太陽(yáng)能離網(wǎng)光伏發(fā)電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案大同

太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程概述1、工程名稱***離網(wǎng)系統(tǒng)2、地理位置〔經(jīng)度、緯度、環(huán)境狀況、氣候條件、風(fēng)力狀況、陽(yáng)光資源等〕大同市屬大陸性季風(fēng)氣候，冬季漫長(zhǎng)且寒冷枯燥，夏季短暫且溫?zé)岫嘤?，春秋涼爽，溫差較大。年均氣溫5.5℃，極端最高氣溫37.7℃，極端最低氣溫－29.1℃；年平均降雨量在400毫米；無(wú)霜期100～156天。大同市地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，受季風(fēng)影響，四季清楚，年平均日照時(shí)數(shù)為2670小時(shí)。大同市地處黃土高原東北邊緣。地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°34′～114°33′,北緯39°03′～40°44′之間。極端最高氣溫32℃極端最低氣溫-13.3℃多年平均氣溫15.8~16.8℃年平均日照時(shí)數(shù)約2670小時(shí)夏季日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)達(dá)14小時(shí)冬季日照時(shí)數(shù)為10小時(shí)日照百分率為48%年平均無(wú)霜期為126天地震烈度動(dòng)峰值加速度為0.10g，設(shè)防烈度Ⅶ度污穢等級(jí)III級(jí)3、氣象資料表1 大同市地區(qū)峰值日照小時(shí)數(shù)及系統(tǒng)理論發(fā)電量統(tǒng)計(jì)表月份陣列傾斜面平均日月平均峰值月發(fā)電量輻射〔kWh/m2/日〕日照小時(shí)數(shù)〔h〕〔kWh〕1月份2.547678.97502月份2.738476.67503月份3.2681101.31004月份3.4923104.77005月份2.900889.92506月份3.4012102.03507月份3.053294.65008月份2.286370.87509月份2.401272.035010月份3.4447106.785011月份3.7563112.690012月份2.289270.9650合計(jì)2.965〔平均〕1081.69方案設(shè)計(jì)〔一〕用戶負(fù)載信息附表1：光伏發(fā)電系統(tǒng)帶負(fù)載情況表格計(jì)算照明、電飯鍋及冰箱等每天的耗電量約83kWh〔見(jiàn)附表1〕，系統(tǒng)效率實(shí)際需要電量約100kWh.〔二〕系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)根據(jù)用戶要求，本方案為光伏離網(wǎng)系統(tǒng)本系統(tǒng)是一個(gè)離網(wǎng)系統(tǒng)，其原理如下列圖所示：1、太陽(yáng)能電池板方陣的設(shè)計(jì)〔查詢安裝地區(qū)逐月輻照強(qiáng)度隨傾角變化規(guī)律、傾角計(jì)算、支架設(shè)計(jì)或選取、電池板容量計(jì)算、電池板型號(hào)選擇及數(shù)量確定并列出根本技術(shù)參量表、布局〕所選電池板的根本技術(shù)參數(shù)如下所示:太陽(yáng)電池種類太陽(yáng)電池生產(chǎn)廠家太陽(yáng)電池組件生產(chǎn)廠家太陽(yáng)電池組件型號(hào)指標(biāo)單位數(shù)據(jù)峰值功率Wp開(kāi)路電壓〔Voc〕V短路電流〔Isc〕A工作電壓〔Vmppt〕V工作電流〔Imppt〕A尺寸mm2、蓄電池組的設(shè)計(jì)〔容量計(jì)算、安裝地區(qū)戶用電壓情況、蓄電池型號(hào)選擇、數(shù)量確定、布局〕在系統(tǒng)中儲(chǔ)能主要靠鉛酸蓄電池，蓄電池的容量利用下下面公式計(jì)算：其中：C：蓄電池容量[kWh]D：最長(zhǎng)無(wú)日照間用電時(shí)[h]F：蓄電池放電效率的修正系數(shù)〔通常取1.05〕Po：平均負(fù)荷容量[kW]L：蓄電池的維修保養(yǎng)率〔通常取0.8)U：蓄電池的放電深度〔通常取0.5)Ka：包括逆變器等交流回路的損失率〔通常取0.7，如逆變器效率高可取0.8〕所以此處的蓄電池的容量應(yīng)該為：C=15×3×1.05/〔0.7×0.5×0.8〕=112.5KWh由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考連續(xù)陰雨天數(shù)為3天，所以蓄電池放點(diǎn)深度選擇為0.3。根據(jù)山西省大同的電力情況，戶用電壓為220V，蓄電池電壓選擇為V，蓄電池組由2V的蓄電池串并而成，所以每串需要塊蓄電池串起來(lái)到達(dá)24V。選用塊單體為VAh的蓄電池，總共串進(jìn)行并聯(lián)，蓄電池總?cè)萘繛锳h，即KWh。電池型號(hào)選擇。3控制器的設(shè)計(jì)〔型號(hào)及主要參數(shù)〕型號(hào)額定電壓〔VDC〕(V)負(fù)載最大電流〔A〕充電最大電流〔A〕充電路數(shù)最大開(kāi)路電壓〔VDC〕過(guò)充〔VDC〕保護(hù)恢復(fù)過(guò)放〔VDC〕斷開(kāi)恢復(fù)負(fù)載過(guò)壓斷開(kāi)恢復(fù)空載電流〔mA〕顯示方式電壓降落太陽(yáng)能電池與蓄電池之間(V)蓄電池與負(fù)載之間(V)機(jī)械尺寸深×寬×高(mm)使用環(huán)境(℃)海拔高度控制器的輸入路數(shù)不夠，可使用三通連接器使兩塊組件并聯(lián)后接入控制器。4、逆變器的設(shè)計(jì)〔負(fù)載情況、離網(wǎng)或并網(wǎng)、型號(hào)、參數(shù)〕由于大同當(dāng)?shù)氐挠秒婋妷簽?20V，所以選擇輸出電壓為220V的離網(wǎng)逆變器，經(jīng)過(guò)用戶用電器統(tǒng)計(jì)可知，用戶的最大功率約為1320W，考慮到用戶負(fù)載中有感性負(fù)載，在啟動(dòng)過(guò)程時(shí)有較大的沖擊電流，同時(shí)考慮系統(tǒng)的臨時(shí)增加負(fù)載的情況，所以逆變器功率應(yīng)相對(duì)選擇較大的。選取24V3KW的逆變器，型號(hào)額定容量〔KVA〕直流輸入額定輸入電壓〔VDC〕欠壓點(diǎn)(VDC〕欠壓恢復(fù)點(diǎn)(VDC)過(guò)壓點(diǎn)〔VDC〕市電輸入電壓允許范圍〔VAC〕220±15%輸入頻率〔Hz〕50切換方式〔可選項(xiàng)〕交流輸出額定電壓〔VAC〕220VAC±5%額定頻率〔Hz〕50±2Hz輸出波形正弦波過(guò)載能力120%2分鐘電壓穩(wěn)定精度(AC)220±1.5%頻率穩(wěn)定精度50±0.04波形失真率〔THD〕≤3%〔線性負(fù)載〕動(dòng)態(tài)響應(yīng)〔0～100%〕10%功率因數(shù)〔PF〕0.8逆變效率≤90%峰值系數(shù)〔CF〕環(huán)境絕緣強(qiáng)度1200VAC1分鐘噪音〔dB、1米〕使用環(huán)境溫度(℃)-20℃~+55℃儲(chǔ)存環(huán)境溫度(℃)-24℃~+60℃使用海拔〔m〕<5000m顯示方式表頭或指示燈連續(xù)運(yùn)行時(shí)間可連續(xù)運(yùn)行尺寸(深X寬X高)304×175×71.5三、發(fā)電量就計(jì)算3.1具體發(fā)電量表1 大同市地區(qū)峰值日照小時(shí)數(shù)及系統(tǒng)理論發(fā)電量統(tǒng)計(jì)表月份陣列傾斜面平均日月平均峰值月發(fā)電量輻射〔kWh/m2/日〕日照小時(shí)數(shù)〔h〕〔kWh〕1月份2.547678.9753948.752月份2.738476.6753833.753月份3.2681101.315065.54月份3.4923104.775238.55月份2.900889.9254496.256月份3.4012102.0355101.757月份3.053294.654732.58月份2.286370.8753543.759月份2.401272.0353601.7510月份3.4447106.7855339.2511月份3.7563112.695634.512月份2.289270.9653548.25合計(jì)2.965〔平均〕1081.6954084.5經(jīng)計(jì)算，得出本工程年理論發(fā)電量為54084.5kW·h，年峰值日照小時(shí)數(shù)為1081.69h，每日的峰值日照小時(shí)數(shù)平均值約2.965(h)?？紤]失配損耗4.5%，溫度損耗6.81%，線路損耗1.08%，設(shè)備損耗4%，組件外表清潔損耗3%，等綜合損耗情況計(jì)算得到各月的實(shí)際發(fā)電量如下表所示：表2 大同市地區(qū)實(shí)際發(fā)電量統(tǒng)計(jì)表月份理論發(fā)電量月?lián)p耗率%月?lián)p耗量月實(shí)際發(fā)電量kWhkWh〔kWh〕1月份3948.7513.44530.713418.042月份3833.7514.43553.213280.543月份5065.516.4830.744234.764月份5238.519.461019.414219.095月份4496.2521.85982.433513.826月份5101.7523.471197.383904.377月份4732.524.861176.503556.008月份3543.7524.51868.572675.189月份3601.7522.62814.722787.0310月份5339.2520.11073.194266.0611月份5634.517.17967.444667.0612月份3548.2514.43512.013036.24合計(jì)54084.543558.18從表2看出，考慮系統(tǒng)發(fā)電損耗及設(shè)備轉(zhuǎn)換效率后，全年的實(shí)際發(fā)電量約43558.18度。3.2逐年衰減實(shí)際發(fā)電量光伏電站的第一年發(fā)電量為光伏電站的最大發(fā)電量乘太陽(yáng)電池組件第一年的衰減系數(shù)。本工程所選多晶硅太陽(yáng)電池組件第一年的衰減系數(shù)為8‰，故光伏電站的第一年發(fā)電量為年發(fā)電量*組件衰減系數(shù)。表3 逐年實(shí)際發(fā)電量年份組件衰減系數(shù)逐年理論發(fā)電量〔萬(wàn)kWlh〕第1年0.99243209.71第2年0.984142865.60第3年0.976242521.50第4年0.968442181.74第5年0.960641841.99第6年0.952941506.59第7年0.945341175.55第8年0.937840848.86第9年0.930340522.17第10年0.922840195.49第11年0.915439873.16第12年0.908139555.18第13年0.900839237.21第14年0.893638923.59第15年0.886538614.33第16年0.879438305.06第17年0.872438000.16第18年0.865437695.25第19年0.858537394.70第20年0.851637094.15第21年0.844836797.95第22年0.83836501.75第23年0.831336209.92第24年0.824735922.43第25年0.818135634.953.3年發(fā)電量估算電站建成后，本工程所獲得的25年總發(fā)電量分別為98.26萬(wàn)kWh，25年年平均實(shí)際發(fā)電量為39305.16kWh。設(shè)備清單一覽表名稱生產(chǎn)廠