光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文答辯PPT

畢業(yè)論文答辯

課題：CQ地區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計

姓名：XXX班級：電自1178

學號導(dǎo)老師：WWW

20XX年X月XX日本設(shè)計主要涉及到的內(nèi)容：光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介1.CQ地區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)簡介2.光伏系統(tǒng)各電氣設(shè)備的設(shè)計及選型3.光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷接地設(shè)計4.一、光伏發(fā)電簡介太陽能發(fā)電可分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電兩種。通常而言，太陽能發(fā)電指的是太陽能光伏發(fā)電，簡稱“光電”。它是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理及分類：光伏發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。光伏發(fā)系統(tǒng)主要有兩種形式。一種為獨立光伏供電系統(tǒng)，由光伏方陣、控制器、蓄電池、逆變器、交流負載組成獨立的供電系統(tǒng)；另一種為并網(wǎng)光伏供電系統(tǒng)，由光伏方陣、控制器、并網(wǎng)逆變器組成并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，將電能直接輸入公共電網(wǎng)。二、CQ地區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)簡介本設(shè)計需要解決此小區(qū)兩個用戶的持續(xù)供電問題。具體參數(shù)如下表：地點：重慶市九龍坡區(qū)二郎鋼球廠二郎路161號經(jīng)緯度：東經(jīng)106.4655北緯29.5145系統(tǒng)直流電壓U：48V峰值日照時數(shù)：2.8h連續(xù)陰雨天數(shù)：8天控制器效率：80%負載日耗電量：1.32+2=3.2（kW/h）三、光伏發(fā)電系統(tǒng)各電氣設(shè)備的設(shè)計及選型太陽能電池組件選型太陽能電池單體是光電轉(zhuǎn)換的最小單元。太陽能電池組件再經(jīng)過串、并聯(lián)組合安裝在支架上，就構(gòu)成了太陽電池方陣。電池組件按照其類型不同可分為晶體硅電池組件、非晶硅薄膜電池組件及砷化鎵電池組件。晶體硅又分為單晶硅和多晶硅兩種類型。單晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率高,穩(wěn)定性好,但成本較高;非晶硅太陽能電池生產(chǎn)效率高,成本較低,但顯然,光電轉(zhuǎn)換效率相對較低,與單晶硅電池多晶硅相比,成本低,轉(zhuǎn)換效率比非晶硅薄膜電池有點高。實驗室高的光電轉(zhuǎn)換效率約為17%,工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的光電轉(zhuǎn)化率為10%。本設(shè)計綜合各種條件選擇多晶硅薄膜電池。電池組件的相關(guān)計算：太陽能組件發(fā)電電流=

==55.76A系統(tǒng)的總功率P=1.43×48×56.7=3896.07W本設(shè)計所選用電池組件的峰值功率為220W，峰值電壓為28.9V，峰值電流為7.61A。需要電池總數(shù)=3896.07/220=17.7取18塊。電池組件的串聯(lián)數(shù)=系統(tǒng)工作電壓（V)×系數(shù)1.43/組件峰值工作電壓（V)=1.43×48/28.9=2.4取串聯(lián)數(shù)為3塊并聯(lián)數(shù)為=18/3=6即選用18塊太陽能電池板，采用3塊串聯(lián)，并聯(lián)6串的方式組成電池方陣。此方陣的總功率=18×220=3960W電池組件的相關(guān)設(shè)計：（一）光伏方陣方位角的設(shè)計（二）太陽電池傾角的設(shè)計（三）太陽能電池組件安裝方式以及位置場所設(shè)計（四）光伏方陣前后間距與遮擋物之間的間距設(shè)計蓄電池設(shè)計及選型：蓄電池的任務(wù)是在太陽能輻射量不足時，能保證系統(tǒng)負載的正常用電。蓄電池主要分為：鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池和鋰離子蓄電池四類。鉛酸蓄電池工作電壓比較平穩(wěn)，既可以小電流放電也可以大電流放電，工作溫度范圍寬，可在-40到65℃范圍內(nèi)工作。鉛酸蓄電池技術(shù)成熟，成本低廉，其最大的優(yōu)點是具有不錯的跟隨負荷輸出特性。基于以上所述的優(yōu)點，本設(shè)計選用的是鉛酸蓄電池。蓄電池的相關(guān)計算蓄電池容量=負載日平均用電量（Ah）×連續(xù)陰雨天數(shù)×放電率修正系數(shù)/最大放電深度×溫度修正系數(shù)=3.32×1000×8×0.9/(48×0.7×0.8)=889.29Ah可以選用GFM-500免維護鉛酸電池，其標準電壓為2V，標稱容量為500Ah。蓄電池串聯(lián)數(shù)=系統(tǒng)工作電壓/蓄電池標稱電壓=48/2=24蓄電池并聯(lián)數(shù)=蓄電池總?cè)萘?蓄電池標稱容量=889.29/500=1.78取2組所以需要蓄電池總數(shù)=24×2=48塊，其中每24塊串聯(lián)，再2組并聯(lián)。逆變器設(shè)計選型：逆變器是將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能供給負載的使用的一種轉(zhuǎn)換裝置，逆變器的種類很多，可以按照不同的方式進行分類。比如按照逆變器輸出交流電的不同，可分為單相逆變器、三相逆變器和多相逆變器。逆變器要具有合理的電路結(jié)構(gòu)、足夠的直流輸入電壓適應(yīng)范圍、較高的效率、較高的可靠性和要具有一定的過載能力。選擇逆變器時應(yīng)保證一般能過載125%到150%。當過載150%時，應(yīng)能維持30s，當過載125%時能持續(xù)60s以上。逆變器能在任何負載條件和瞬態(tài)情況下，保證標準的額定正弦輸出。逆變電路原理圖：本設(shè)計選用的是半橋式逆變電路圖。它由兩支功率開關(guān)管、儲能電容器及耦合變壓器組成。當VT1導(dǎo)通，C1上的能量通過變壓器一次側(cè)釋放。VT2導(dǎo)通時，C2通過變壓器一次側(cè)釋放。VT1和VT2輪流導(dǎo)通，在變壓器二次側(cè)獲得交流電能。其結(jié)構(gòu)簡單，兩支串聯(lián)電容作用不會產(chǎn)生磁偏或直流分量，非常適合后級帶動變壓器負載。直流匯流箱設(shè)計選型：直流匯流箱也叫直流接線箱，主要作用是把太陽電池組件方陣的多路輸出電纜集中輸入、分組連接，不僅使接線井然有序，而且便于分組檢查和維護，當太陽電池方陣局部發(fā)生故障時，可以局部分離檢修，不影響整體發(fā)電系統(tǒng)的連續(xù)工作。直流匯流箱一般由直流熔斷器、分路開關(guān)、主開關(guān)、避雷防雷器件、接線端子等構(gòu)成。其內(nèi)部電路如右圖所示：控制器的設(shè)計選型太陽能電池的將吸收的光能轉(zhuǎn)換成電能通過充放電控制器對蓄電池充電，同時供給負載用電。充放電控制器的功能主要有兩個，一是對蓄電池的充放電保護，以避免蓄電池有過充或過放的情形產(chǎn)生；二是提供穩(wěn)定的直流電壓源給逆變器或直流負載使用。光伏控制