3kw太阳能光伏发电系统设计方案解读.docx

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国可再生能源法的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现,我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是爱护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。太阳能发电的利用通常有两种方式,一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供应其他负载运用，而在须要用电的时候则从电网中获得电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用非常广泛。12光伏发电系统的要求因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统,平均每天发电5.5kWh,可供一个IkW的负载工作5.5小时。2.系统方案1 .1现场资源和环境条件江阴市位于北纬31。40,34”至31。5736”，东经119。至120o34,30,o气候为亚热带北纬潮湿季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米，年平均气温15.2C。具有气候温柔、雨量充足、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10以上，最冷为1月份，平均温度2.5C；最热月7月份，平均温度27.6oCONatureResources:MonthAirtemperatureRelativehumidityDailysolarradiationhorizontalAtmosphericpressureWindspeedEarthtemperatureoC%kWhm2dkPam/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%4.71100.33.426.3September22.182.60%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光伏系统方案的确定本项目采纳独立型光伏系统方案。系统由电池组件PV阵列，充电限制器、逆变器、蓄电池等部件组成。（原理图如下:）上海讣洋太臼能科技公司It新电池组独立系统原理图本系统由太阳电池组件，跟踪限制系统，限制器，逆变器，蓄电池等部分组成。太阳电池组件在太阳光的照耀下产生直流电流；而充电限制器则协调太阳能电池板、蓄电池和负载的工作,具有自动防止太阳能光伏系统的储能蓄电池过充电和过放电的功能。蓄电池在系统中的作用就是存储能量，还能对系统起着调整电量、稳定输出的作用。逆变器的作用是将蓄电池的直流电转变为适合负载运用的正弦波沟通电，逆变器输出的沟通电能进入配电柜；在配电柜内装有用于输出限制、过流爱护、防雷爱护等器件。2.3计算机仿真现场的纬度和光伏阵列的方位估算最近气象站的气象数据江阴项目地点的纬度0N31.9光伏阵列跟踪模式-两个轴月投入月内使用比例各月水平月平均温度各月光伏各月的太面上的平阵列水平面阳能贡献率均日辐射上的平均日辐射(kWhm,B)(%)2.7189%3.0596%3.3599%4.53100%473100%5.04100%5.84100%4.75100%4.20100%5.04100%4.36100%3.8799%1.001.923.71.002.44461.002.898.51.003.9414.21004.1719.21.004.4423.41.004.9427.81.004.0827.71.003.5323.61003.5018.31.002.7212.41002.2861QI)(kWhm'/日)(eC)QIJIIP11POrt一二三四五六七A九十二一+估算年采用的季节太阳辐射量（水平）MWhm,1.241.24太阳辐射量（倾斜表面）MWhZm21.571.57平均温度15.815.8负荷痔征采用详细的负荷什算？是/否直流能源需求kWh（IiS）交流能源需求kWh位流）交流峰负荷kW佼流）太阳能一负荷相关性项目名称厂房建筑项目位置江阴，中国最近的气象站气象数据-江阴项目所在地的纬度0N31.9年度太阳辐射量（倾斜表面）MWh/m21.57年平均温度15.8分析月份的直流电能量需求MWh0.000分析月份的交流电能量需求MWh1.825现场条件估算I系统特征估算应用类型-离网光伏系统配置-光伏/蓄电池电力调节系统推荐的逆变器（直流电到交流电）容量kW位流）3.00逆变器容量kW佼流）3.0逆变器平均效率%90%其他电力调节损耗%0%蓄电池所需电池自动维持的天数日2.0额定电池电压V48.0电池效率%85%最大放电深度%60%充电控制器（直流到直流）效率%95%电池温度控制-最小的最低的电池温度15.0蓄电池容量的温度损失%3%建议的额定电池容量Ah404额定电池容量Ah400光伏阵列光伏组件类型-单晶硅光伏组件制造商solarfun额定光伏组件的效率%13.7%正常工作条件温度45光伏温度因子%/0.40%光伏阵列控制器-固定其他光伏阵列损耗%5.0%推荐的额定光伏阵列电力容量kWp3.38额定光伏阵列电力容量kWp2.88光伏阵列面积m221.0年能源产量（12.00月分析）估算等效的年度直流电量需求MWh2.028未满足的等效直流电需求量MWh0.029单位面积发电量kWhm295.1总的光伏系统效率%6.1%光伏系统功率参数%7.9%供应的可再生能源MWh1.999kWh1,999PV组伴阵列系统方框图2.5配置方案太阳能组件功率160W(43.7V,5.1A)娘18片醯川2串9并限制器充电电压48V最大电流50A麻1说明无逆变器规格48V,3KW,输出电压：220VAC,50IIZ皿1蓄电池规格400AH,2V数量（节）2424串附注年供应电量预料3642kWh1 .本系统共运用了18块电池组件，组件每2块为一串，在接线盒里9串并联后输出。占地面积约22m1.2 .充电限制器选用48V50A的直流限制器,它是是具有自动防止太阳能光伏系统的储能蓄电池过充电和过放电的设备,由它协调太阳能电池板、蓄电池和负载的工作。在系统运行时，它能对蓄电池的荷电状况和环境温度自动、连续地进行监测，依据用户设置的参数对其充、放电过程进行限制，起到有效管理光伏系统能量、爱护蓄电池及保证整个光伏系统正常工作的作用。3 .逆变器选用的规格为48V,3KVA,输出电压：220VAC,它的作用是将蓄电池的直流电压转变为适合负载运用的正弦波沟通电压。在本系统中采纳的正弦波逆变器具有波形失真小、爱护功能全、转换效率高、牢靠性高的特点。4 .蓄电池在系统中的作用就是存储能量。由于系统采纳48V电压，蓄电池组由24节2V800Ah的蓄电池串联而成。太阳能电池将太阳辐射能转换为直流电能,通过蓄电池将直流电能转换为化学能储存起来。另外它还能对系统起着调整电量、稳定输出的作用。全部蓄电池置于两排双层电池架上。电池架上装有输出限制开关，可便利地进行投入和切除。2.6系统主要设备2.6.1电池组件本系统拟采纳江苏林洋新能源有限公司生产的SF-160单晶硅电池组件。江苏林洋新能源有限公司是一家集晶体硅太阳能电池和组件的研发、生产、销售、服务为T本并在美国胜利上市的国际性公司。公司采纳世界上最先进的电池片和组件生产设备加之完善的质量管理体系，从而保证了完备的产品品质。产品通过了IEC61215、TUV、和U1.国际认证，在国内享有盛誉。该太阳能电池片转换效率高,表面玻璃为高透阳氐铁钢化玻璃，边框材料为轻质电镀铝合金。最大输出功率160Wp开路电压43.7V短路电流5.IOA最大输出电压35.8V最大输出电流1.61A'RM15kg外型尺寸580mmX808ininx45m最佳电流的温度系数+0.04%oC最佳电压的温度系数-0.38%oCSF-160单晶硅电池组件性能SF-160单晶硅太阳能电池的机械特性。工GA)3000200015001000500图2SF-160单晶硅太阳能电池的I-V特性2.6.2充电限制器光伏限制器性能、参数额定电压(V)48额定电流IP（八）50最大太阳能电池组件功率(kWp)3太阳能电池组数N6每路太阳能电池电流Ib（八）Ib=IpN环境温度-20C+50,C电压着陆太阳能电池与蓄电池之间(V)0.7蓄电池与负载之间(V)0.1机械尺寸深X宽X高(mm)421*488*177防护等级IP20海拔高度<5500性能特点:1)微电脑芯片限制充放电各参数点、温度补尝系数可编程随意设定,可适应不同场合的特别要求；2) 1.CD液晶模块点阵显示，中英文操作菜单，用户可依据须要选择；3) 1.ED指示灯显示各路光伏充电状态和负载通断状态；4) 9个轻触按键操作；5)限制电路与主电路完全隔离，具有极高的抗干扰实力；6)118路太阳能电池输入限制；7)实时显示蓄电池电压、负载电流、总光伏电流、每路光伏电流、蓄电池温度、累计光伏发电安时数、累计负载用电安时数等十几个参数；8)历史数据统计显示：过充电次数、过放电次数、过载次数、短路次数；9)可编程设定发电机启停电压、次要负载通断电压、风机卸载和复原电压、路灯光敏切换电压等参数；10)用户可分别设置蓄电池过充电爱护和过放电爱护时负载的通断状态；11)具有二次下电限制实力，即对主要负载和次要负载在不同蓄电池电压点的下电限制实力;12）各路充电电压检测具有"回差限制功能，可防止开关进入振荡状态；13）爱护功能：具有蓄电池过充电、过放电、输出过载、短路、浪涌、太阳能电池接反或短路、蓄电池接反、夜间防反充等一系列报警和爱护功能；14）可配RS232/485接口,便于远程遥信、遥控；PC监控软件可测实时数据、报警信息显示、修改限制参数，读取30天的每天蓄电池最高电压、蓄电池最低电压、每天光伏发电量累计和每天负载用电量累计等历史数据；15）参数设置具有密码爱护功能且用户可修改密码；16）告警：过压、欠压、过载、短路等爱护报警；17）多路无源输出报警或限制接点：蓄电池过充电、蓄电池过放电、柴油机启动限制、负载断开、限制器故障；其它备用报警接点用户可选择，如水淹报警等；18）工作模式有阶梯式逐级限流模式、PWM工作模式、一点式工作模式、光开光断模式、光开时断模式、时钟限制模式、光开时断凌晨亮模式，其中前三种模式是针对通用负载场合的，后四种模式是针对路灯负载场合的，全部的延时长度和定时时钟都可以设置；19）用户可设置参数还包括：均充电压、浮充电压、汲取电压、启动电压、动态稳压系数、静态稳压系数、均充状态时间和汲取状态时间等。20）不掉电实时时钟功能，显示与设置时钟；21）防雷:依据系统要求，可安装不同等级的防雷装置；22）具有温度补偿功能； 32位DSP限制 日本三菱第五代IPM功率模块单元 高效逆变效率达94%(DC220V系列) 多语种液晶显示功能标准RS485/232通信接口 完备的爱护功能 故障记录功能 低电压爱护逆变器器性能、参数直流输入输入额定电压(VDC)48输入额定电流（八）73输入直流电压允许范围(VDC)42-64沟通输出额定容量(kVA)3输出额定功率(kW)3输出额定电压及频率220VAC,50Hz输出额定电流（八）13.6输出电压精度（V）220±3%输出频率精度（HZ）50±0.05波形失真率（THD）（线性负载）5%动态响应（负载O-Io0%）5%功率因数（PF）0.8过载实力150%,10秒峰值系数（CF）3:1逆变效率（80%阻性负载）93%工作环境绝缘强度（输入和输出）1500VAC,1分钟噪音（1米）50dB运用环境温度-20C-+55C湿度0-90%,不结露运用海拔（m）<6000机械尺寸立式深、宽、高（mm）442×482×267重量（kg）42产品技术特性表GFM系歹IJ/GFM-400标准电乐单格个数参考质金外观尺寸长宽离总高立星比能量体枳比能量IOhr<40.0A,1.80V)400Ah3hr(101A.1.80V)303AhIhr(221A.1.75V)221Ah荷电态内阻0.347mQ最大充电电流60A短路电流6406A浮充使用充电电的单体2.25V循环使用充电电乐/单体2.35V设计寿命15年mnmmmm.mm,m.电池照片umm.WhkgWhZdm端子材料：Cu（镀锡）|扭矩值：1216N.bV个kg,Ibsmm.in.1JI电池特性2127660.8211/8.31175/6.89334/13.15344/13.5428.964.9容量(25C,77F)恒流放电参数表（2sr,7F）安（八）终止电压（伏/单体）放电时间（夕卜钟）510152030601201803003604S060014401.6090769456948137823714510771.762.449641.417.71.6580963052144435323014310670.861.749.141.117.61.7073957347742533022214010470.161.248.740.717.51.7563552544539831722113810269.260.448.240.517.41.805624794163713042131341016S.359.647.740.017.3终止电压（伏/单体）放电时间（卜钟）51015203060120ISO30036048060014401.601322112694081763641626419613311795.479.739.51.651191101285374659639825519113011494.378.338.71.70105291978668955738524S18712911393.177.538.11.75926845726641521367242183126Ill91976.537.51.80S5877366759049035523517912411090775.737.1序号名称单价（元）数量单位合计1太阳电池组件302880Wp86,4002充电控制器70001台7,0003逆变器12(MM)1台12,(XX)-1全密闭免维护蓄电池9502422,8005标准接头109套906C用电缆12I(X)米1.2007钢结构支架32880Wp8.6408其它辅助材料12880Wp2,8809材料费小计2880Wp141,0101()系统安装集成费5%7,05111税金6%8,46112利润5%7,05113总价288()163,57214均价288056.803. 2工程周期本项目自签订合同并提交工程首付款后，我公司将着手进行工程全部材料和设备的打算工作，直至系统通过调试，备货期为30天，进场后大约须要10天完成施工。4. 3施工期间须要业主协作的事项按要求供应施工时运用的动力电源。供应短暂保管进场物资（材料、设备、工具等）的临时仓库。帮助施工方处理在当地施工时意外可能发生的问题。在调试结束后按合同要求会同我方进行现场验收。若条件许可,建议业主在工程起先时指派有肯定电气基础学问的人员参于现场工作，以便今后更好地做好系统维护工作。5. 经济和社会效应独立系统:它由太阳能电池采集阳光，转化为电能，通过限制和逆变设备，把直流电转换成目前家庭通用的220V沟通电。目前采纳高性的胶体铅酸蓄电池作为储能装置，有可有效地为业主在随意时间连续供应电力。它的配置主要包括:太阳能电池板（光伏组件）,限制器,逆变器,供配电柜等设备,主要应用于与国家电网离得比较远的别攀,比如,在一些山区林地或离城市较远的郊区.这种别墅由于配凹凸压电线和安装成本昂贵（包括输电线路,电线竿/电塔安装）,比较适合安装太阳能独立系统.1.优势特点1）运用寿命长,无需专人维护.其中太阳能电池寿命长达25年以上.2 ）自给自足，蓄电池作为蓄能装置，把白天太阳能电池收集的电能储存起来,便利业主运用，阴雨天气,可按用户要求连续供电（3-10天）；3 ）一次投资,终身受益,太阳能清洁无辐射,无污染.4 ）绿色能源,平安环保.间接地削减对大气二氧化碳等温室气体的排放。5 ）平安牢靠、无噪声、无污染、能量随处可得，不受地域限制6）无须消耗燃料,无机械转动部件，无须另外架输电线路，可以依据业主的要求，便利地与随意地面或建筑物相接合.6 ）建立的周期很短，实际建立时间按规模大小来算。8）不破坏建筑的外观。太阳能电池板一般安装在屋顶或倾斜面，不会破坏原有建筑外观，甚至有时会增加其建筑的美感。2.减排效果：光伏发电属于清洁可再生能源，无论从能源角度，还是从环境角度，都是将来发展的重点，光伏并网发电的推广应用，无疑会带来良好的环境效益。可以粗略计算"环境效益如下： 每KWh电耗煤：目前我国发电耗煤为平均390g标煤/KWh（能源基础数据汇编，国家计委能源所，1999。l,pl6）每发IKWh电排放CO2C+O2=CO21232444412×390=1430gCO2KWh1.4kgCO2KWh=1.4×10-3TCO2KWh 每瓦光伏组伸平均每年发2KWh. 每瓦光伏组彳牛平均每年相当减J非CO2吨数2KWh×1.4×10-3吨CO2KWh=2.8×10-3T依据EPIA的估计,光伏发电取代柴油发电机的CO2减排效果为lKg/KWh;光伏并网发电的平均减排效果为06KgKWh0到2020年，全世界光伏发电的累计安装量将达到195GWP,其中大约50%为光伏并网发电。2000-2020年通过光伏发电达到的CO2的减排量将是7亿吨，仅2020年当年CO2的减期各达到1.64亿吨,相当于4400万辆汽车或75个大型火力发电厂的排放量。5.公司的服务我公司将坚持质量第一、服务至上的原则，向业主供应最优化的系统设计方案，做好技术和现场施工质量管理。5.1技术培训在系统调试完毕并投入正常运行后,我公司将指派专业技术人员来业主方对相关人员进行技术培训，培训时间和地点由用户确定。我公司会打算相应的培训资料。培训的内容：1、光伏系统的组成?口作用；2、光伏系统工作原理；3、系统实际操作指导；4、系统维护要点；5其他用户认为须要了解的学问。通过培训使系统相关人员熟识并驾驭系统有关学问，娴熟地进行实际操作，能进行一般的日常维护。5.2售后服务在系统调试合格后我公司将供应1年时间的质保期,在此期间，非人为操作失误而引起系统配件损坏我公司将免费赐予更换,同时在以后的时间里供应终身有偿服务。系统运行满2年时我公司将免费对系统作一次全面的检查和维护。