太阳能小屋的设计(2012数模国赛参考资料1)

1、太阳能小屋的设计摘要介绍了浙江省慈溪市天和家园住宅小区 43kW .屋顶太阳能并网光伏发电系 统的设计思路，以及系统的具体功能与配置，提出了设计中需要注意的问题及具 体的解决方案。包括：光伏系统提供公用设施用电，在阴雨天时使用城市电网为公用负荷 供电;光伏系统在小区内局部并网.不考虑将电能输入上级城市电网;太阳能电池组件方阵倾角确定为 3O。，选用常州天合光能有限公司生产 的TSM 一 175D型高效单晶硅电池组件。分析了组件分组串接原则，确定了布置方案；（并网逆变器选择德国艾思玛（SMA）公司SMC6o（OrIL型无变压器集 中式逆变器和SB5O0仇1.型无变压器多组串逆变器；（地下车库照明

2、负荷曲线与日照曲线接近.因此选择地下车库照明和智能化设备用电为光伏系统负荷；简介了防直击雷和防感应雷措施.以及选择电缆和设计支架时应考虑的因素；监控系统选用SMA的Sunny Boy Control Plus产品。关键词 住宅小区并网光伏发电太阳能电池组件多组串逆变器1项目简介1.1天和家园住宅小区概况浙江省慈溪市天和家园住宅小区占地面积 64 788m2,总建筑面积13. 4万 m2。小区住宅整体布置方式为南北朝向，南北均无高大建筑物，无遮阴情况，日照充分。小区建筑住宅以多层为主，屋顶呈人字形，楼高22. 222. 86m。计划在天和家园20号楼屋顶装设太阳能电池板，建住宅小区太阳能光伏发电

3、示 范电站。2O号楼目前处于在建状态，-屋顶可利用面积有：西侧平台，面积87m ; 斜屋面，7共7块，总面积（斜面）113. 9m。；露台，厶一厶共5个，总面积 233. 44m。1-2设计要求a.该项目有一定的公众影响力。美观与否非常重要，要求光伏电池组件的 安装应保持屋顶的风格和美观，并与小区及周围环境相协调。b.该光伏电站主要提供天和家园小区公用设施用电，包括：地下车库西区照明灯35. 2kW，地下车库东区照明灯21. 4kW，智能化设备2kW等。要求在阴雨天气时，应能使用城市电网为公用负荷供电。C光伏电站建设费用计入小区开发成本。建成后随小区移交物业管理，要 求节省投资。维护管理方便。

4、2光伏发电系统运行方式的选择太阳能光伏发电系统的运行方式可分为两类。即:独立运行和并网运行1。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的 边远地区。由于必须有蓄电池储能装置，所以整个系统的造价很高。在有公共电网的地区。光伏发电系统一般与电网连接，即采用并网运行方 式。并网型光伏发电系统的优点是可以省去蓄电池，而将电网作为自己的储能单 元。由于蓄电池在存储和释放电能的过程中， 伴随着能量的损失，且蓄电池的使 用寿命通常仅为58年，报废的蓄电池又将对环境造成污染，所以，省去蓄电 池后的光伏系统不仅可大幅度降低造价，还具有更高的发电效率和更好的环保性 能，且维护简单、方便。在建

5、筑密度很大的城市住宅小区中，能够安装太阳能电 池板的面积有限，住宅小区屋顶光伏发电系统的容量通常远远小于其变压器的容 量，即光伏系统的发电功率始终小于小区负载的功率， 没有剩余电能送入上级城 市电网2】。综合考虑，该光伏发电系统拟采用并网运行方式并在小区内局部并网, 不考虑将电能输入上级城市电网，系统原理图如图 I所示。采取小区内局部并网 3系统设计3. 1设计依据该系统的设计依据有：光伏系统并网技术要求(GB / T199392005);当地气象资料；建设方提供的相关资料及要求等。3. 2光伏系统太阳能电池组件的配置方案3. 2. 1最佳方阵倾角的确定慈溪市介于北纬30。O2 一 30。24

6、和东经121。02 一 121。42之间,处于北亚热带南缘，属季风型气候。平均年日照时数 2 038小时，太阳年辐射量 4 0004 800MJ/m，年日照百分率47%。查阅相关资料可知，太阳能电池组 件方阵最佳倾角为30。3. 2-2太阳能电池组件的选择与布置3. 22 1太阳能电池组件的选择目前，高效晶体硅太阳能电池的光电转换效率已达2l %以上，大批量生产的单晶硅光伏电池组件的光电转换效率也已达到14%以上。该系统选用了常州天合光能有限公司生产的rISM 175D型高效单晶硅电池组件.其外形如图 2所示。Pm=175WP;开路电=4. 97A ;最佳工作mm 809mmX40mm。TSM

7、 一 175D型电池组件技术参数如下，峰值功率：压：=43. 58V ;最佳工作电压：=36. 2V;短路电流：厶电流：，m=4. 85A;重量：G=16kg；尺寸：长X宽X厚=1 5813. 2. 2. 2太阳能电池组件的布置将太阳能光伏发电应用于城市住宅小区时， 与建在边远地区、荒漠地区的独立光伏电站有很多不同点，不能简单地将太阳能电池方阵按最佳倾角的要求布 置，必须要充分考虑与周围环境的协调和美观。根据建设方提供的加号楼屋面图（参见图3）以及现场考察情况，电池方阵布置方案如下:a.西侧平台面积87mz。采用锯齿型方阵。共安装组件 36块，方阵倾角为 300。功率为：175Wp36=6 3

8、00W。b斜屋面 一，共7块小屋面可安装太阳能组件，总面积（斜面）113. 9m：， 与斜屋面平行安装组件87块，方阵倾角为斜屋面坡度31。功率为：175W X87=15 225Wp。C.顶层露台上方装饰性花架有厶一共 5个可安装太阳能组件。面积 233. 44m。，考虑露台的采光和建筑的整体布局和美观。将露台上方装饰性花架前半部分空出一定面积，保持装饰性花架的原貌，后部约有163 m2安装组件,共安装组件126块，为减少风压及屋顶的美观，方阵倾角为 7。功率为： 175Wp 亠-* -4 弋29002000500I月 叮 朗 科 4月 5冃 确 55 丁月 aS 明 盒氓 10月 I】月 1

9、2月 冬至图二不同倾斜角的日均太阳辐射能通过一系列的运算，太阳能光伏组件配置需要40块175WP（7kWp ），蓄电池组配置3组800AH胶体电池（GEL）。然后进行太阳能光伏组件容量配置 验证：丽莎氈电量（bQ .乎臺丈可岌电量可的旦吗境电壘甌*甘4SeKSTitID111325H10lEHOlom0(p/mc F挾宙百口月扮（:去二井二SB）图三太阳能光伏发电量由图三可以看出，最佳利用型”太阳能光伏供电方案中，太阳能光伏发电量只在太阳辐照量最多的月份恰好满足负载消耗，而其他月份的发电量均不足以维持负载供电。太阳能光伏发电量不够负载耗电量的部分，通过供电系统中太阳能充放电控制器的控制，自动由

10、市电补充供给。市电补充供电量只占负载总耗电量 的8%，说明此方案最大程度的利用了太阳能光伏发电能力。太阳能光伏发电全 年累计为负载供电8488.3kWh。按照单位发电量需要平均碳排放量 0.785kg/kWh计算，每年可以减少CO2排放量约6.7吨，相当于减少燃烧约4.8 吨煤。综上所述，太阳能光伏发电系统，采用中兴通讯长期深入研究和工程实践而 提出的最佳利用型”解决方案，可以实现通讯供电系统最大化的节能减排。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德

11、，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。能”，是以众议举宠为督:将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰 愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时, 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之 明；故五月渡泸，深入不毛。今南