光伏電站設(shè)計(jì)完整

1、光伏電站設(shè)計(jì)前 言太陽(yáng)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(kāi)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(lái)越受到人們的青睞。隨著世界光伏市場(chǎng)需求持續(xù)高速增長(zhǎng)、我國(guó)可再生能源法的頒布實(shí)施以及我國(guó)光伏企業(yè)在國(guó)際光伏市場(chǎng)上舉足輕重的良好表現(xiàn)，我國(guó)光伏技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)了前所未有的快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)并表現(xiàn)出強(qiáng)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(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。太陽(yáng)能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽(yáng)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(shí)候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱謂并網(wǎng)發(fā)電方式。

2、另一種是依靠蓄電池來(lái)進(jìn)行能量存儲(chǔ)的所謂獨(dú)立發(fā)電方式，它主要用于因架設(shè)線路困難市電無(wú)法到達(dá)的場(chǎng)合，應(yīng)用十分廣泛。1.項(xiàng)目概況1.1項(xiàng)目背景及意義 本項(xiàng)目擬先設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)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(shí)發(fā)電的情況，待客戶參考后再設(shè)計(jì)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(huì)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(gè)參考項(xiàng)目，所以這里就只設(shè)計(jì)一個(gè)2.88kWp的小型系統(tǒng)，平均每天發(fā)電5.5kWh,可供一個(gè)1kW的負(fù)載工作5.5小時(shí)。2.系統(tǒng)方案2.1現(xiàn)場(chǎng)資源和環(huán)境條件

3、江陰市位于北緯314034”至315736”，東經(jīng)119至1203430”。氣候?yàn)閬啛釒П本暆駶?rùn)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。具有氣候溫和、雨量充沛、四季分明等特點(diǎn)。其中4月-10月平均溫度在10以上，最冷為1月份，平均溫度2.5；最熱月7月份，平均溫度27.6。 Nature Resources: Month Air temperature Relative humidity Daily solar radiation - horizontal Atmospheric pressure Wind speed Earth temperatur

4、e C%kWh/m2/dkPam/sCJanuary3.976.50%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%4.71100.33.426.3September22.182.60%3.99100.93.522.4Oc

5、tober1777.90%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(xiàng)目采用獨(dú)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:) 獨(dú)立系統(tǒng)原理圖本系統(tǒng)由太陽(yáng)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(yáng)電池組件在太陽(yáng)光的照射下產(chǎn)生直流電流；而充電控制器則協(xié)調(diào)太陽(yáng)能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作,具有自動(dòng)防止太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能蓄電池過(guò)充電

6、和過(guò)放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲(chǔ)能量，還能對(duì)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(guò)流保護(hù)、防雷保護(hù)等器件。2.3計(jì)算機(jī)仿真2.3.1太陽(yáng)能資源2.3.2能源模型2.4系統(tǒng)方框圖 系統(tǒng)方框圖2.5配置方案太陽(yáng)能組件功率160W（43.7 V,5.1A）數(shù)量18片連接方式2串9并控制器充電電壓48V最大電流50A數(shù)量1說(shuō)明無(wú)逆變器規(guī)格48V，3KW，輸出電壓：220V AC，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(jì)364

7、2kWh1. 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(dòng)防止太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電的設(shè)備，由它協(xié)調(diào)太陽(yáng)能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，它能對(duì)蓄電池的荷電狀況和環(huán)境溫度自動(dòng)、連續(xù)地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，按照用戶設(shè)置的參數(shù)對(duì)其充、放電過(guò)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(gè)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：220V AC，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

8、具有波形失真小、保護(hù)功能全、轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高的特點(diǎn)。4.蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲(chǔ)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(yáng)能電池將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為直流電能，通過(guò)蓄電池將直流電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。另外它還能對(duì)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(kāi)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SF-160單晶硅電池組件。江蘇林洋新能源有限公司是一家集晶體硅太陽(yáng)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(guó)成功上市的國(guó)際性公司。公司采用世

9、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(guò)了IEC61215、TUV、和UL國(guó)際認(rèn)證，在國(guó)內(nèi)享有盛譽(yù)。該太陽(yáng)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。 SF-160單晶硅電池組件性能 SF-160單晶硅太陽(yáng)能電池的機(jī)械特性。圖2 SF-160單晶硅太陽(yáng)能電池的I-V特性2.6.2充電控制器光伏控制器性能、參數(shù)額定電壓(V)48額定電流Ip (A)50最大太陽(yáng)能電池組件功率(kWp)3太陽(yáng)能電池組數(shù)N 6每路太陽(yáng)能電池電流Ib( A )Ib=Ip/N環(huán)境溫度2050電壓降落 太陽(yáng)能電池與蓄電池之間( V )0.7蓄

10、電池與負(fù)載之間( V )0.1機(jī)械尺寸 深寬高( mm )421*488*177防護(hù)等級(jí)IP20海拔高度5500性能特點(diǎn)：1) 微電腦芯片控制充放電各參數(shù)點(diǎn)、溫度補(bǔ)嘗系數(shù)可編程任意設(shè)定，可適應(yīng)不同場(chǎng)合的特殊要求；2) LCD液晶模塊點(diǎn)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(gè)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(yáng)能電池輸入控制； 7) 實(shí)時(shí)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(jì)光伏發(fā)電安時(shí)數(shù)、累計(jì)負(fù)載用電安時(shí)數(shù)等十幾個(gè)參數(shù)； 8) 歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

11、顯示：過(guò)充電次數(shù)、過(guò)放電次數(shù)、過(guò)載次數(shù)、短路次數(shù)； 9) 可編程設(shè)定發(fā)電機(jī)啟停電壓、次要負(fù)載通斷電壓、風(fēng)機(jī)卸載和恢復(fù)電壓、路燈光敏切換電壓等參數(shù)； 10) 用戶可分別設(shè)置蓄電池過(guò)充電保護(hù)和過(guò)放電保護(hù)時(shí)負(fù)載的通斷狀態(tài)； 11) 具有二次下電控制能力，即對(duì)主要負(fù)載和次要負(fù)載在不同蓄電池電壓點(diǎn)的下電控制能力； 12) 各路充電電壓檢測(cè)具有“回差”控制功能，可防止開(kāi)關(guān)進(jìn)入振蕩狀態(tài)； 13) 保護(hù)功能：具有蓄電池過(guò)充電、過(guò)放電、輸出過(guò)載、短路、浪涌、太陽(yáng)能電池接反或短路、蓄電池接反、夜間防反充等一系列報(bào)警和保護(hù)功能； 14) 可配RS232/485 接口，便于遠(yuǎn)程遙信、遙控；PC監(jiān)控軟件可測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)

12、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(jì)和每天負(fù)載用電量累計(jì)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(guò)壓、欠壓、過(guò)載、短路等保護(hù)報(bào)警； 17) 多路無(wú)源輸出報(bào)警或控制接點(diǎn)：蓄電池過(guò)充電、蓄電池過(guò)放電、柴油機(jī)啟動(dòng)控制、負(fù)載斷開(kāi)、控制器故障；其它備用報(bào)警接點(diǎn)用戶可選擇，如水淹報(bào)警等； 18) 工作模式有階梯式逐級(jí)限流模式、PWM工作模式、一點(diǎn)式工作模式、光開(kāi)光斷模式、光開(kāi)時(shí)斷模式、時(shí)鐘控制模式、光開(kāi)時(shí)斷凌晨亮模式，其中前三種模式是針對(duì)通用負(fù)載場(chǎng)合的，后四種模式是針對(duì)路燈負(fù)載場(chǎng)合的，所有的延時(shí)長(zhǎng)度和定時(shí)時(shí)鐘都

13、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(dòng)電壓、動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓系數(shù)、靜態(tài)穩(wěn)壓系數(shù)、均充狀態(tài)時(shí)間和吸收狀態(tài)時(shí)間等。 20) 不掉電實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，顯示與設(shè)置時(shí)鐘； 21) 防雷:根據(jù)系統(tǒng)要求，可安裝不同等級(jí)的防雷裝置； 22) 具有溫度補(bǔ)償功能； 2.6.3逆變器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(yǔ)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) 逆變器器性能、參數(shù)直流輸入輸入額定電壓(VDC)48輸入額定電流（A）73輸入直流電壓允許范圍(VDC)4264交流輸出額定容量(kVA)

14、3輸出額定功率(kW)3輸出額定電壓及頻率220VAC，50Hz輸出額定電流（A）136輸出電壓精度（V）2203%輸出頻率精度(Hz)500.05波形失真率(THD)（線性負(fù)載）5%動(dòng)態(tài)響應(yīng)(負(fù)載0100%）5%功率因數(shù)（PF）0.8過(guò)載能力150%，10秒峰值系數(shù)(CF)3:1逆變效率(80%阻性負(fù)載)93%工作環(huán)境絕緣強(qiáng)度(輸入和輸出)1500VAC，1分鐘噪音（1米）50dB使用環(huán)境溫度-20+55濕度090%，不結(jié)露使用海拔(m)6000機(jī)械尺寸立式深、寬、高(mm)442482267 重量（kg）422.6.4蓄電池3.工程施工 3.1工程費(fèi)用概算： 3.2工程周期本項(xiàng)目自簽訂合同

15、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(guò)調(diào)試，備貨期為30天，進(jìn)場(chǎng)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(xiàng)按要求提供施工時(shí)使用的動(dòng)力電源。提供暫時(shí)保管進(jìn)場(chǎng)物資（材料、設(shè)備、工具等）的臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)。協(xié)助施工方處理在當(dāng)?shù)厥┕r(shí)意外可能發(fā)生的問(wèn)題。在調(diào)試結(jié)束后按合同要求會(huì)同我方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。若條件許可，建議業(yè)主在工程開(kāi)始時(shí)指派有一定電氣基礎(chǔ)知識(shí)的人員參于現(xiàn)場(chǎng)工作，以便今后更好地做好系統(tǒng)維護(hù)工作。4.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)獨(dú)立系統(tǒng):它由太陽(yáng)能電池采集陽(yáng)光，轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)控制和逆變?cè)O(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

16、作為儲(chǔ)能裝置，有可有效地為業(yè)主在任意時(shí)間連續(xù)提供電力。它的配置主要包括:太陽(yáng)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(guó)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(yáng)能獨(dú)立系統(tǒng).1.優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)1）使用壽命長(zhǎng),無(wú)需專人維護(hù).其中太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)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(yáng)能電池收集的電能儲(chǔ)存起來(lái)，方便業(yè)主使用，陰雨天氣,可按用戶要求連續(xù)供電(3-10天);3）一次投資,終身受益,太陽(yáng)能清潔無(wú)輻射,無(wú)污染.4）綠色能源,安全環(huán)保.間接地減

17、少對(duì)大氣二氧化碳等溫室氣體的排放。5）安全可靠、無(wú)噪聲、無(wú)污染、能量隨處可得，不受地域限制6）無(wú)須消耗燃料，無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件, 無(wú)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(shí)際建造時(shí)間按規(guī)模大小來(lái)算。8）不破壞建筑的外觀。太陽(yáng)能電池板一般安裝在屋頂或傾斜面，不會(huì)破壞原有建筑外觀，甚至有時(shí)會(huì)增加其建筑的美感。2.減排效果:光伏發(fā)電屬于清潔可再生能源，無(wú)論從能源角度，還是從環(huán)境角度，都是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，光伏并網(wǎng)發(fā)電的推廣應(yīng)用，無(wú)疑會(huì)帶來(lái)良好的環(huán)境效益?？梢源致杂?jì)算“環(huán)境效益”如下： 每KWh電耗煤：目前我國(guó)發(fā)電耗煤為平均390g標(biāo)煤/KWh (能源基礎(chǔ)

18、數(shù)據(jù)匯編，國(guó)家計(jì)委能源所，1999。1,p16) 每發(fā)1KWh電排放CO2 C + O2 = CO2 12 32 4444/12390 =1430g CO2/KWh 1.4kg CO2/KWh=1.410-3TCO2/KWh 每瓦光伏組件平均每年發(fā)2KWh. 每瓦光伏組件平均每年相當(dāng)減排CO2噸數(shù) 2KWh1.410-3噸CO2/KWh2.810-3T按照EPIA的估計(jì)，光伏發(fā)電取代柴油發(fā)電機(jī)的CO2減排效果為1Kg/KWh; 光伏并網(wǎng)發(fā)電的平均減排效果為0.6Kg/KWh。到2020年，全世界光伏發(fā)電的累計(jì)安裝量將達(dá)到195GWp，其中大約50為光伏并網(wǎng)發(fā)電。20002020年通過(guò)光伏發(fā)電達(dá)到的CO2的減排量將是7億噸，僅2020年當(dāng)年CO2的減排將達(dá)到1.64億噸，相當(dāng)于4400萬(wàn)輛汽車(chē)或75個(gè)大型火力發(fā)電廠的排放量。5.公司的服務(wù)我公司將堅(jiān)持質(zhì)量第一、服務(wù)至上的原則，向業(yè)主提供最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，做好技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量管理。5.1技術(shù)培訓(xùn)