120°34'30"。氣候為亞熱帶北緯濕潤季風(fēng)區(qū)，冬季干冷多晴，夏季濕熱雷雨。年降水量1041。6毫米，年平均氣溫15.2°C.具有氣候溫和、雨量充沛、四季分明等特點。其中4月一10月平均溫度在10C以上，最冷為1月份，平均溫度2.5C;最熱月7月份，平均溫度27。6C。NatureResources:MonthAirtemperatureRelativehumidityDailysolarradiation-horizontalAtmosphericpressure

4、WindspeedEarthtemperature°C%kWh/mdkPam/s°CJanuary3。976.50%2.69102.34。23。6February5.475。30%3。14102.24。25.5March9.175.50%3。33101。83。99。6April14.776。20%4。25101.23.715。4May19.278.70%4.78100.83。319.9June22。983.40%4.58100。33.423。6July26.186。20%5。05100。13。526。9August25.686.50%4。71100.33.426。3Sept

5、ember22.182.60%3.99100.93.522。4October1777.90%3.4101。63。517.2November11.676.70%2。81102.13.811.5December676.50%2。68102。445.7Annual15.379。30%3。78101。33.715.62.2光伏系統(tǒng)方案的確定本項目采用獨立型光伏系統(tǒng)方案。系統(tǒng)由電池組件PV陣列,充電控制器、逆變器、蓄電池等部件組成。（原理圖如下：）It交就負(fù)轂C玉殆龍昭池程艇獨立系統(tǒng)原理圖本系統(tǒng)由太陽電池組件，跟蹤控制系統(tǒng),控制器，逆變器，蓄電池等部分組成。太陽電池組件在太陽光的照射下產(chǎn)生直流電流；而充

6、電控制器則協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作,具有自動防止太陽能光伏系統(tǒng)的儲能蓄電池過充電和過放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量，還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用.逆變器的作用是將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負(fù)載使用的正弦波交流電，逆變器輸出的交流電能進(jìn)入配電柜;在配電柜內(nèi)裝有用于輸出控制、過流保護(hù)、防雷保護(hù)等器件.2.3計算機仿真2。3。1太陽能資源1現(xiàn)場的緯度和光伏陣列的方位估算最近氣;躱站的咒蹤數(shù)據(jù)江陰項目地點的緯度DN乳9妊伏陣列跟蹤模式-兩個軸月接入月內(nèi)睦用比嵌客月水平月平均溟糜客月光伏各月的丸面丄的平陣列朮平面陽誌盂穢率均日輻射上的平均日輻射(0-1)kVWh/m1?

7、口丨PC)1.001.923.71.002M4.1.002.396.51.003.9414.2100d171921.004.4423.41.004.9427.B1004082771.00a.5323.&1.003.501B.31002721241.002.286.1nrRnRrtOrtnfl_rtOHnrtcmnrtRrt二三四五六七八九十一二+tkWh血口恂2.7189%3.05&6%3.3599%4.53100%473100%5.04100%5.84100%d75100%420100%5.04100%J-.36100%3.8799%采用的年節(jié)尢陽梅肘蚩（:水平）MWh/m2

8、1241.24燈擢射晝點滸志勁MWh/m21.571.57平均離JT-c15.B15.8亙?yōu)t儷求如負(fù)荷器擢-負(fù)就關(guān)性kWh值詢kWh咬洶kW便:孤0.01,826.05.0003.000|負(fù)肓特征估章應(yīng)用類型-釆用詳細(xì)的負(fù)荷計算?是召2.3.2能源模型1現(xiàn)場條杵估算項目名稱廠房建就項日位置江陰"中國最近的氣象站氣躱數(shù)據(jù)-江陰項目所在地的緯度"N31.9年度太陽毎射量傾斜表面）MWh/ms1.57年平均溫度nC15.8廿析月份的直涼電能里需求MWh0.000分析月份的交流電能量需求MWh1.826系統(tǒng)特征估算應(yīng)用糞型光伏至統(tǒng)配置電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)推薦的逆變器直流電到交濟電客量逆變誥

9、容量逆變器平均效率其他電力調(diào)節(jié)損耗蓄唱池所需電池自動維持的天斂額定電池電壓電池效率最大放電深度充電控制器直涼到直渝玆率電池溫度控制最低的電池溫度蓄電池容量的富度損失建諫的額定電池容量額定電池容量光試陣列光伏組件類型光伏組（牛制造商頷定光伏組件的僉率正常工!乍衆(zhòng)件溫度光伏溫度因子光伏陣列控制器其他為伏陣列損耗推薦的額定光伏陣列電丈|容量額定光伏陣列電力容量光佚陣列面積離網(wǎng)光伏/蓄電池kW滾流3.00kW反流3.0%90%0%日2.0V48.0開85%60%95%-最小的°C16.0開3%Ah404Ah400-單晶硅g&larftin13."C45%/DC0.40%-固

10、定%EMkWp3.38kWp2j8Bm321.0年能源產(chǎn)童（12.00月分析等玆的年度直渝電童需求未滿足的等效直涼電需求量單位面積發(fā)電量總的光伏系統(tǒng)效率光伏至統(tǒng)功率參數(shù)供應(yīng)的可再生能源估算MWh2.02«MWh0.029kWh/ms95.1%6.1%MWh1.TOkWh1,9992。4系統(tǒng)方框圖系統(tǒng)方框圖2.5配置方案太陽能組件功率160W(43.7V,5。1A)數(shù)量18片連接方式2串9并控充電電壓48V制器最大電流50A數(shù)量1說明無逆變器規(guī)格48V,3KW，輸出電壓：220VAC,50HZ數(shù)量1蓄電池規(guī)格400AH，2V數(shù)量（節(jié)）24連接方式24串附注年供應(yīng)電量預(yù)計3642kWh1

11、. 本系統(tǒng)共使用了18塊電池組件，組件每2塊為一串,在接線盒里9串并聯(lián)后輸出。占地面積約22m2。2。充電控制器選用48V50A的直流控制器，它是是具有自動防止太陽能光伏系統(tǒng)的儲能蓄電池過充電和過放電的設(shè)備，由它協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作。在系統(tǒng)運行時，它能對蓄電池的荷電狀況和環(huán)境溫度自動、連續(xù)地進(jìn)行監(jiān)測，按照用戶設(shè)置的參數(shù)對其充、放電過程進(jìn)行控制，起到有效管理光伏系統(tǒng)能量、保護(hù)蓄電池及保證整個光伏系統(tǒng)正常工作的作用。3逆變器選用的規(guī)格為48V,3KVA，輸出電壓：220VAC，它的作用是將蓄電池的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負(fù)載使用的正弦波交流電壓.在本系統(tǒng)中采用的正弦波逆變器具有波形失真小

12、、保護(hù)功能全、轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高的特點。4.蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量.由于系統(tǒng)采用48V電壓，蓄電池組由24節(jié)2V800Ah的蓄電池串聯(lián)而成。太陽能電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為直流電能，通過蓄電池將直流電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存起來。另外它還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。全部蓄電池置于兩排雙層電池架上。電池架上裝有輸出控制開關(guān),可方便地進(jìn)行投入和切除。2。6系統(tǒng)主要設(shè)備2。6.1電池組件本系統(tǒng)擬采用江蘇林洋新能源有限公司生產(chǎn)的SF160單晶硅電池組件。江蘇林洋新能源（完整）光伏電站設(shè)計方案和對策有限公司是一家集晶體硅太陽能電池和組件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體并在美國成功上市的國際性公

13、司。公司采用世界上最先進(jìn)的電池片和組件生產(chǎn)設(shè)備加之完善的質(zhì)量管理體系,從而保證了完美的產(chǎn)品品質(zhì)。產(chǎn)品通過了IEC61215、TUV、和UL國際認(rèn)證，在國內(nèi)享有盛譽。該太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率高,表面玻璃為高透光低鐵鋼化玻璃，邊框材料為輕質(zhì)電鍍鋁合金.最大輸出功率160Wp開路電壓43.7V短路電流5.10A最大輸出電壓35.8V最大輸出電流4.61A重量15kg外型尺寸1580mmx808mmx45mm最佳電流的溫度系數(shù)+0.04%/°C最佳電壓的溫度系數(shù)0.38%/CSF-160單晶硅電池組件性能SF-160單晶硅太陽能電池的機械特性。（完整）光伏電站設(shè)計方案和對策XMJ300DOOD

14、1500luiim500Standardtestcondition:AMI.5,1<KHIW7ni25XJVoc=44596VIso=5.193AVm-36433VIrn=4.66APnwx=109.74FF=73.3%RS=1116QR?h二256.-n=15.82%圖2SF-160單晶硅太陽能電池的l-V特性2。6.2充電控制器(完整)光伏電站設(shè)計方案和對策光伏控制器性能、參數(shù)額定電壓(V)48額定電流Ip(A)50最大太陽能電池組件功率(kWp)3太陽能電池組數(shù)NW6每路太陽能電池電流Ib(A)lb=lp/N環(huán)境溫度20°C+50°C電壓降落太陽能電池與蓄電池之

15、間(V)0。7蓄電池與負(fù)載之間(V)0.1機械尺寸深X寬乂高(mm)421*488大177防護(hù)等級IP20海拔高度W5500性能特點：1) 微電腦芯片控制充放電各參數(shù)點、溫度補嘗系數(shù)可編程任意設(shè)定,可適應(yīng)不同場合的特殊要求；2) LCD液晶模塊點陣顯示，中英文操作菜單，用戶可根據(jù)需要選擇；3) LED指示燈顯示各路光伏充電狀態(tài)和負(fù)載通斷狀態(tài)；4) 9個輕觸按鍵操作;5) 控制電路與主電路完全隔離，具有極高的抗干擾能力；6) 118路太陽能電池輸入控制；7) 實時顯示蓄電池電壓、負(fù)載電流、總光伏電流、每路光伏電流、蓄電池溫度、累計光伏發(fā)電安時數(shù)、累計負(fù)載用電安時數(shù)等十幾個參數(shù)；8) 歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計

16、顯示：過充電次數(shù)、過放電次數(shù)、過載次數(shù)、短路次數(shù)；9) 可編程設(shè)定發(fā)電機啟停電壓、次要負(fù)載通斷電壓、風(fēng)機卸載和恢復(fù)電壓、路燈光敏切換電壓等參數(shù)；(完整)光伏電站設(shè)計方案和對策10) 用戶可分別設(shè)置蓄電池過充電保護(hù)和過放電保護(hù)時負(fù)載的通斷狀態(tài)；11) 具有二次下電控制能力,即對主要負(fù)載和次要負(fù)載在不同蓄電池電壓點的下電控制能力;12) 各路充電電壓檢測具有“回差"控制功能，可防止開關(guān)進(jìn)入振蕩狀態(tài)；13) 保護(hù)功能：具有蓄電池過充電、過放電、輸出過載、短路、浪涌、太陽能電池接反或短路、蓄電池接反、夜間防反充等一系列報警和保護(hù)功能;14) 可配RS232/485接口，便于遠(yuǎn)程遙信、遙控；P

17、C監(jiān)控軟件可測實時數(shù)據(jù)、報警信息顯示、修改控制參數(shù)，讀取30天的每天蓄電池最高電壓、蓄電池最低電壓、每天光伏發(fā)電量累計和每天負(fù)載用電量累計等歷史數(shù)據(jù)；15) 參數(shù)設(shè)置具有密碼保護(hù)功能且用戶可修改密碼;16) 告警：過壓、欠壓、過載、短路等保護(hù)報警；17) 多路無源輸出報警或控制接點：蓄電池過充電、蓄電池過放電、柴油機啟動控制、負(fù)載斷開、控制器故障;其它備用報警接點用戶可選擇，如水淹報警等；18) 工作模式有階梯式逐級限流模式、PWM工作模式、一點式工作模式、光開光斷模式、光開時斷模式、時鐘控制模式、光開時斷凌晨亮模式，其中前三種模式是針對通用負(fù)載場合的，后四種模式是針對路燈負(fù)載場合的，所有的延

18、時長度和定時時鐘都可以設(shè)置;19) 用戶可設(shè)置參數(shù)還包括：均充電壓、浮充電壓、吸收電壓、啟動電壓、動態(tài)穩(wěn)壓系數(shù)、靜態(tài)穩(wěn)壓系數(shù)、均充狀態(tài)時間和吸收狀態(tài)時間等。20) 不掉電實時時鐘功能，顯示與設(shè)置時鐘;21) 防雷:根據(jù)系統(tǒng)要求，可安裝不同等級的防雷裝置;22) 具有溫度補償功能；2。6。3逆變器（完整）光伏電站設(shè)計方案和對策輸出電壓精度（V）220±3%32位DSP控制日本三菱第五代IPM功率模塊單元高效逆變效率達(dá)94（DC220V系列）多語種液晶顯示功能標(biāo)準(zhǔn)RS485/232通信接口完美的保護(hù)功能故障記錄功能低電壓保護(hù)直流輸入交流輸出輸入額定電壓（VDC）輸入額定電流（A）輸入直流

19、電壓允許范圍（VDC）額定容量（kVA）輸出額定功率（kW）輸出額定電壓及頻率輸出額定電流（A）逆變器器性能、參數(shù)48734264220VAC,50Hz13.6（完整）光伏電站設(shè)計方案和對策50±0。05W5%5%0。8150%,10秒3:193%1500VAC,1分鐘W50dB-20°C+55°C090%，不結(jié)露W6000442X482X267輸出頻率精度（Hz）波形失真率（THD）（線性負(fù)載）動態(tài)響應(yīng)（負(fù)載0100%）功率因數(shù)（PF）過載能力峰值系數(shù)（CF）逆變效率（80%阻性負(fù)載）絕緣強度（輸入和輸出）噪音（1米）工作環(huán)境使用環(huán)境溫度濕度使用海拔（m）機械尺

20、寸立式深、寬、高（mm）重量（kg）42（完整）光伏電站設(shè)計方案和對策2。6。4蓄電池產(chǎn)品技術(shù)特性表GFM系列/GFM-40010hr(4O.0A,1.8CV)3hi-(1O1A,1.80V)標(biāo)準(zhǔn)電用2V單搟亍數(shù)1個矣考質(zhì)雖27.6/6O.Skglb外觀尺寸lHLEL''ilL長211/S.31imn.''in寬175/6.89mm.'tii高334/1315mm.'tnS44/13.54mm.'tn匝量比能雖28.9WtL噸體積比能呈64.9Wh/duf荷電態(tài)內(nèi)陰0347瞰尢充電屯流機矩路電流64"浮充便用京電電壓丿單體2.2

21、5徴壞便用充電邑壓戶申.體2.35設(shè)計壽命15lhi-<221A,1.7W)1&流放電獲數(shù)表（25TC,77*F）S<A)終止電壓放電時間（分鐘1（IV單體）51015203060120ISO30Q36048060014401.6090769456948137823714510771.762.449.641.417.71.658096302144435323014310670.S61.749.141.117.61.707395734774253302221轉(zhuǎn)10470.161.248.740.717.51.7563552544539831722113810269.260.4

22、48.240.517.41.80562+794163713042131341016S.359.647.740.017.3恒功率放電稠ft表C251C77*F)瓦特（W）津體終止屯壓放電時間（分鐘）（IV單體）51015203060120ISO30Q36048060014401.601322112694081763641626419613311795.479.739.51.6511911012£5374659639825519113011494378.338.71.70105291978668955738524818712911393.177538.1176926S4572664152

23、13672421貼12611151.976.5S7.51.80858773<56759049035523517912411.09Q.775.737.13. 工程施工3。1工程費用概算：序號名稱單價（元）數(shù)量單位合計1太陽電池組件302880Wp86,4002充電控制器70001臺7,0003逆變器120001臺12,0004全密閉免維護(hù)蓄電池95024節(jié)22,8005標(biāo)準(zhǔn)接頭109套906專用電纜12100米1,2007鋼結(jié)構(gòu)支架32880Wp&6408其它輔助材料12880Wp2,8809材料費小計2880Wp141,01010系統(tǒng)安裝集成費5%7,05111稅金6%&

24、46112利潤5%7,05113總價2880163,57214均價288056.803。2工程周期本項目自簽訂合同并提交工程首付款后,我公司將著手進(jìn)行工程所有材料和設(shè)備的準(zhǔn)備工作，直至系統(tǒng)通過調(diào)試，備貨期為30天，進(jìn)場后大約需要10天完成施工。3.3施工期間需要業(yè)主配合的事項按要求提供施工時使用的動力電源。提供暫時保管進(jìn)場物資（材料、設(shè)備、工具等）的臨時倉庫。協(xié)助施工方處理在當(dāng)?shù)厥┕r意外可能發(fā)生的問題。在調(diào)試結(jié)束后按合同要求會同我方進(jìn)行現(xiàn)場驗收。若條件許可，建議業(yè)主在工程開始時指派有一定電氣基礎(chǔ)知識的人員參于現(xiàn)場工作，以便今后更好地做好系統(tǒng)維護(hù)工作。4。經(jīng)濟和社會效應(yīng)（完整）光伏電站設(shè)計方案

25、和對策獨立系統(tǒng)：它由太陽能電池采集陽光，轉(zhuǎn)化為電能,通過控制和逆變設(shè)備，把直流電轉(zhuǎn)換成目前家庭通用的220V交流電。目前采用高性的膠體鉛酸蓄電池作為儲能裝置，有可有效地為業(yè)主在任意時間連續(xù)提供電力.它的配置主要包括：太陽能電池板（光伏組件），控制器，逆變器,供配電柜等設(shè)備,主要應(yīng)用于與國家電網(wǎng)離得比較遠(yuǎn)的別墅，比如，在一些山區(qū)，林地或離城市較遠(yuǎn)的郊區(qū)。這種別墅由于配高低壓電線和安裝成本昂貴（包括輸電線路,電線竿/電塔安裝）,比較適合安裝太陽能獨立系統(tǒng).1。優(yōu)勢特點1）使用壽命長，無需專人維護(hù).其中太陽能電池壽命長達(dá)25年以上.2）自給自足，蓄電池作為蓄能裝置，把白天太陽能電池收集的電能儲存起來，方便業(yè)主使用，陰雨天氣，可按用戶要求連續(xù)供電（310天）;3）一次投資，終身受益，太陽能清潔無輻射，無污染.4）綠色能源，安全環(huán)保.間接地減少對大氣二氧化碳等溫室氣體的排放.5）安全可靠、無噪聲、無污染、能量隨處可得，不受地域限制6）無須消耗燃料，無機械轉(zhuǎn)動部件，無須另外架輸電線路，可以按照業(yè)主的要求，方便地與任意地面或建筑物相接合.7）建造的周期很短，實際建造時間按規(guī)模大小來算。8）不破壞建筑的外觀.太陽能電池板一般安裝在屋頂或傾斜面，不會破壞原有