《屋頂太陽能方案》word版

1、PAGE PAGE 10 屋頂太陽能發(fā)電解決方案工程案例圖片一：工程案例圖片二：工程案例圖片三：1光伏發(fā)電概述1.1地理位置要求地勢平坦，交通便利，建筑屋頂?shù)取?.2氣候條件要求太陽能資源條件：年日照時數(shù)大于2000h，年輻射總量高于 5860MJ/m2，屬于太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū)，具有利用太陽能的良好條件。年日照時數(shù)在10001800h ，年輻射量在33504190MJ/m2地區(qū)，屬于太陽能資源條件較差，但仍有一定的利用價值。常規(guī)氣象要素：凈輻射、總輻射、散射輻射、直接輻射、氣溫、氣壓、相對濕度、水汽壓、降雨量、風(fēng)向、風(fēng)速、沙塵暴記錄及其他破壞性氣候。1.3光伏系統(tǒng)組成太陽能電池方陣系

2、統(tǒng)控制及充放電保護(hù)逆變器負(fù)載蓄能電池組 SHAPE * MERGEFORMAT 太陽能電池方陣太陽能電池方陣一般由多塊太陽能電池組件串并聯(lián)而成，每個支路通過防反充二極管、充電控制器并聯(lián)向蓄電池充電。太陽能電池方陣分為若干個子陣列，每個陣列由一個電子開關(guān)控制。當(dāng)蓄電池的充電電壓達(dá)到設(shè)定的最電高壓時，自動依次切斷一個或數(shù)個子陣列，以限制蓄電池的充電電壓繼續(xù)增長確保蓄電池的壽命，并最大限度地利用和儲存太陽能電池發(fā)出的電能。蓄電池組蓄電池組是太陽能電池方陣的儲能裝置，其作用是將方陣在有日照時發(fā)出的多余電能儲存起來，在晚間或陰雨天時供負(fù)載使用。蓄電池組由若干蓄電池串并聯(lián)而成。一般容量要能在無太陽輻射的日

3、子里，滿足用戶要求的供電時間和供電量。目前常用的是鉛酸蓄電池，重要的場合也有用鎘鎳蓄電池，但價格較高，相對來說應(yīng)用沒有前一種廣泛。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放電狀態(tài)，夏天日照量大，方陣除了供給負(fù)載用電外，要給蓄電池充電；冬天日照量小，這部分儲存的電能逐步放出。在這種季節(jié)性循環(huán)的基礎(chǔ)上還要加上小得多的日循環(huán)：白天方陣給蓄電池充電（同時方陣還要給負(fù)載供電），晚上負(fù)載用電則全部由蓄電池供給。因此要求蓄電池的自放電要小，耐過充放，而且充放電效率要高，當(dāng)然還要考慮價格低廉，使用方便等因素。如前所述，當(dāng)蓄電池端電壓達(dá)到設(shè)定的最高值時，由電壓檢測電路得到信號電壓，通過控制電路進(jìn)行開關(guān)切換，使系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)

4、壓閉環(huán)控制，既保持對蓄電池充電，又不致使蓄電池過充，造成電解液中水的大量分解和過熱而導(dǎo)致極板損壞，從而使蓄電池得到合理的保護(hù)和利用。如過充保護(hù)失靈導(dǎo)致蓄電池端電壓過高時，系統(tǒng)發(fā)出報警指令。當(dāng)蓄電池端電壓下降至過放值時，系統(tǒng)也會發(fā)出報警指示，同時逆變器自動關(guān)閉，以保證蓄電池不再繼續(xù)放電?？刂破髟诓煌墓夥l(fā)電系統(tǒng)中控制器各不相同，其功能的多少和復(fù)雜程度差別很大，需要根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的要求及重要程度來確定?？刂破饕话阌筛鞣N電子元器件、儀表、繼電器、開關(guān)等組成。最簡單的系統(tǒng)也可以不用控制器，有些要求有過充放、穩(wěn)壓等功能，而一些復(fù)雜的系統(tǒng)，如并網(wǎng)發(fā)電的光伏電站（并網(wǎng)發(fā)電不在本文的討論范圍內(nèi)），則要求有自動

5、檢測、控制、轉(zhuǎn)換等多種功能。逆變器逆變器將太陽能電池方陣輸出和蓄電池放出的直流電轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的交流電。逆變器主電路由大功率晶體管構(gòu)成，采用正弦脈寬調(diào)制工作制，抗干擾能力強(qiáng)，還有很強(qiáng)的過載及限流保護(hù)功能。1.4 光伏離網(wǎng)發(fā)電原理在太陽照射下，太陽電池方陣產(chǎn)生電流經(jīng)過控制器調(diào)整，儲存在蓄電池中；通過控制器和逆變器來滿足用戶用電的需要。1.5光伏離網(wǎng)發(fā)電儲能裝置1.5.1獨(dú)立光伏系統(tǒng)用的儲能裝置在獨(dú)立光伏系統(tǒng)中，由于太陽能電池的輸出功率隨太陽光照強(qiáng)度在變化，當(dāng)夜間或陰雨天時，太陽能電池的輸入功率為O或很小，不能滿足負(fù)載的要求。因此獨(dú)立光伏系統(tǒng)需要一個儲能裝置，在光照強(qiáng)的時候，把多余的電能儲存下來，

6、供光照弱的時候使用?？蛇x的儲能方法有電容器儲能，飛輪儲能，超導(dǎo)儲能，提升重物，分解水為氫氧等，但從方便、可靠、價格等綜合的角度來看蓄電池是獨(dú)立光伏系統(tǒng)儲能裝置的最佳選擇。小型的獨(dú)立光伏系統(tǒng)有用鉛酸蓄電池的，也有用福鎳蓄電池的等，但大中型的系統(tǒng)一般用鉛酸蓄電池。因為鉛酸蓄電池有如下的優(yōu)點(diǎn):除鏗離子二次電池外，在常用體系蓄電池中，鉛酸蓄電池的單格電壓最高，為2伏；較廉價；可制成小至1安時大至幾千安時的各種尺寸和結(jié)構(gòu)的蓄電池；高低溫性能良好，可在-4060攝氏度條件下工作；沒有記憶效應(yīng)。在本課題中，我們也選用鉛酸蓄電池作為儲能裝置。鉛酸蓄電池按用途可以分為起動用系列，固定防酸式，牽引用，鐵路客車用，

7、內(nèi)燃機(jī)車用，摩托車用，航空用等。按電池蓋和排氣栓結(jié)構(gòu)可分為開口式，排氣式，防酸隔爆式，防酸消氫式，閥控密封式。在光伏系統(tǒng)中一般選用固定防酸式及閥控密封式，現(xiàn)在很多蓄電池廠家專門為光伏系統(tǒng)推出了太陽能應(yīng)用鉛酸蓄電池。應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的蓄電池的工作條件一般有以下幾個特點(diǎn):充電率非常小;放電率非常小;充電時間受到限制，有陽光時才充電，沒有就不充電;不能按一定的規(guī)律對蓄電池充電。普通的鉛酸蓄電池工作在這樣的環(huán)境下壽命會縮短，而太陽能用鉛酸蓄電池針對這些條件進(jìn)行了改進(jìn)，能較好的適應(yīng)這樣的環(huán)境。1.6太陽能電網(wǎng)系統(tǒng)的選型與布置1.6.1光伏組件：通過導(dǎo)線連接的太陽能電池被密封成的物理單元被稱為太陽能電池組件

8、，具有一定的防腐、防風(fēng)、防雹、防雨的能力，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域和系統(tǒng)。每片太陽能電池的輸出電壓遠(yuǎn)低于實際使用所需電壓，為了滿足實際應(yīng)用的需要，需要把太陽能電池串聯(lián)成組件。當(dāng)應(yīng)用領(lǐng)域需要較高的電壓和電流而單個組件不能滿足要求時，可把多個組件串、并聯(lián)組成太陽能電池方陣，以獲得所需要的電壓和電流。1.6.2支架系統(tǒng)大型太陽能電池方陣的支架安裝型式主要有固定式和跟蹤式兩種：固定式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試和管理維護(hù)都很方便。跟蹤式系統(tǒng)不僅需要配置自動跟蹤機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)投資成本增加，而且安裝調(diào)試和管理維護(hù)相對復(fù)雜，但跟蹤系統(tǒng)可以增加發(fā)電量，選擇時需要綜合考慮。支架安裝型式的選擇需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、組件尺寸、安

9、裝成本、維修成本、發(fā)電量和上網(wǎng)電價等因素綜合確定。本系統(tǒng)全部采用固定支架安裝在屋頂。1.6.3逆變器太陽能電池的輸出為直流電能，需轉(zhuǎn)換為交流電能后才能對交流負(fù)載供電。逆變器就是將太陽電池方陣輸出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能的電力設(shè)備。因逆變器采用了電力電子技術(shù)，與發(fā)電機(jī)相比，無轉(zhuǎn)動部件，所以又稱為靜態(tài)變換器。集中型逆變方案接入的太陽電池支路數(shù)較多，適用于：光伏方陣由同一規(guī)格、型號的太陽電池組成；各太陽電池的安裝傾角、方位角，及受光情況均一致；控制室內(nèi)有足夠空間安裝集中型逆變器等應(yīng)用場合。單臺支路型逆變方案接入的太陽組件支路較少，通常為13條，適用于：組件方陣由兩種以上型號、規(guī)格的組件組成；組件的受

10、光情況略有差異（如部分太陽電池可能受到陰影遮蔽）；控制室面積有限、無法安裝集中型逆變器等應(yīng)用場合。1.7 對生態(tài)環(huán)境及水土的影響太陽能光伏發(fā)電運(yùn)行過程中產(chǎn)生噪聲聲源的只有變壓器，本工程變壓器容量小、電壓低，運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音較小；同時變壓器布置在室內(nèi)，室外噪音水平遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。逆變器是由電子元器件組成，其運(yùn)行中的噪聲也可以忽略。光伏發(fā)電是一種清潔的能源，既不直接消耗資源，同時又不釋放污染物、廢料，也不產(chǎn)生溫室氣體破壞大氣環(huán)境，也不會有廢渣的堆放、廢水排放等問題，有利于保護(hù)周圍環(huán)境，是一種綠色可再生能源。2 項目設(shè)計項目內(nèi)容1. The solar panels will be mounted

11、on the roof. I would like north exposure .Roof is cement tile. Live in Florida and Bahamas. Year round sunshine. 2. Have standard appliances like Washer, Dryer, Oven, Microwave, Refrigerator, Freezer， 5 AC units with a total of approx. 12 ton capacity, pool heater and pump. Chandeliers throughout th

12、e house. I will need drawings for permit approval.Voltage 110 US Electric and in Bahamas also. SN. Appliances Power Woking Time per day 1 Washer 2kw 1 hr 2 Dryer 2kw 2 hr 3 Oven 3kw 1 hr 4 Microwave 4kw 2 hr 5 Refrigerator 4 kw 24 hr 6 Freezer 3 kw 24 hr 7 pool heater 5 kw 5 hr 8 pump 3.8 hw 3 hr 9

13、Chandeliers 1 kw 8 hr 10 Television 4.2 kw 8 hr 11 Computer 2 kw 12 hr Example Treadmill 2kw 2 hours3. Area: 4800 sequre meter2.1 本項目為非并網(wǎng)的獨(dú)立光伏電站，采取蓄電池貯能。2.2 電站的發(fā)電系統(tǒng)將由太陽能電池方陣、蓄電池組、直流控制器、直流交流逆變器、交流配電柜和備用電源系統(tǒng)（包括柴油發(fā)電機(jī)組和整流充電柜）等組成。具體選型由業(yè)主設(shè)計確定。23 離網(wǎng)光伏電站以太陽能電池發(fā)電為主，配備柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，以便在必要時通整流充電柜為蓄電池組充電，也可以在光伏發(fā)電

14、系統(tǒng)出現(xiàn)故障時直接通過交流配電柜向輸電線路供電。逆變器和柴油發(fā)電機(jī)組不能同時向輸電線路送電，由交流配電柜的互鎖功能來保證供電的唯一性太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽能電池方陣、蓄電池組、太陽能控制器、直流交流逆變器、交流配電設(shè)備等組成。2.3.1太陽能電池方陣太陽能電池方陣是由若干太陽能電池板串聯(lián)或并聯(lián)而成。我公司主要生產(chǎn)是單晶硅和多晶硅太陽能電池組件，單晶硅最大功率可以達(dá)到240w，多晶硅最大功率可以達(dá)到280w。以單晶硅為例：選擇單晶硅太陽能電池組件，型號為JLS96M240W, 峰值功率為240W，峰值電壓為48V，太陽能電池組件尺寸1575*1082*50。則需要的太陽能電池組件數(shù)量為，若

15、按最大功率計算，如下：291kW.H0.950.970.996=53.16KW53.16KW240W=221.5塊，取222塊按太陽能電池組件估算本屋頂太陽能發(fā)電所占的面積約為1575mm1082mm222=378.32m2所以本項目所給的4800平方米的面積完全夠用。其中：0.95為逆變器的轉(zhuǎn)換效率0.97為控制器的效率0.99為整個系統(tǒng)的效率6為當(dāng)?shù)氐哪昶骄照諘r間2.3.2蓄電池組 蓄電池來做儲能裝置，戶用太陽能發(fā)電系統(tǒng)用蓄電池容量的設(shè)計應(yīng)能夠滿足兩方面的需要： A)用電負(fù)載每天消耗的電能需求 如要滿足下例項目的用電要求，蓄電池容量應(yīng)為：此用戶最大每日用電量為291kW.H, 日平均用電

16、量約為220kW.H，則蓄電池的容量應(yīng)為220kW.H48V80%=5730AH，其中48V為蓄電池的電壓,80%是蓄電池的放電深度。若選用12v的蓄電池，容量為230A.H，需要將4個蓄電池串聯(lián)為一組，才能達(dá)到系統(tǒng)電壓48V的要求，則整個系統(tǒng)需要蓄電池組的數(shù)量為5730AH230 AH =24.9，取25，即需要25組?？紤]每個月有3天的陰雨天，為了滿足這三天的持續(xù)供電，則還要增加蓄電池的容量，即還要增加253=75組蓄電池。2.3.3太陽能控制器太陽能控制器用于實現(xiàn)整套系統(tǒng)的充、放電等全自動控制，當(dāng)蓄電池電量充足時切斷太陽能電池大電流充電，改為涓流充電，當(dāng)蓄電池電量不足時報警并切斷輸出。確

17、保蓄電池組不被過充電和過放電而損壞?？刂破鞯倪x擇：按太陽能電池組件輸出總功率選配控制器的型號規(guī)格及數(shù)量太陽能電池組件輸出總功率為：53.16KW，因此選配的控制器的型號規(guī)格如下：型號：SD48200, 額定電流為：200 A，最大光伏組件功率：9.6 KWp，光伏陣列輸入控制路數(shù)：6，每路光伏陣列最大電流：34 A，防護(hù)等級：IP20，尺寸（深寬高）（mm）：6006001200。數(shù)量為53.16KW9.6 KWp=5.5，取6， 即選用的控制的數(shù)量為6個。2.3.4 逆變器直流交流逆變是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備，由于太陽電池陣和蓄電池組產(chǎn)生的是直流電，當(dāng)用電設(shè)備是交流負(fù)載時，逆變器是不可缺

18、少的。當(dāng)直流輸入電壓在標(biāo)定范圍內(nèi)，輸出負(fù)載在額定功率范圍內(nèi)，逆變部分能夠在220V或110V正常工作，當(dāng)負(fù)載功率超過額定功率或輸出端短路，自動保護(hù)電路工作，切斷交流輸出，以保證逆變器不受損壞。 按此項目要求輸出的交流電壓110V和輸出功率36KW考慮選擇逆變器型號規(guī)格為：型號：SK3000-212輸出功率:3000W輸出電壓: 110VAC+-3%頻率: 60HZ+/-0.05%數(shù)量確定：36KW3000W=12個最后將由逆變器輸出的交流電配送到住戶的配電系統(tǒng)。3 投資價格估算按以上設(shè)計選型結(jié)果，對本系統(tǒng)的主要設(shè)備進(jìn)行價格概算，見下表：主要設(shè)備選型列表： 主要設(shè)備清單序號設(shè)備名稱型號規(guī)格單件容量數(shù)量單位設(shè)備總?cè)萘?太陽能電池組件JLS96M240W240222Wp532802離