光伏電站設(shè)計(jì)方案和對(duì)策

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。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)境條件江陰市位于北緯31°40’34”至31°57’36”，東經(jīng)119°至120°34’30”。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℃。NatureResources:Dailysolarradiation-horizontalAirtemperaturehumidityRelativeAtmosphericWindEarthtemperatureMonthpressurespeedkWh/m2/d2.69°C%kPam/s°CJanuaryFebruaryMarchApril3.95.476.50%75.30%75.50%76.20%78.70%83.40%86.20%86.50%82.60%77.90%102.3102.2101.8101.2100.8100.3100.1100.3100.9101.64.24.23.93.73.33.43.53.43.53.53.65.53.149.13.339.614.719.222.926.125.622.1174.2515.419.923.626.926.322.417.2May4.78June4.58July5.05AugustSeptemberOctober4.713.993.4NovemberDecember11.6676.70%76.50%2.812.68102.1102.43.8411.55.7Annual15.379.30%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)能蓄電池過充電和過放電的功能。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（43.7V,5.1A）數(shù)量18片連接方式2串9并充電電壓控制器48V最大電流數(shù)量50A1說明無(wú)規(guī)格48V，3KW，輸出電壓：220VAC，50HZ逆變器蓄電池?cái)?shù)量1規(guī)格400AH，2V數(shù)量（節(jié)）連接方式2424串附注年供應(yīng)電量預(yù)計(jì)3642kWh1.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)能蓄電池過充電和過放電的設(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：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、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(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2SF-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)額定電流Ip(A)最大太陽(yáng)能電池組件功48503率(kWp)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)境溫度電壓降落蓄電池與負(fù)載之間(V)機(jī)械尺寸－20℃～＋50℃太陽(yáng)能電池與蓄電池之間(V)0.10.7深×寬×高(mm)IP20421*488*177防護(hù)等級(jí)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；