光伏電站設(shè)計(jì)-完整資料

光伏電站設(shè)計(jì) 前 言 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(rèn)為是當(dāng)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(shí)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(qiáng)大的生命力 它的廣泛應(yīng)用是保護(hù)生態(tài)環(huán)境 走 經(jīng)濟(jì)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(fù)載使用 而在需要用電的時(shí)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來進(jìn)行能量存儲的所謂獨(dú)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(dá)的場合 應(yīng)用十分廣泛 2 19 1 1 項(xiàng)目概況項(xiàng)目概況 1 1 項(xiàng)目背景及意義 本項(xiàng)目擬先設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)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(shí)發(fā)電的情況 待客戶參考后再設(shè)計(jì)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(gè)參考項(xiàng)目 所以這里就只設(shè)計(jì)一個(gè) 2 88kWp 的小型系統(tǒng) 平均每天發(fā)電 5 5kWh 可供一個(gè) 1kW 的負(fù)載工作 5 5 小時(shí) 2 2 系統(tǒng)方案系統(tǒng)方案 2 1 現(xiàn)場資源和環(huán)境條件 江陰市位于北緯 31 40 34 至 31 57 36 東經(jīng) 119 至 120 34 30 氣候?yàn)?亞熱帶北緯濕潤季風(fēng)區(qū) 冬季干冷多晴 夏季濕熱雷雨 年降水量 1041 6 毫米 年平均氣溫 15 2 具有氣候溫和 雨量充沛 四季分明等特點(diǎn) 其中 4 月 10 月平均溫度在 10 以上 最冷為 1 月份 平均溫度 2 5 最熱月 7 月份 平 均溫度 27 6 3 19 Nature Resources MonthMonth AirAir temperaturetemperature RelativeRelative humidityhumidity DailyDaily solarsolar radiationradiation horizontalhorizontal AtmosphericAtmospheric pressurepressure WindWind speedspeed EarthEarth temperaturetemperature C kWh m2 dkPam s C January 3 976 50 2 69102 34 23 6 February 5 475 30 3 14102 24 25 5 March 9 175 50 3 33101 83 99 6 April 14 776 20 4 25101 23 715 4 May 19 278 70 4 78100 83 319 9 June 22 983 40 4 58100 33 423 6 July 26 186 20 5 05100 13 526 9 August 25 686 50 4 71100 33 426 3 September 22 182 60 3 99100 93 522 4 October 1777 90 3 4101 63 517 2 November 11 676 70 2 81102 13 811 5 December 676 50 2 68102 445 7 AnnualAnnual 15 379 30 3 78101 33 715 6 2 2 光伏系統(tǒng)方案的確定 本項(xiàng)目采用獨(dú)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 4 19 逆變器 蓄電池等部件組成 原理圖如下 獨(dú)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(fù)載的工作 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(fù)載使用的正弦波交流電 逆變器輸出的交流電能進(jìn)入配電柜 在配電柜內(nèi)裝 有用于輸出控制 過流保護(hù) 防雷保護(hù)等器件 2 3 計(jì)算機(jī)仿真 2 3 1 太陽能資源 5 19 2 3 2 能源模型 6 19 2 4 系統(tǒng)方框圖 7 19 系統(tǒng)方框圖 2 5 配置方案 功率160W 43 7 V 5 1A 數(shù)量18 片 太 陽 能 組 件 連接方式2 串 9 并 充電電壓 48V 最大電流 50A 數(shù)量 1 控 制 器 說明無 規(guī)格48V 3KW 輸出電壓 220V AC 50HZ逆 變 器 數(shù)量 1 規(guī)格400AH 2V 數(shù)量 節(jié) 24 蓄 電 池連接方式24 串 附 注 年供應(yīng)電量預(yù)計(jì) 3642kWh 8 19 1 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(fù) 載的工作 在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) 它能對蓄電池的荷電狀況和環(huán)境溫度自動 連續(xù)地 進(jìn)行監(jiān)測 按照用戶設(shè)置的參數(shù)對其充 放電過程進(jìn)行控制 起到有效管理光 伏系統(tǒng)能量 保護(hù)蓄電池及保證整個(gè)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 220V AC 它的作用是將蓄 電池的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負(fù)載使用的正弦波交流電壓 在本系統(tǒng)中采用的正 弦波逆變器具有波形失真小 保護(hù)功能全 轉(zhuǎn)換效率高 可靠性高的特點(diǎn) 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(xué)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(jìn)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)為一體并在美國成功上市的國際性公司 公司采用世界上最先進(jìn)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(rèn)證 在國內(nèi)享有盛譽(yù) 該太陽能電 9 19 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 最大輸出功率160Wp 開路電壓43 7V 短路電流5 10A 最大輸出電壓35 8V 最大輸出電流4 61A 重 量15kg 外型尺寸1580 mm x 808 mm x 45 mm 最佳電流的溫度系數(shù) 0 04 最佳電壓的溫度系數(shù) 0 38 SF 160 單晶硅電池組件性能 SF 160 單晶硅太陽能電池的機(jī)械特性 10 19 圖 2 SF 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 11 19 每路太陽能電池電流 Ib A Ib Ip N 環(huán)境溫度 20 50 太陽能電池與蓄電池之間 V 0 7 電壓降落 蓄電池與負(fù)載之間 V 0 1 機(jī)械尺寸 深 寬 高 mm 421 488 177 防護(hù)等級 IP20 海拔高度 5500 性能特點(diǎn) 1 微電腦芯片控制充放電各參數(shù)點(diǎn) 溫度補(bǔ)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(diǎn)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(fù)載通斷狀態(tài) 4 9 個(gè)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 1 18 路太陽能電池輸入控制 7 實(shí)時(shí)顯示蓄電池電壓 負(fù)載電流 總光伏電流 每路光伏電流 蓄電池溫 度 累計(jì)光伏發(fā)電安時(shí)數(shù) 累計(jì)負(fù)載用電安時(shí)數(shù)等十幾個(gè)參數(shù) 8 歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jī)啟停電壓 次要負(fù)載通斷電壓 風(fēng)機(jī)卸載和恢復(fù)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(hù)和過放電保護(hù)時(shí)負(fù)載的通斷狀態(tài) 11 具有二次下電控制能力 即對主要負(fù)載和次要負(fù)載在不同蓄電池電壓點(diǎn)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(jìn)入振蕩狀態(tài) 12 19 13 保護(hù)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(bào)警和保護(hù)功能 14 可配 RS232 485 接口 便于遠(yuǎn)程遙信 遙控 PC 監(jiān)控軟件可測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 報(bào)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(jì)和每天負(fù)載用電量累計(jì)等歷史數(shù)據(jù) 15 參數(shù)設(shè)置具有密碼保護(hù)功能且用戶可修改密碼 16 告警 過壓 欠壓 過載 短路等保護(hù)報(bào)警 17 多路無源輸出報(bào)警或控制接點(diǎn) 蓄電池過充電 蓄電池過放電 柴油機(jī)啟 動控制 負(fù)載斷開 控制器故障 其它備用報(bào)警接點(diǎn)用戶可選擇 如水淹 報(bào)警等 18 工作模式有階梯式逐級限流模式 PWM 工作模式 一點(diǎn)式工作模式 光開 光斷模式 光開時(shí)斷模式 時(shí)鐘控制模式 光開時(shí)斷凌晨亮模式 其中前 三種模式是針對通用負(fù)載場合的 后四種模式是針對路燈負(fù)載場合的 所 有的延時(shí)長度和定時(shí)時(shí)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(shí)間和吸收狀態(tài)時(shí)間等 20 不掉電實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能 顯示與設(shè)置時(shí)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(bǔ)償功能 2 6 3 逆變器 13 19 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(dá) 94 DC220V 系列 多語種液晶顯示功能 標(biāo)準(zhǔn) RS485 232 通信接口 完美的保護(hù)功能 故障記錄功能 低電壓保護(hù) 逆變器器性能 參數(shù) 輸入額定電壓 VDC 48 輸入額定電流 A 73直流輸入 輸入直流電壓允許范圍 VDC 42 64 額定容量 kVA 3 輸出額定功率 kW 3 輸出額定電壓及頻率220VAC 50Hz 輸出額定電流 A 13 6 交流輸出 輸出電壓精度 V 220 3 14 19 輸出頻率精度 Hz 50 0 05 波形失真率 THD 線性負(fù)載 5 動態(tài)響應(yīng) 負(fù)載 0 100 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(fù)載 93 絕緣強(qiáng)度 輸入和輸出 1500VAC 1 分鐘 噪音 1 米 50dB 使用環(huán)境溫度 20 55 濕度0 90 不結(jié)露 工作環(huán)境 使用海拔 m 6000 機(jī)械尺寸 立式深 寬 高 mm 442 482 267 重量 kg 42 15 19 2 6 4 蓄電池 16 19 3 3 工程施工工程施工 3 1 工程費(fèi)用概算 序號名稱單價(jià) 元 數(shù)量單位合計(jì) 1太太陽陽電電池池組組件件302880Wp86 400 2充電控制器70001臺7 000 3逆變器120001臺12 000 4全密閉免維護(hù)蓄電池95024節(jié)22 800 5標(biāo)準(zhǔn)接頭109套90 6專用電纜12100米1 200 7鋼結(jié)構(gòu)支架32880Wp8 640 8其它輔助材料12880Wp2 880 9材料費(fèi)小計(jì)2880Wp141 010 10系統(tǒng)安裝集成費(fèi)5 7 051 11稅金6 8 461 12利潤5 7 051 13總總價(jià)價(jià)2880163 572 14均價(jià)288056 80 3 2 工程周期 本項(xiàng)目自簽訂合同并提交工程首付款后 我公司將著手進(jìn)行工程所有材料 和設(shè)備的準(zhǔn)備工作 直至系統(tǒng)通過調(diào)試 備貨期為 30 天 進(jìn)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(xiàng) 按要求提供施工時(shí)使用的動力電源 提供暫時(shí)保管進(jìn)場物資 材料 設(shè)備 工具等 的臨時(shí)倉庫 協(xié)助施工方處理在當(dāng)?shù)厥┕r(shí)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(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收 若條件許可 建議業(yè)主在工程開始時(shí)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(hù)工作 17 19 4 4 經(jīng)濟(jì)和社會效應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會效應(yīng) 獨(dú)立系統(tǒng) 它由太陽能電池采集陽光 轉(zhuǎn)化為電能 通過控制和逆變設(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(shí)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(yuǎn)的別墅 比如 在一些山區(qū) 林地或離城市較遠(yuǎn)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(dú)立系統(tǒng) 1 優(yōu)勢特點(diǎn) 1 使用壽命長 無需專人維護(hù) 其中太陽能電池壽命長達(dá) 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 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(jī)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(shí)際建造時(shí)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(shí)會增加其建筑的美感 18 19 2 減排效果 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(diǎn) 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 可以粗 略計(jì)算 環(huán)境效益 如下 每 KWh 電耗煤 目前我國發(fā)電耗煤為平均 390g 標(biāo)煤 KWh 能源基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)匯編 國家計(jì)委能源所 1999 1 p16 每發(fā) 1KWh 電排放 CO2 C O2 CO2 12 32 44 44 12 390 1430g CO2 KWh 1 4kg CO2 KWh 1 4 10 3TC