太陽能小屋的設(shè)計(jì)(2012數(shù)模國賽參考資料1)

1、太陽能小屋的設(shè)計(jì)摘要介紹了浙江省慈溪市天和家園住宅小區(qū) 43kW .屋頂太陽能并網(wǎng)光伏發(fā)電系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，以及系統(tǒng)的具體功能與配置，提出了設(shè)計(jì)中需要注意的問題及具 體的解決方案。包括：光伏系統(tǒng)提供公用設(shè)施用電，在陰雨天時(shí)使用城市電網(wǎng)為公用負(fù)荷 供電;光伏系統(tǒng)在小區(qū)內(nèi)局部并網(wǎng).不考慮將電能輸入上級(jí)城市電網(wǎng);太陽能電池組件方陣傾角確定為 3O。，選用常州天合光能有限公司生產(chǎn) 的TSM 一 175D型高效單晶硅電池組件。分析了組件分組串接原則，確定了布置方案；（并網(wǎng)逆變器選擇德國艾思瑪（SMA）公司SMC6o（OrIL型無變壓器集 中式逆變器和SB5O0仇1.型無變壓器多組串逆變器；（地下車庫照明

2、負(fù)荷曲線與日照曲線接近.因此選擇地下車庫照明和智能化設(shè)備用電為光伏系統(tǒng)負(fù)荷；簡(jiǎn)介了防直擊雷和防感應(yīng)雷措施.以及選擇電纜和設(shè)計(jì)支架時(shí)應(yīng)考慮的因素；監(jiān)控系統(tǒng)選用SMA的Sunny Boy Control Plus產(chǎn)品。關(guān)鍵詞 住宅小區(qū)并網(wǎng)光伏發(fā)電太陽能電池組件多組串逆變器1項(xiàng)目簡(jiǎn)介1.1天和家園住宅小區(qū)概況浙江省慈溪市天和家園住宅小區(qū)占地面積 64 788m2,總建筑面積13. 4萬 m2。小區(qū)住宅整體布置方式為南北朝向，南北均無高大建筑物，無遮陰情況，日照充分。小區(qū)建筑住宅以多層為主，屋頂呈人字形，樓高22. 222. 86m。計(jì)劃在天和家園20號(hào)樓屋頂裝設(shè)太陽能電池板，建住宅小區(qū)太陽能光伏發(fā)電

3、示 范電站。2O號(hào)樓目前處于在建狀態(tài)，-屋頂可利用面積有：西側(cè)平臺(tái)，面積87m ; 斜屋面，7共7塊，總面積（斜面）113. 9m。；露臺(tái)，厶一厶共5個(gè)，總面積 233. 44m。1-2設(shè)計(jì)要求a.該項(xiàng)目有一定的公眾影響力。美觀與否非常重要，要求光伏電池組件的 安裝應(yīng)保持屋頂?shù)娘L(fēng)格和美觀，并與小區(qū)及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。b.該光伏電站主要提供天和家園小區(qū)公用設(shè)施用電，包括：地下車庫西區(qū)照明燈35. 2kW，地下車庫東區(qū)照明燈21. 4kW，智能化設(shè)備2kW等。要求在陰雨天氣時(shí)，應(yīng)能使用城市電網(wǎng)為公用負(fù)荷供電。C光伏電站建設(shè)費(fèi)用計(jì)入小區(qū)開發(fā)成本。建成后隨小區(qū)移交物業(yè)管理，要 求節(jié)省投資。維護(hù)管理方便。

4、2光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為兩類。即:獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行1。獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲(chǔ)能裝置，主要用于無電網(wǎng)的 邊遠(yuǎn)地區(qū)。由于必須有蓄電池儲(chǔ)能裝置，所以整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)很高。在有公共電網(wǎng)的地區(qū)。光伏發(fā)電系統(tǒng)一般與電網(wǎng)連接，即采用并網(wǎng)運(yùn)行方 式。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以省去蓄電池，而將電網(wǎng)作為自己的儲(chǔ)能單 元。由于蓄電池在存儲(chǔ)和釋放電能的過程中， 伴隨著能量的損失，且蓄電池的使 用壽命通常僅為58年，報(bào)廢的蓄電池又將對(duì)環(huán)境造成污染，所以，省去蓄電 池后的光伏系統(tǒng)不僅可大幅度降低造價(jià)，還具有更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性 能，且維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。在建

5、筑密度很大的城市住宅小區(qū)中，能夠安裝太陽能電 池板的面積有限，住宅小區(qū)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其變壓器的容 量，即光伏系統(tǒng)的發(fā)電功率始終小于小區(qū)負(fù)載的功率， 沒有剩余電能送入上級(jí)城 市電網(wǎng)2】。綜合考慮，該光伏發(fā)電系統(tǒng)擬采用并網(wǎng)運(yùn)行方式并在小區(qū)內(nèi)局部并網(wǎng), 不考慮將電能輸入上級(jí)城市電網(wǎng)，系統(tǒng)原理圖如圖 I所示。采取小區(qū)內(nèi)局部并網(wǎng) 3系統(tǒng)設(shè)計(jì)3. 1設(shè)計(jì)依據(jù)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)有：光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB / T199392005);當(dāng)?shù)貧庀筚Y料；建設(shè)方提供的相關(guān)資料及要求等。3. 2光伏系統(tǒng)太陽能電池組件的配置方案3. 2. 1最佳方陣傾角的確定慈溪市介于北緯30。O2 一 30。24

6、和東經(jīng)121。02 一 121。42之間,處于北亞熱帶南緣，屬季風(fēng)型氣候。平均年日照時(shí)數(shù) 2 038小時(shí)，太陽年輻射量 4 0004 800MJ/m，年日照百分率47%。查閱相關(guān)資料可知，太陽能電池組 件方陣最佳傾角為30。3. 2-2太陽能電池組件的選擇與布置3. 22 1太陽能電池組件的選擇目前，高效晶體硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)2l %以上，大批量生產(chǎn)的單晶硅光伏電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率也已達(dá)到14%以上。該系統(tǒng)選用了常州天合光能有限公司生產(chǎn)的rISM 175D型高效單晶硅電池組件.其外形如圖 2所示。Pm=175WP;開路電=4. 97A ;最佳工作mm 809mmX40mm。TSM

7、 一 175D型電池組件技術(shù)參數(shù)如下，峰值功率：壓：=43. 58V ;最佳工作電壓：=36. 2V;短路電流：厶電流：，m=4. 85A;重量：G=16kg；尺寸：長X寬X厚=1 5813. 2. 2. 2太陽能電池組件的布置將太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用于城市住宅小區(qū)時(shí)， 與建在邊遠(yuǎn)地區(qū)、荒漠地區(qū)的獨(dú)立光伏電站有很多不同點(diǎn)，不能簡(jiǎn)單地將太陽能電池方陣按最佳傾角的要求布 置，必須要充分考慮與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)和美觀。根據(jù)建設(shè)方提供的加號(hào)樓屋面圖（參見圖3）以及現(xiàn)場(chǎng)考察情況，電池方陣布置方案如下:a.西側(cè)平臺(tái)面積87mz。采用鋸齒型方陣。共安裝組件 36塊，方陣傾角為 300。功率為：175Wp36=6 3

8、00W。b斜屋面 一，共7塊小屋面可安裝太陽能組件，總面積（斜面）113. 9m：， 與斜屋面平行安裝組件87塊，方陣傾角為斜屋面坡度31。功率為：175W X87=15 225Wp。C.頂層露臺(tái)上方裝飾性花架有厶一共 5個(gè)可安裝太陽能組件。面積 233. 44m。，考慮露臺(tái)的采光和建筑的整體布局和美觀。將露臺(tái)上方裝飾性花架前半部分空出一定面積，保持裝飾性花架的原貌，后部約有163 m2安裝組件,共安裝組件126塊，為減少風(fēng)壓及屋頂?shù)拿烙^，方陣傾角為 7。功率為： 175Wp 亠-* -4 弋29002000500I月 叮 朗 科 4月 5冃 確 55 丁月 aS 明 盒氓 10月 I】月 1

9、2月 冬至圖二不同傾斜角的日均太陽輻射能通過一系列的運(yùn)算，太陽能光伏組件配置需要40塊175WP（7kWp ），蓄電池組配置3組800AH膠體電池（GEL）。然后進(jìn)行太陽能光伏組件容量配置 驗(yàn)證：麗莎氈電量（bQ .乎臺(tái)丈可岌電量可的旦嗎境電壘甌*甘4SeKSTitID111325H10lEHOlom0(p/mc F挾宙百口月扮（:去二井二SB）圖三太陽能光伏發(fā)電量由圖三可以看出，最佳利用型”太陽能光伏供電方案中，太陽能光伏發(fā)電量只在太陽輻照量最多的月份恰好滿足負(fù)載消耗，而其他月份的發(fā)電量均不足以維持負(fù)載供電。太陽能光伏發(fā)電量不夠負(fù)載耗電量的部分，通過供電系統(tǒng)中太陽能充放電控制器的控制，自動(dòng)由

10、市電補(bǔ)充供給。市電補(bǔ)充供電量只占負(fù)載總耗電量 的8%，說明此方案最大程度的利用了太陽能光伏發(fā)電能力。太陽能光伏發(fā)電全 年累計(jì)為負(fù)載供電8488.3kWh。按照單位發(fā)電量需要平均碳排放量 0.785kg/kWh計(jì)算，每年可以減少CO2排放量約6.7噸，相當(dāng)于減少燃燒約4.8 噸煤。綜上所述，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用中興通訊長期深入研究和工程實(shí)踐而 提出的最佳利用型”解決方案，可以實(shí)現(xiàn)通訊供電系統(tǒng)最大化的節(jié)能減排。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德

11、，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。能”，是以眾議舉寵為督:將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰 愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí), 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣,愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之 明；故五月渡瀘，深入不毛。今南