離網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

1、離網(wǎng)方案介紹一、系統(tǒng)基本原理離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無(wú)電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應(yīng)用場(chǎng)所。系統(tǒng)一般由太陽(yáng)電池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器與離網(wǎng)逆變器給負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時(shí)蓄電池還可以直接給獨(dú)立逆變器供電，通過(guò)獨(dú)立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。1.1太陽(yáng)電池組件太陽(yáng)電池組件是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)中的主要部分，也是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部件，其作用是將太陽(yáng)的輻射能量轉(zhuǎn)換為直流電能

2、；1.2太陽(yáng)能充放電控制器也稱“光伏控制器”，其作用是對(duì)太陽(yáng)能電池組件所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，最大限度地對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，光伏控制器應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋?.3蓄電池組其主要任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。1.4離網(wǎng)型逆變器離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體性能，保證電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，逆變器的性能指標(biāo)非常重要。二、主要組成部件介紹2.1太陽(yáng)電池組件介紹圖2.1 硅太陽(yáng)電池組件圖太陽(yáng)電池組件是將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿年?yáng)光發(fā)電裝置。根據(jù)用戶對(duì)功率和電壓的不同

3、要求，制成太陽(yáng)能電池組件單個(gè)使用，也可以數(shù)個(gè)太陽(yáng)電池組件經(jīng)過(guò)串聯(lián)（以滿足電壓要求）和并聯(lián)（以滿足電流要求），形成供電陣列提供更大的電功率。太陽(yáng)電池組件具有長(zhǎng)壽命和高可靠性的特點(diǎn)，在20年使用期限內(nèi)，輸出功率下降一般不超過(guò)20%。一般來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)電池的發(fā)電量隨著日照強(qiáng)度的增加而按比例增加。隨著組件表面的溫度升高而略有下降。太陽(yáng)電池組件的峰值功率Wp是指在日照強(qiáng)度為1000W/M2，AM為1.5，組件表面溫度為25時(shí)的Imax*Umax的值。隨著溫度的變化，電池組件的電流、電壓、功率也將發(fā)生變化，組件串聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮電壓負(fù)溫度系數(shù)。2.2光伏控制器介紹光伏控制器主要是對(duì)太陽(yáng)電池組件發(fā)出的直流電能進(jìn)

4、行調(diào)節(jié)和控制，并具有對(duì)蓄電池進(jìn)行充電、放電智能管理功能，在溫差較大的地方，光伏控制器應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。圖2.2 光伏控制器圖根據(jù)系統(tǒng)的直流電壓等級(jí)和太陽(yáng)電池組件的功率配置合適的光伏控制器。常見(jiàn)的光伏控制器有DC12V、24V、48V、110V、220V不同電壓等級(jí)。2.3蓄電池介紹蓄電池主要是用于儲(chǔ)能，以便在夜間或陰雨天給負(fù)載提供電能。根據(jù)系統(tǒng)直流電壓等級(jí)的要求來(lái)配置蓄電池的串、并聯(lián)數(shù)量，可選用大容量的蓄電池，常見(jiàn)的有12V和2V系列的蓄電池；圖2.3鉛酸蓄電池圖蓄電池串并聯(lián)時(shí)應(yīng)遵循下列原則：同型號(hào)規(guī)格、同廠家、同批次、同時(shí)安裝和使用。2.4逆變器介紹逆變器是將直流電能變換為交流電的一種電

5、能轉(zhuǎn)換裝置。圖2.3光伏離網(wǎng)逆變器圖 離網(wǎng)型逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要部件之一，逆變器選型是根據(jù)負(fù)載的特性（如阻性、感性或容性）及負(fù)載功率和光伏組件容量大小進(jìn)行選擇搭配的。三、離網(wǎng)系統(tǒng)主要構(gòu)件設(shè)計(jì)3.1客戶需求現(xiàn)客戶需設(shè)計(jì)一套離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載為小1匹空調(diào)（735W），設(shè)備運(yùn)行16小時(shí)；電視機(jī)（150W），設(shè)備運(yùn)行24小時(shí)；80L雙熱力熱水器（1500W），設(shè)備運(yùn)行03小時(shí)；燈泡（15W），設(shè)備運(yùn)行4小時(shí)；手機(jī)充電（5W），設(shè)備運(yùn)行10小時(shí)；蓄電池按照連續(xù)陰雨2天計(jì)算，給出系統(tǒng)配置；其負(fù)載情況如下所示：表3.1基本配置消納電量表3.2項(xiàng)目場(chǎng)址項(xiàng)目場(chǎng)址位于云南。3.3項(xiàng)目地太陽(yáng)能資源概

6、述項(xiàng)目所在地多年平均太陽(yáng)輻射量達(dá)5624MJ/（水平面），屬于我國(guó)第二類太陽(yáng)能資源區(qū)域，并且在第二類區(qū)域中處于中上游水平。實(shí)際光伏組件在安裝時(shí)會(huì)以27度最佳傾角鋪設(shè)，由PVsyst測(cè)算可知：年均輻射量可達(dá)6177 . MJ/，平均峰值日照小時(shí)數(shù)可達(dá)4.7kWh/day。氣象光照數(shù)據(jù)及最佳傾角計(jì)算如下表所示。表3.3.1 氣象數(shù)據(jù)表表3.3.2 最佳傾角數(shù)據(jù)表項(xiàng)目地周圍對(duì)項(xiàng)目施工建設(shè)及后期運(yùn)維無(wú)不良影響且光照資源優(yōu)異，適宜開(kāi)展分布式光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)。3.4太陽(yáng)能電池組件設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池組件容量計(jì)算，參考公式：P0=（P*t*Q）/（1*T），式中：P0-光伏組件裝機(jī)容量，單位KW P-負(fù)載功

7、率，單位W；t 負(fù)載每天用電小時(shí)數(shù)，單位H；Q-連續(xù)陰雨期富余系數(shù)（1.22）；1-系統(tǒng)效率（一般為0.85左右）；T-當(dāng)?shù)厝辗逯等照招r(shí)數(shù)；根據(jù)公式計(jì)算：P0=（P*t*Q）/（1*T）=（17000*2）/（0.85*4.7）=8.5（KW）太陽(yáng)能電池?cái)?shù)量：8500/265=32（塊）因此，本項(xiàng)目選用24塊265Wp光伏組件，總功率為8.5KW。3.5蓄電池組設(shè)計(jì)蓄電池組容量計(jì)算，參考公式：C=P*t*T/(V*K*2)，式中：C-蓄電池組容量，單位AH；P-負(fù)載功率，單位W；t-負(fù)載每天用電小時(shí)數(shù)，單位H；V蓄電池組的額定電壓，單位V；K-蓄電池的放電系數(shù)，考慮蓄電池效率、放電深度、環(huán)境溫度、影響因素而定，一般取值為0.40.7。該值的大小也應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)成本和用戶具體情況綜合考慮；2-逆變器效率；T-連續(xù)陰雨天數(shù)（一般為23天）；根據(jù)公式計(jì)算：C=P*t*T/(V*K*2)=（17000*2