光伏電站系統(tǒng)設(shè)計方案

伊朗離網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)設(shè)計方案伊朗離網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計工程概述1、工程名稱伊朗離網(wǎng)系統(tǒng)2、地理位置伊朗位于亞洲西南部，北鄰亞美尼亞、阿塞拜疆、土庫曼斯坦，西與土耳其和伊拉克接壤，東面與巴基斯坦和阿富汗相連，南面瀕臨海灣和阿曼灣。國土絕大部分在伊朗高原上，是高原國家，海拔一般在900—1500米之間。西南部為厄爾布爾士山與科彼特山，東部為加恩-比爾兼德高地，北部有厄爾布茲山脈，德馬萬德峰海拔5670米，為伊朗最高峰。西部和西南部是寬闊的扎格羅斯山山系，約占國土面積一半。中部為干燥的盆地，形成許多沙漠，有卡維爾荒漠與盧特荒漠，平均海拔1,000余米。僅西南部波斯灣沿岸與北部里海沿岸有小面積的沖擊平原。西南部扎格羅斯山麓至波斯灣頭的平原稱胡齊斯坦。主要河流有卡流倫河與塞菲德。里海是世界最大的咸水湖，南岸屬伊朗。伊朗東部和內(nèi)地屬大陸性的亞熱帶草原和沙漠氣候，干燥少雨，寒暑變化大。西部山區(qū)多屬地中海式氣候。年降水量除西北部山區(qū)與里海沿岸超過1,000毫米外，一般在50-500毫米之間。中央高原年平均降水量在100毫米以下。3、氣象資料氣象資料以伊朗首都NASA數(shù)據(jù)庫中德黑蘭氣象數(shù)據(jù)為參考，德黑蘭位于伊朗北部。項目月份空氣溫度相對濕度每日太陽輻射風(fēng)速地面溫度℃%KWh/m2/Daym/s℃一月0.676.40%2.733.81二月1.772.10%3.624.22.5三月5.666.10%四月12.752.70%5.514.715.7五月17.644.50%6.394.821.9六月21.841.70%7.355.326.9七月23.944.00%7.045.829.1八月23.843.70%6.565.628.1九月19.745.80%5.644.623.1十月13.854.30%4.05416十一月7.864.40%2.943.68.7十二月2.674.00%2.383.72.9年平均12.656.6%4.894.615.3二、方案設(shè)計（一）用戶負(fù)載信息用電器額定功率(W)數(shù)量用電時數(shù)(h)用電量(KWh)SavingLamp20360.36SavingLamp20430.24SavingLamp11110.011TV21”65140.26Satellite30140.12Refrigerator12011.5PersonalComputer350120.7合計3.191冰箱的耗能根據(jù)冰箱的使用模式和開關(guān)冰箱門的頻率有關(guān)，目前普通冰箱的日耗電大約1度左右，這里選取耗電為1.5度。（二）系統(tǒng)方案設(shè)計根據(jù)用戶要求，本方案為光伏離網(wǎng)系統(tǒng)本系統(tǒng)是一個離網(wǎng)系統(tǒng)，其原理如下圖所示：1、蓄電池組的設(shè)計在系統(tǒng)中儲能主要靠鉛酸蓄電池，蓄電池的容量利用下下面公式計算：其中：C：蓄電池容量[kWh]D：最長無日照間用電時[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=3.191×3×1.05/（0.7×0.5×0.8）=35.9KWh由于系統(tǒng)設(shè)計的參考連續(xù)陰雨天數(shù)為2天，所以蓄電池放點深度選擇為0.5。根據(jù)伊朗的電力情況，戶用電壓為220V，蓄電池電壓選擇為24V，蓄電池組由12V的蓄電池串并而成，所以每串需要2塊蓄電池串起來達到24V。選用10塊單體為12V150Ah的蓄電池，總共5串進行并聯(lián)，蓄電池總?cè)萘繛?500Ah，即36KWh。電池型號選擇雙登的6-GFM-150。2、太陽能電池板方陣的設(shè)計2.1電池板傾角的計算為了保證系統(tǒng)有足夠高的效率，電池板必須按一定的傾角安裝。因此有必要先計算不同傾角對效率的影響，這個影響可以用在太陽能電池板面上的日平均輻照強度來量化，輻照強度越大則電池板的效率越高。下表是在不同傾角時斜面上的輻照強度的逐月變化對照表：逐月輻照強度隨傾角變化規(guī)律角度月份平均日輻照強度（KWh/m2/Day）28°30°32°35°37°38°40°一月3.513.563.613.683.723.743.78二月4.324.364.404.444.474.484.50三月4.644.654.664.664.654.654.64四月5.615.595.565.515.475.455.40五月6.156.096.035.935.855.815.73六月7.036.946.856.706.596.546.42七月7.026.946.866.726.626.576.46八月6.976.936.886.796.736.696.61九月6.466.476.476.466.446.436.41十月5.445.495.535.585.615.625.64十一月14.394.444.464.50十二月3.373.423.483.553.603.623.66年平均5.405.405.395.375.355.345.32本系統(tǒng)設(shè)計為離網(wǎng)系統(tǒng)，為了保證用戶的用電，必須保證用戶的基本用電，特別是在12月份和1月份的時候，平均日輻照強度很低，所以應(yīng)特別注意保證在這兩個月的發(fā)電量滿足用戶的用電需求。通過上表比較，最終支架最佳傾角設(shè)計為37°。2.2電池板方陣容量的計算總共需要的電池板方陣功率計算公式為：P=W1*F/(Tm*η2*η3*L*Ka)W1:負(fù)載的消耗功率F：蓄電池放電效率的修正系數(shù)（通常取1.05）Tm：峰值日照時數(shù)，其值與輻照強度的值基本相同，這里取3.6hη2：方陣表面由于塵污遮蔽或老化引起的修正系數(shù)，通?？扇?.9~0.95η3：方陣組合損失和對最大功率點偏離以及控制器效率的修正系數(shù)，通?？扇?.9~0.95Ka：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）所以電池板方陣功率為：P=3.191×1.05/(3.6×0.95×0.95×0.8×0.8)=1.611KW考慮連續(xù)陰雨天后系統(tǒng)能在較短時間內(nèi)讓蓄電池再次充滿，可以適當(dāng)考慮放大方陣容量，但是在上面的計算中我們是以輻照最低月為準(zhǔn)，在其他月份的發(fā)電量都有很大余量，所以針對方陣容量進行略微放大即可。2.3電池板的選型本方案選用230W的單晶硅電池板，則總共需要8塊，總功率為1.84KW。所選電池板的基本技術(shù)參數(shù)如下所示:太陽電池種類單晶硅太陽電池生產(chǎn)廠家兆陽光伏太陽電池組件生產(chǎn)廠家兆陽光伏太陽電池組件型號SR-M660230指標(biāo)單位數(shù)據(jù)峰值功率Wp230開路電壓（Voc）V37.23短路電流（Isc）A8.18工作電壓（Vmppt）V30.48工作電流（Imppt）A7.55尺寸mm1630×992×482.4電池板陣列的布置系統(tǒng)的額定電壓為24V，所以電池板陣列輸出電壓不能太大，根據(jù)電壓的限制，這里電池板直接并聯(lián)接入控制器。電池板采用支架結(jié)構(gòu)是電池板成37°傾角，電池板采取豎立放置，18塊電池板按兩排進行布置。前后排之間間隔為2.5m。3控制器的設(shè)計控制器選擇南京冠亞的GS-80PCD6-V，其主要參數(shù)如下：型號GS-80PCD6-V額定電壓（VDC）(V)24負(fù)載最大電流（A）80充電最大電流（A）80充電路數(shù)6最大開路電壓（VDC）50過充（VDC）保護28.8(可設(shè)定)恢復(fù)26.4(可設(shè)定)過放（VDC）斷開21.6(可設(shè)定)恢復(fù)26.4(可設(shè)定)負(fù)載過壓斷開35.0(可設(shè)定)恢復(fù)33.0(可設(shè)定)空載電流（mA）300顯示方式數(shù)碼顯示電壓降落太陽能電池與蓄電池之間(V)0.7蓄電池與負(fù)載之間(V)0.03機械尺寸深×寬×高(mm)380×450×650使用環(huán)境(℃)-20℃～+50海拔高度≤5500控制器的輸入只有6路，使用三通連接器使兩塊組件并聯(lián)后接入控制器。5逆變器的設(shè)計由于伊朗當(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)過用戶用電器統(tǒng)計可知，用戶的最大功率約為716W，考慮到用戶負(fù)載中有感性負(fù)載，在啟動過程時有較大的沖擊電流，同時考慮系統(tǒng)的臨時增加負(fù)載的情況，所以逆變器功率應(yīng)相對選擇較大的。選取24V1.5KW的逆變器，逆變器選擇南京冠亞的GN-1.5KCSP-R，其具體技術(shù)參數(shù)見下表：型號GN-1.5KCSP-R額定容量（KVA）1.5直流輸入額定輸入電壓（VDC）24V欠壓點(VDC）21.6欠壓恢復(fù)點(VDC)25.2過壓點（VDC）35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）00、11、12、21交流輸出額定電壓（VAC）220額定頻率（Hz）50輸出波形正弦波過載能力120%1分鐘電壓穩(wěn)定精度(AC)220±3%頻率穩(wěn)定精度50±0.04波形失真率（THD）≤3%（線性負(fù)載）動態(tài)響應(yīng)（0～100%）5%功率因數(shù)（PF）0.8逆變效率≥85%峰值系數(shù)（CF）3:01環(huán)境絕緣強度1200VAC1分鐘噪音（dB、1米）≤50dB使用環(huán)境溫度(℃)-10℃～+50℃儲存環(huán)境溫度(℃)-20℃～+70℃使用海拔