太陽(yáng)能光伏電站項(xiàng)目方案書(shū)(離網(wǎng))

5KWp太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案北京昌日新能源科技2021年09月系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案一、工程概況1.工程名稱：5KWp太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)電站2.太陽(yáng)能直流額定發(fā)電功率：5KW。3.太陽(yáng)能電池：多晶硅電池組件4.系統(tǒng)形式：離網(wǎng)5.簡(jiǎn)要說(shuō)明：光伏系統(tǒng)總直流額定發(fā)電功率5KW,共計(jì)采用20塊250Wp多晶硅電池板，光伏系統(tǒng)能平安、穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，并通過(guò)先進(jìn)的顯示與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏系統(tǒng)運(yùn)行狀況及數(shù)據(jù)?？傌?fù)載為1000W，日工作時(shí)間為7小時(shí)。二.系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T9535地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒和與定型〔GB/T9535-1998，eqvIEC1215:1993〕GB/T19064家用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)技術(shù)條件和試驗(yàn)方法〔GB/T19064-2003〕GB/T19638.2固定型閥控密封式鉛酸蓄電池〔GB/T19638.2-2005〕GB/T19639.1小型閥控密封式鉛酸蓄電池技術(shù)條件〔GB/T19639.1-2005〕三.系統(tǒng)主要設(shè)備太陽(yáng)能電池板：250Wp20塊光伏電站智能控制器：48V60A2臺(tái)〔含配電柜〕離網(wǎng)式逆變器：220V5KVA1臺(tái)密封免維護(hù)閥控式膠體蓄電池：2V800Ah4只6路陣列接線箱：2臺(tái)⑥交流配電箱：1臺(tái)四．系統(tǒng)工作原理概述太陽(yáng)能系統(tǒng)獨(dú)立供電并以電網(wǎng)供電為備用電源系統(tǒng)系統(tǒng)將白天太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電能通過(guò)控制器將能量?jī)?chǔ)存于蓄電池中，夜晚蓄電池的電能通過(guò)控制器和逆變器將電能輸送給用電設(shè)備；原理見(jiàn)下列圖：其主要部件為：a.太陽(yáng)能電池陣列：用于吸收太陽(yáng)能量，將光能轉(zhuǎn)化為直流電。陣列是將電池板通過(guò)串聯(lián)的方式到達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要求的電壓。b．陣列接線箱：將串聯(lián)后的多組太陽(yáng)能電池組并聯(lián)匯流。箱內(nèi)設(shè)有隔離二極管及防雷裝置。c、控制器：控制蓄電池的充電和放電，有蓄電池的電池陣列進(jìn)行有效的保護(hù)。在不同類(lèi)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中控制器各不相同，其功能的多少及復(fù)雜程度差異很大，需根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的要求確定。一般系統(tǒng)采用PWM和開(kāi)關(guān)串聯(lián)充電方式，要求有防過(guò)充、過(guò)放、過(guò)載、短路保護(hù)、防反接等電子保護(hù)等功能。d、逆變器：其功能是將直流轉(zhuǎn)換成交流電供負(fù)載使用。逆變器的交流輸出電源為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，具有可靠性高，波形失真小，保護(hù)功能全等特點(diǎn)。逆變器輸出端的交流旁路，可實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)供電和電網(wǎng)供電的自動(dòng)切換。e、蓄電池：用于貯存電池陣列產(chǎn)生的電能，在負(fù)載需要供電時(shí)，向負(fù)載提供電能。目前我國(guó)常用于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池有：閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池和膠體電池。五．方案設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)原那么1〕平安原那么系統(tǒng)設(shè)計(jì)防雷擊等各種保護(hù)；外部接線保證無(wú)金屬裸露；系統(tǒng)維修安裝或撤除零部件時(shí)，保證有不同的開(kāi)關(guān)切斷所有電源，防止帶電操作，太陽(yáng)能支架及其它附屬相關(guān)設(shè)備材料：太陽(yáng)能電池支架風(fēng)力系數(shù)32m2〕可靠性原那么系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分部件采用成熟的技術(shù)和國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)品，設(shè)備容量平安系數(shù)最小值120%。包括控制器、逆變器、接線箱和電纜導(dǎo)線等。3〕高效原那么考慮到光伏發(fā)電系統(tǒng)組成的特點(diǎn)和用戶的具體情況，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型時(shí)，充分考慮系統(tǒng)工作時(shí)的效率，特別要提高系統(tǒng)輕載的效率。4〕美觀性原那么由于本工程的公眾影響力，美觀與否十分重要。太陽(yáng)能電池組件安裝時(shí)布局設(shè)計(jì)與安裝方式應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境密切配合，保持現(xiàn)場(chǎng)整體的風(fēng)格和美觀。5〕無(wú)遮擋原那么為了增加光伏陣列的能量輸出，所有的太陽(yáng)能電池組件均應(yīng)普照在陽(yáng)光下，并獲得盡可能大的太陽(yáng)輻射。太陽(yáng)能電池組件應(yīng)防止互相遮光，以及被數(shù)目及屋頂四角陰影遮擋，保證所有電池組件全天得到光照。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)在可能條件下，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光伏陣列的安排，獲得最大的能量輸出。6〕線損原那么為了實(shí)現(xiàn)盡可能多的獲得發(fā)電量，從太陽(yáng)能電池組件到控制器以及從逆變器到用電負(fù)荷的電力電纜應(yīng)盡可能保持在最短距離：減小線路的壓降損失，同時(shí)嚴(yán)格控制線纜的電流密度，提高系統(tǒng)的輸出能量；由于連接電纜的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，應(yīng)盡可能按最短距離布置電纜。5.2電站設(shè)計(jì)說(shuō)明太陽(yáng)能光伏電站最根本的三大局部是發(fā)電單元〔太陽(yáng)電池方陣〕、貯能單元〔蓄電池組〕和逆變器，三者相互聯(lián)系又彼此獨(dú)立，依據(jù)各自的約束條件來(lái)確定容量。其中，太陽(yáng)電池方陣決定了系統(tǒng)可能的發(fā)電量，逆變器的容量依據(jù)負(fù)荷的總功率來(lái)確定，蓄電池組的容量由平均每天的充放電量和需要保證的無(wú)日照連續(xù)供電天數(shù)，最大允許放電深度等參數(shù)確定。為了保證以上三大局部的正常工作，特別是保護(hù)蓄電池防止因過(guò)充電或過(guò)放電造成損壞，控制器也是太陽(yáng)能光伏電站必須配置的設(shè)備。直流配電柜能控制陣列的通斷及實(shí)現(xiàn)陣列輸入的二級(jí)防雷保護(hù)，交流配電柜主要是起到分配對(duì)外負(fù)載的供電，計(jì)量各用電回路的用電量和平安保護(hù)等作用，以上六種設(shè)備構(gòu)成了太陽(yáng)能光伏電站的根本設(shè)備。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)我公司多年的設(shè)計(jì)施工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，又增加了一些必要的平安防護(hù)設(shè)備，包括限荷設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等，從而使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可觀性大大提高。5.3電池板角度選擇太陽(yáng)能電池組件外表應(yīng)垂直朝向太陽(yáng)，以減少電池組件外表陽(yáng)光的損失，可以提高電池組件的輸出效率，因此電池組件應(yīng)有一定的傾角。太陽(yáng)能電池陣列傾角既要滿足盡可能多地接受到太陽(yáng)輻射,又要滿足全年每月接受到的太陽(yáng)輻射量均勻平衡,還要滿足太陽(yáng)輻射最小月的負(fù)荷用電，5.4電站系統(tǒng)工作電壓確實(shí)定系統(tǒng)的直流額定工作電壓是系統(tǒng)各局部相互配合的重要參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，此值選的太低將使直流損失增大，選的太高會(huì)對(duì)采用輔助電源〔如市電旁路〕充電造成一些困難，也會(huì)對(duì)平安性帶來(lái)一些負(fù)面的影響。對(duì)于5千瓦級(jí)的光伏發(fā)電站,選取48V的電壓等級(jí)比擬適宜。5.5主要設(shè)備選型原那么近年來(lái)，光伏發(fā)電系統(tǒng)已在我國(guó)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其中許多裝置是用來(lái)提供生活用電。實(shí)踐證明，此技術(shù)已經(jīng)非常成熟。光伏電站的技術(shù)性能和技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是依靠高質(zhì)量的硬件設(shè)備所支持的。本設(shè)計(jì)是按照高可靠性，少操作、少維護(hù)并能滿足工程技術(shù)要求的原那么進(jìn)行的。5.6太陽(yáng)電池陣列及支架設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)根據(jù)其額定功率的大小，由光伏電池組件以串并聯(lián)的方式組成光伏電池陣列。在計(jì)算每一子方陣組件串聯(lián)數(shù)時(shí)要做到與系統(tǒng)的工作電壓相配，以保證方陣在對(duì)蓄電池組充電時(shí)盡量工作在方陣的最大功率點(diǎn)附近，才能保證系統(tǒng)得到最大的發(fā)電量。在計(jì)算時(shí)還應(yīng)特別注意組件的負(fù)溫度系數(shù)。根據(jù)工程面積尺寸情況，支架用于的固定，使具有一定的傾角和相對(duì)太陽(yáng)的方向，以保證其最大限度地接受陽(yáng)光。對(duì)支架的要求是防腐蝕，牢固，抗大風(fēng)，便于的安裝、維護(hù)。對(duì)于大型光伏發(fā)電系統(tǒng)，為了減少光伏組件與逆變器之間連接線，方便維護(hù)，提高可靠性，一般需要在光伏組件與逆變器之間增加直流匯流裝置。本光伏陣列設(shè)計(jì)中，采用2塊組件串聯(lián)構(gòu)成48V電壓等級(jí)，再將6個(gè)串列接入光伏陣列防雷匯流箱進(jìn)行匯流，通過(guò)防雷器與斷路器后輸出，方便了后級(jí)控制器的接入，防雷匯流箱的結(jié)構(gòu)〔光伏陣列中選擇6路輸入〕，通過(guò)2個(gè)控制器為蓄電池充電，控制器設(shè)有1路直流輸入端口。5.7蓄電池組選型設(shè)計(jì)蓄電池組是供電系統(tǒng)中使用壽命最短的部件，到一定時(shí)間后要進(jìn)行更新，所以，選型時(shí)壽命指標(biāo)是很重要的參數(shù)。蓄電池的種類(lèi)和類(lèi)型很多，目前在獨(dú)立光伏電站中常用的蓄電池主要為鉛酸蓄電池和膠體蓄電池。出于對(duì)系統(tǒng)性能和可靠性的高要求，本設(shè)計(jì)選用膠體蓄電池，其主要特點(diǎn)為：1、比擬好的深循環(huán)能力，有著很好的過(guò)充和過(guò)放能力。2、長(zhǎng)壽命，特殊的工藝設(shè)計(jì)和膠體電解質(zhì)保證此類(lèi)電池的長(zhǎng)壽命。3、適用于不同的環(huán)境，在高海拔，高溫，低溫等不同的條件下都能正常使用。系統(tǒng)直流側(cè)額定電壓設(shè)計(jì)為48V，由24節(jié)2伏/節(jié)的蓄電池組成蓄電池陣列單元。按通常設(shè)計(jì)要求，發(fā)電量應(yīng)略大于每天負(fù)荷用電量，考慮用電負(fù)荷中存在感性及容性負(fù)載，每天負(fù)荷用電量取實(shí)際發(fā)電量的80%，蓄電池容量應(yīng)至少滿足負(fù)載3天用電的儲(chǔ)藏，，且蓄電池最大放電深度80%，遇到陰雨天充電缺乏時(shí)。經(jīng)計(jì)算得出800Ah/48V，采用4只12V800Ah串聯(lián)的連接方式。蓄電池組容量可以滿足連續(xù)3天陰雨天。5.9控制器的選型設(shè)計(jì)在不同類(lèi)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中控制器各不相同，其功能的多少及復(fù)雜程度差異很大，需根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的要求及重要程度來(lái)確定。控制器通過(guò)對(duì)蓄電池的充放電電壓、充放電電流的監(jiān)測(cè)，控制太陽(yáng)電池陣列的輸入及系統(tǒng)輸出，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的電能監(jiān)控、管理。系統(tǒng)要求有完善的保護(hù)功能。為使充電更加充分，盡量減少光伏子方陣進(jìn)入控制器之前的并接組數(shù)，本系統(tǒng)選用：太陽(yáng)能充放電控制器48V60A2臺(tái)本工程中應(yīng)用的太陽(yáng)能控制器采用模塊化和分級(jí)控制的設(shè)計(jì)方法,對(duì)蓄電池組進(jìn)行充、放電管理太陽(yáng)能光伏陣列發(fā)出的直流電力，經(jīng)過(guò)智能控制器對(duì)蓄電池充電，在蓄電池未充滿時(shí)，控制器的作用是最大限度地對(duì)蓄電池充電，當(dāng)蓄電池被充滿時(shí)，控制太陽(yáng)能發(fā)出的電力，使蓄電池處于浮充狀態(tài)，當(dāng)蓄電池放電至接近蓄電池過(guò)放點(diǎn)電壓時(shí)，控制器將發(fā)出蓄電池電量缺乏告警并切斷蓄電池的放電回路，以保護(hù)蓄電池?？刂破鞑捎玫氖请A梯式逐級(jí)限流控制方式，該模式能根據(jù)蓄電池的電量自動(dòng)調(diào)整充電電流的大小，既滿足了蓄電池的充電電流-電壓規(guī)律，又控制蓄電池不過(guò)充和過(guò)放，具有可靠性高，無(wú)紋波，適合任何控制對(duì)象等優(yōu)點(diǎn)。5.10逆變器選型設(shè)計(jì)逆變器也是光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之一。本設(shè)計(jì)中采用的是輸出為正弦波的逆變器，其輸出功率與光伏裝機(jī)容量相當(dāng)，電路原理圖如下：逆變器原理框圖系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)設(shè)置為交流市電和逆變電源輸出的交流電互為備用，即一旦直流斷電或逆變器自身出現(xiàn)故障，那么自動(dòng)切換至交流市電給負(fù)載供電，當(dāng)故障排除即逆變器可正常供電時(shí)，逆變器將自動(dòng)切換由蓄電池組逆變供電，這種互為熱備份供電方式大大提高了供電的可靠性。逆變器原理框圖1臺(tái)48V逆變器5.11避雷及接地保護(hù)防雷接地和系統(tǒng)平安接地單獨(dú)設(shè)置，太陽(yáng)能金屬支架應(yīng)接進(jìn)防雷地，系統(tǒng)設(shè)備的接地端與建筑地相連，接地電阻值分別小于等于4Ω和10Ω。5.12系統(tǒng)報(bào)價(jià)日工作10小時(shí)，連續(xù)3個(gè)陰雨天，采用鉛酸蓄電池。序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1電池組件36