太陽能光伏設(shè)計方案

1、太陽能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分，由于它集開發(fā)利用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體，被認為是當今世界上最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，因而越來越受到人們的青睞。隨著世界光伏市場需求持續(xù)高速增長、我國可再生能源法的頒布實施以及我國光伏企業(yè)在國際光伏市場上舉足輕重的良好表現(xiàn)，我國光伏技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)了前所未有的快速增長的態(tài)勢并表現(xiàn)出強大的生命力。它的廣泛應(yīng)用是保護生態(tài)環(huán)境、走經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。太陽能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電力輸送到電網(wǎng)中供給其他負載使用，而在需要用電的時候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱謂并網(wǎng)發(fā)電方式。另一種是依靠蓄電池

2、來進行能量存儲的所謂獨立發(fā)電方式，它主要用于因架設(shè)線路困難市電無法到達的場合，應(yīng)用十分廣泛。1. 項目概況1.1 項目背景及意義本項目擬先設(shè)計一個獨立系統(tǒng)，安裝在客戶工廠的屋頂上，用于演示光伏陣列采取跟蹤模式和固定模式時發(fā)電的情況，待客戶參考后再設(shè)計一套發(fā)電量更大的系統(tǒng)，向工廠提供生產(chǎn)生活用電。本系統(tǒng)建成后將為客戶產(chǎn)品做出很好的宣傳，系統(tǒng)會直觀的顯示采用跟蹤系統(tǒng)后發(fā)電總量的提升情況。1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的要求因本系統(tǒng)僅是一個參考項目，所以這里就只設(shè)計一個2.88kWp的小型系統(tǒng),平均每天發(fā)電5.5kWh，可供一個lkW的負載工作5.5小時。2. 系統(tǒng)方案2.1 現(xiàn)場資源和環(huán)境條件江陰市位于北緯

3、31。40'34”至31。57'36”，東經(jīng)119°至120。34'30”。氣候為亞熱帶北緯濕潤季風區(qū)，冬季干冷多晴，夏季濕熱雷雨。年降水量l04l.6毫米，年平均氣溫15.2°C。具有氣候溫和、雨量充沛、四季分明等特點。其中4月-10月平均溫度在10C以上，最冷為1月份，平均溫度2.5C；最熱月7月份，平均溫度27.6C。NatureResources:MonthAirtemperatureRelativehumidityDailysolarradiationhorizontalAtmosphericpressureWindspeedEarthte

4、mperature°C%kWh/m"dkPam/s°CJanuary3.976.50%2.69102.34.23.6February5.475.30%3.14102.24.25.5March9.175.50%3.33101.83.99.6April14.776.20%4.25101.23.715.4May19.278.70%4.78100.83.319.9June22.983.40%4.58100.33.423.6July26.186.20%5.05100.13.526.9August25.686.50%4.71100.33.426.3September22.18

5、2.60%3.99100.93.522.4October1777.90%3.4101.63.517.2November11.676.70%2.81102.13.811.5December676.50%2.68102.445.7Annual15.379.30%3.78101.33.715.62.2 光伏系統(tǒng)方案的確定本項目采用獨立型光伏系統(tǒng)方案。系統(tǒng)由電池組件PV陣列，充電控制器、逆變器、蓄電池等部件組成。（原理圖如下:）獨立系統(tǒng)原理圖本系統(tǒng)由太陽電池組件，跟蹤控制系統(tǒng)，控制器，逆變器，蓄電池等部分組成。太陽電池組件在太陽光的照射下產(chǎn)生直流電流；而充電控制器則協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池和負載的工作

6、,具有自動防止太陽能光伏系統(tǒng)的儲能蓄電池過充電和過放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量，還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。逆變器的作用是將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負載使用的正弦波交流電，逆變器輸出的交流電能進入配電柜；在配電柜內(nèi)裝有用于輸出控制、過流保護、防雷保護等器件。2.3 計算機仿真2.3.1 太陽能資源2.3.2 能源模型2.4 系統(tǒng)方框圖系統(tǒng)方框圖2.5配置方案太陽能組件功率160W(43.7V,5.1A)數(shù)量18片連接方式2串9并控制器充電電壓48V最大電流50A數(shù)量1說明無逆變器規(guī)格48V,3KW，輸出電壓：220VAC,50HZ數(shù)量1蓄電池規(guī)格400AH，2V數(shù)量

7、（節(jié)）24連接方式24串附注年供應(yīng)電量預(yù)計3642kWh1.本系統(tǒng)共使用了18塊電池組件，組件每2塊為一串，在接線盒里9串并聯(lián)后輸出。占地面積約22m2。2充電控制器選用48V50A的直流控制器它是是具有自動防止太陽能光伏系統(tǒng)的儲能蓄電池過充電和過放電的設(shè)備，由它協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池和負載的工作。在系統(tǒng)運行時，它能對蓄電池的荷電狀況和環(huán)境溫度自動、連續(xù)地進行監(jiān)測，按照用戶設(shè)置的參數(shù)對其充、放電過程進行控制，起到有效管理光伏系統(tǒng)能量、保護蓄電池及保證整個光伏系統(tǒng)正常工作的作用。3逆變器選用的規(guī)格為48V,3KVA，輸出電壓：220VAC，它的作用是將蓄電池的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負載使用的正弦波

8、交流電壓。在本系統(tǒng)中采用的正弦波逆變器具有波形失真小、保護功能全、轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高的特點。4蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量。由于系統(tǒng)采用48V電壓，蓄電池組由24節(jié)2V800Ah的蓄電池串聯(lián)而成。太陽能電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為直流電能，通過蓄電池將直流電能轉(zhuǎn)換為化學能儲存起來。另外它還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。全部蓄電池置于兩排雙層電池架上。電池架上裝有輸出控制開關(guān)，可方便地進行投入和切除。2.6系統(tǒng)主要設(shè)備2.6.1電池組件本系統(tǒng)擬采用江蘇林洋新能源有限公司生產(chǎn)的SF-160單晶硅電池組件。江蘇林洋新能源有限公司是一家集晶體硅太陽能電池和組件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體并在

9、美國成功上市的國際性公司。公司采用世界上最先進的電池片和組件生產(chǎn)設(shè)備加之完善的質(zhì)量管理體系，從而保證了完美的產(chǎn)品品質(zhì)。產(chǎn)品通過了IEC61215、TUV、和UL國際認證，在國內(nèi)享有盛譽。該太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率高，表面玻璃為高透光低鐵鋼化玻璃，邊框材料為輕質(zhì)電鍍鋁合金。SF-160單晶硅電池組件性能SF-160單晶硅太陽能電池的機械特性。圖2SF-160單晶硅太陽能電池的I-V特性2.6.2 充電控制器光伏控制器性能、參數(shù)額定電壓(V)48額定電流Ip(A)50最大太陽能電池組件功率(kWp)3太陽能電池組數(shù)N<6每路太陽能電池電流Ib(A)Ib=Ip/N環(huán)境溫度-20°C+50

10、°C電壓降落太陽能電池與蓄電池之間(V)0.7畜電池與負載之間(V)0.1機械尺寸深X寬乂高(mm)421*488*177防護等級IP20海拔高度<5500性能特點：1) 微電腦芯片控制充放電各參數(shù)點、溫度補嘗系數(shù)可編程任意設(shè)定，可適應(yīng)不同場合的特殊要求；2) LCD液晶模塊點陣顯示，中英文操作菜單，用戶可根據(jù)需要選擇；3) LED指示燈顯示各路光伏充電狀態(tài)和負載通斷狀態(tài)；4) 9個輕觸按鍵操作；5) 控制電路與主電路完全隔離，具有極高的抗干擾能力；6) 118路太陽能電池輸入控制；7) 實時顯示蓄電池電壓、負載電流、總光伏電流、每路光伏電流、蓄電池溫度、累計光伏發(fā)電安時數(shù)、累

11、計負載用電安時數(shù)等十幾個參數(shù)；8) 歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示：過充電次數(shù)、過放電次數(shù)、過載次數(shù)、短路次數(shù)；9) 可編程設(shè)定發(fā)電機啟停電壓、次要負載通斷電壓、風機卸載和恢復電壓、路燈光敏切換電壓等參數(shù)；10) 用戶可分別設(shè)置蓄電池過充電保護和過放電保護時負載的通斷狀態(tài)；11) 具有二次下電控制能力，即對主要負載和次要負載在不同蓄電池電壓點的下電控制能力；12) 各路充電電壓檢測具有“回差”控制功能，可防止開關(guān)進入振蕩狀態(tài)；13) 保護功能：具有蓄電池過充電、過放電、輸出過載、短路、浪涌、太陽能電池接反或短路、蓄電池接反、夜間防反充等一系列報警和保護功能；14) 可配RS232/485接口，便于遠程遙信、

12、遙控；PC監(jiān)控軟件可測實時數(shù)據(jù)、報警信息顯示、修改控制參數(shù)，讀取30天的每天蓄電池最高電壓、蓄電池最低電壓、每天光伏發(fā)電量累計和每天負載用電量累計等歷史數(shù)據(jù)；15) 參數(shù)設(shè)置具有密碼保護功能且用戶可修改密碼；16) 告警：過壓、欠壓、過載、短路等保護報警；17）多路無源輸出報警或控制接點：蓄電池過充電、蓄電池過放電、柴油機啟動控制、負載斷開、控制器故障；其它備用報警接點用戶可選擇，如水淹報警等；18）工作模式有階梯式逐級限流模式、PWM工作模式、一點式工作模式、光開光斷模式、光開時斷模式、時鐘控制模式、光開時斷凌晨亮模式，其中前三種模式是針對通用負載場合的，后四種模式是針對路燈負載場合的，所有

13、的延時長度和定時時鐘都可以設(shè)置；19）用戶可設(shè)置參數(shù)還包括：均充電壓、浮充電壓、吸收電壓、啟動電壓、動態(tài)穩(wěn)壓系數(shù)、靜態(tài)穩(wěn)壓系數(shù)、均充狀態(tài)時間和吸收狀態(tài)時間等。20）不掉電實時時鐘功能，顯示與設(shè)置時鐘；21）防雷:根據(jù)系統(tǒng)要求，可安裝不同等級的防雷裝置；22）具有溫度補償功能；2.6.3 逆變器32位DSP控制日本三菱第五代IPM功率模塊單元高效逆變效率達94%（DC220V系列）多語種液晶顯示功能標準RS485/232通信接口完美的保護功能故障記錄功能低電壓保護逆變器器性能、參數(shù)輸入額定電壓(VDC)48直流輸入輸入額定電流(A)73輸入直流電壓允許范圍(VDC)4264額定容量(kVA)3輸

14、出額定功率(kW)3輸出額定電壓及頻率220VAC,50Hz輸出額定電流(A)13.6輸出電壓精度(V)220±3%交流輸出輸出頻率精度(Hz)50±0.05波形失真率(THD)(線性負載)<5%動態(tài)響應(yīng)(負載o-100%)5%功率因數(shù)(PF)0.8過載能力150%,10秒峰值系數(shù)(CF)3:1逆變效率(80%阻性負載)93%絕緣強度(輸入和輸出)1500VAC,1分鐘噪音(1米)<50dB工作環(huán)境使用環(huán)境溫度-20°C+55°C濕度090%，不結(jié)露使用海拔(m)<6000機械尺寸立式深、寬、高(mm)442x482x267重量（kg）

15、422.6.4蓄電池3. 工程施工3.1工程費用概算：3.2工程周期本項目自簽訂合同并提交工程首付款后，我公司將著手進行工程所有材料和設(shè)備的準備工作，直至系統(tǒng)通過調(diào)試，備貨期為30天，進場后大約需要10天完成施工。3.3施工期間需要業(yè)主配合的事項按要求提供施工時使用的動力電源。提供暫時保管進場物資（材料、設(shè)備、工具等）的臨時倉庫。協(xié)助施工方處理在當?shù)厥┕r意外可能發(fā)生的問題。在調(diào)試結(jié)束后按合同要求會同我方進行現(xiàn)場驗收。若條件許可，建議業(yè)主在工程開始時指派有一定電氣基礎(chǔ)知識的人員參于現(xiàn)場工作，以便今后更好地做好系統(tǒng)維護工作。4. 經(jīng)濟和社會效應(yīng)獨立系統(tǒng):它由太陽能電池采集陽光，轉(zhuǎn)化為電能，通過控

16、制和逆變設(shè)備，把直流電轉(zhuǎn)換成目前家庭通用的220V交流電。目前采用高性的膠體鉛酸蓄電池作為儲能裝置，有可有效地為業(yè)主在任意時間連續(xù)提供電力。它的配置主要包括:太陽能電池板（光伏組件）,控制器,逆變器,供配電柜等設(shè)備,主要應(yīng)用于與國家電網(wǎng)離得比較遠的別墅,比如,在一些山區(qū),林地或離城市較遠的郊區(qū).這種別墅由于配高低壓電線和安裝成本昂貴（包括輸電線路,電線竿/電塔安裝）,比較適合安裝太陽能獨立系統(tǒng).1. 優(yōu)勢特點1）使用壽命長,無需專人維護.其中太陽能電池壽命長達25年以上.2）自給自足，蓄電池作為蓄能裝置，把白天太陽能電池收集的電能儲存起來，方便業(yè)主使用，陰雨天氣,可按用戶要求連續(xù)供電（3-10

17、天）;3）一次投資,終身受益,太陽能清潔無輻射,無污染.4）綠色能源,安全環(huán)保.間接地減少對大氣二氧化碳等溫室氣體的排放。5）安全可靠、無噪聲、無污染、能量隨處可得，不受地域限制6）無須消耗燃料，無機械轉(zhuǎn)動部件,無須另外架輸電線路，可以按照業(yè)主的要求，方便地與任意地面或建筑物相接合.7）建造的周期很短，實際建造時間按規(guī)模大小來算。8）不破壞建筑的外觀。太陽能電池板一般安裝在屋頂或傾斜面，不會破壞原有建筑外觀，甚至有時會增加其建筑的美感。光伏發(fā)電屬于清潔可再生能源，無論從能源角度，還是從環(huán)境角度，都是未來發(fā)展的重點，光伏并網(wǎng)發(fā)電的推廣應(yīng)用，無疑會帶來良好的環(huán)境效益?？梢源致杂嬎恪碍h(huán)境效益”如下：

18、 每KWh電耗煤：目前我國發(fā)電耗煤為平均390g標煤/KWh（能源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯編，國家計委能源所，1999。1,p16） 每發(fā)1KWh電排放CO2C+O2=CO212324444/12x390=1430gCO2/KWh1.4kgCO2/KWh=1.4x10-3TCO2/KWh 每瓦光伏組件平均每年發(fā)2KWh. 每瓦光伏組件平均每年相當減排CO2噸數(shù)2KWhx1.4x10-3噸CO2/KWh二2.8x10-3T按照EPIA的估計，光伏發(fā)電取代柴油發(fā)電機的CO2減排效果為1Kg/KWh;光伏并網(wǎng)發(fā)電的平均減排效果為0.6Kg/KWh。到2020年，全世界光伏發(fā)電的累計安裝量將達到195GWp，其中大

19、約50%為光伏并網(wǎng)發(fā)電。2000-2020年通過光伏發(fā)電達到的CO2的減排量將是7億噸，僅2020年當年CO2的減排將達到1.64億噸，相當于4400萬輛汽車或75個大型火力發(fā)電廠的排放量。5. 公司的服務(wù)我公司將堅持質(zhì)量第一、服務(wù)至上的原則，向業(yè)主提供最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計方案，做好技術(shù)和現(xiàn)場施工質(zhì)量管理。5.1技術(shù)培訓在系統(tǒng)調(diào)試完畢并投入正常運行后，我公司將指派專業(yè)技術(shù)人員來業(yè)主方對相關(guān)人員進行技術(shù)培訓，培訓時間和地點由用戶決定。我公司會準備相應(yīng)的培訓資料。培訓的內(nèi)容：1、光伏系統(tǒng)的組成和作用；2、光伏系統(tǒng)工作原理；3、系統(tǒng)實際操作指導；4、系統(tǒng)維護要點；5其他用戶認為需要了解的知識。通過培訓使系統(tǒng)相關(guān)人員熟悉并掌握系統(tǒng)有關(guān)知識，熟練地進行實際操作，能進行一般的日常維護。5.2售后服務(wù)在系統(tǒng)調(diào)試合格后我公司將提俱年時間的質(zhì)保期在此期間，E人為