光伏发电系统课程设计报告

1、DOC可编辑修改为你整理各种最新最全办公范文双击可以删除光伏发电系统课程设计报告光伏发电系统设计与施工课程设计目录爱心用心恒心1. 系 统设 计 依据22.负载耗电23.系统初始化设 计 3当地气象数据资料3 方 阵 倾 斜 角 设计34.系统的主要配置说明太 阳 能 电 视 组件 4并 网 逆 变器方阵支架场地设计础 5支 架 的 设计计6并网发电系统的防雷并 网 发 电系 统 配 置表 75.系 统 建 设 及工 8程光伏系统建设流光伏系统组件安装和验10的 敷 设 与 连11系 统 防 雷光伏屋面安序.装11逆 变 器 的 安装12 6.太阳能光伏发电系统的检查与 测试12光伏发电系统的

2、检 查.12 光 伏 发 电 系 统 的 测试.13 系 统 的 维 护 与 检修131光伏发电系统设计与施工课程设计1.系统设计依据该系统的设计依据有：GB/T 19939-20XX 光伏系统并网技术要求GB/T 20XX6-20XX 光伏系统电网接口特性 GB/Z19964-20XX光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 电工电子产品基本环境试验规程试验A:低温试验方法GB/T 电工电子产品基本环境试验规程 试验B:高 温试验方法 GB/T 电工电子产品基本环境试验规程试验C:设备用恒定湿 GB 4208外壳防护等级 GB 半导体变流 器 应用导则 GB/T 14549-1993 电能质量

3、 公用电网谐波GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T21086-20XX建筑幕墙 GB 50057-94 建筑物防雷设计规范 JGJ102-20XX玻璃幕墙工程技术规范JGJT139-20XX 玻璃幕墙工程质量检验标准2.负载耗电量设备名称 电视机电磁炉照明灯电水壶洗衣机冰箱电饭煲饮水机 电风扇 合计 功率 85w + 150w 1600 40w X 10 只 1800 400 350w/24h 650 300 60w X 3 日运行时间日耗电量4 + 26402 32004 1600 900 600 24 350 9755600590097652光伏发电系统设

4、计与施工课程设计3.系统初始化设计当地气象数据资料*市位于*江上游，*南部。东邻福建省三明市和龙 岩市，南毗广东省梅州市、韶关市，西接湖南省郴州市，北 连本省吉安市和抚州市。地处北纬24 29 27 09,东经113 54116 38 之间。呈典型的亚热带季风性湿润 气候。四季分明，光热充足，生长季长，冷暖变化显著，降水丰沛但分配不均等特点。方阵倾斜角设计：25 C根据当地纬度粗略确定太阳能 电池的倾斜角：纬度0 25时，倾斜角=纬度；纬度2640时，倾斜角=纬度 + 5 10; 纬度41 55时，倾斜角=纬度+ 10 15纬度55 以上时，倾 斜角=纬度+ 15。20。二月份 一月 月 平面

5、峰值日照时数 三月四月五月六月七月八月九月十月 十一月十二月年平均25 C倾斜面 3光伏发电系统设计与施工课程设计日照时数4.系统的主要配置说明太阳能电视组件选用型号为120P1447X663,主要参数为：输出峰值功率 120W 峰值电压17V、峰值电流、开路电压 22V、短路电流。经计算太阳能电池18块串联成1路，并联5路，需要120Wp规格组件90块方阵总功率 为：120x18x5=10800W。太阳能组件的技术参数：工作电压306V,开路电压 396V; 工作电流35A,短路 电流； 转换效率大于14% 工作温度-40 C90 C。太阳 能电池方阵的主要特点：采用高效率晶体硅太阳电池片，

6、转换效率高： 14%;使用寿命长： 25年，衰减小；采用无螺钉紧固铝合金边框，便于安装，抗机械强度高；采用高透光率钢化玻璃封装，透光率和机械强度高；采用密 封防水的多功能接线盒。并网逆变器 根据以上要求选用德国进口Line Back 刀10KW并网逆变器。本逆变器的特征如下：无变压器，实现了小型轻量化。功能模块化，可根据需要制定出合理的安装模块。有自立运行功能。停电时自动进行自立运行，向负荷供电。自 立运行或者并网运行时有相同容量的功率。显示单元，可显示输出功率、累计电量、运行状态及异 常等内容。4光伏发电系统设计与施工课程设计带有通信功能，使用 GS标准计量软件，可 PC机计量其 电流、电压

7、等值。可全自动运行。主要技术参数为：额定容量：10KVA直流额定电压：300V,直流额定电 流：37A;直流电压输入范围：160V 480V;交流输出功率因数，频率 50Hz，三相AC220V输出电流失真度：TH攻5%,各次THCk3%;逆变器效率90%方阵支架场地设计 屋顶基础在建筑建设时考虑光伏系统的安装，预留埋设好地脚螺 栓等固定元件，光伏系统的安装将更为方便快捷，同时注意 设计与施工时注意处理来避免屋顶的漏水等问题。支架采用混凝土基础、角钢支架，支架倾角30度。对于组件基础，安装支架的混凝土基础： 基础混凝土的混合比例为 1:2:4，采用42号水泥或更细，胶石每块尺寸为20mm或更小；

8、混凝土的强度等级不宜低于C20o 基础尺寸建议为 200mm宽 x 200mm高。长度见基础图。 基础的上表面要在同一水平面上，平整光滑。 支架四个支撑腿所用的基础应保持在同一水平上。 基础上的预埋螺杆应该要求正确地位于基础中央， 同样要注意保持螺杆垂直，不要倾斜。 基础上的预埋螺杆应该高出混凝土基础表面 50mm确保已经将基础螺杆的凸 出螺纹上的混凝土擦干净。 注意每付组件支架两个基础之间的朝向和尺寸。建 议安装一付支架（不安装太阳组件），将四条支架安装到适 当的位置，为基础建造作标记。支架的设计支架设计，在抗风压及抗腐蚀方面，采取以下措施：1 ）所有支架采用国标型钢，多点结合：增加钢支架与

9、 屋面结构的连接点，将受力点均匀分布在承重结构，按抗12级台风进行力学设计计算，各连接点选用特5光伏发电系统设计与施工课程设计制型钢和不锈钢螺栓连接。2 ）所有支架都采用热镀锌，局部外裸部分喷涂氟碳涂 料来有效防腐。3）太阳能电池支架采用混凝土标桩、槽钢底框、角钢支架，支架倾角30度。配电室设计用于太阳能光伏系统的配电室部分，主要放置直流防雷 配电柜、逆变器、交流配电柜等。配电室设置在厂房低压配 电房内。配电室应满足以下要求：1 ）面积不小于6m22 ）电气设备与墙壁之间设不小于间隔距离用于通风散 热。3 ）配电室内应强制通风或控温。4 ）配电室地面承重应大于吨/平米。并网发电系统的防雷为了保

10、证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷 击、浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生，系统 的防雷接地装置必不可少。太阳能光伏电站为三级防雷建筑 物，防雷和接地涉及到以下的方面：1 ）地线是避雷、防雷的关键。 防止雷电感应：控制机房内的全部金属物包括设 备、机架、金属管道、电缆的金属外皮都要可靠接地，每件 金属物品都要单独接到接地干线，不允许串联后再接到接地 干线上。 防止雷电波侵入：在出线杆上安装阀型避雷器，对 于低压的220/380V可以采用低压阀型避雷器。要在每条回 路的出线和零线上装设。架空引入室内的金属管道和电缆的 金属外皮在入口处可靠接地，冲击电阻不宜大于30欧姆。 接地的方

11、式可以采用电焊，如果没有办法采用电焊，也可以 采用螺栓连接。接地系统的要求：所有接地都要连接在一个接地体上， 接地电阻满足其中的最小值，不允许设备串联后再接到接地 干线上。光伏电站对接地电阻值的要求较严格，因此要实测 数据，建议采用复合接地体，接地机的根数以满足实测接地 电阻为准。电气设备的接地电阻 RW 4欧姆，满足屏蔽接地和工作 接地的要求。在中性点直接接地的系统中，要重复接地，R 10欧姆。6光伏发电系统设计与施工课程设计防雷接地应该独立设置，要求R 30欧姆，且和主接地装置在地下的距离保持在3m以上。引下线采用圆钢或者扁钢，宜优先采用圆钢直径 8mm 接地装置：人工垂直接地 体宜采用角

12、钢、钢管或者圆钢。水平接地体宜采用扁钢或者 圆钢。圆钢的直径不应该小于 10mm扁钢截面不应小于 100 mm2角钢厚度不宜小于 4mm钢管厚度不小于 3-5mm 人工 接地体在土壤中的埋设深度不应小于，需要热镀锌防腐处 理，在焊接的地方也要进行防腐防锈处理。2）直流侧防雷措施：组件支架应保证良好的接地，光伏组件阵列连接电缆接入直流防雷汇流箱，汇流箱内含高压防雷器保护装置。光伏 组件阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置 可有效地避免雷击导致设备的损坏。3 ）交流侧防雷措施：并网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护，有效地避免雷 击和电网浪涌导致设备的损坏，且所有的机柜要有良好的接 地

13、。 并网发电系统配置表 名称 太阳电池组件 支架线缆 并网逆变器 接线箱 避雷器及接地设备配电室 规格120W 10KW 单位 块套 台台套 平方米 数量90 5 1 1 1 46 备注 并网型3相4线 避雷针高要求15米如 有配电室则不考虑7光伏发电系统设计与施工课程设计图2并网系统发电原理图5.系统建设及施工现场勘查、工程规划、定位放线、场地平整支架、太阳电池安装 电站围栏建设太阳电池基础 电站配电室建设并网调试运行 电缆连接敷设 设备安装定位图3.并网电站建设流程图验收试运行8光伏发电系统设计与施工课程设计光伏系统建设流程项目的施工包括：屋顶支架的基础预留；配电室基础预 留；支架安装、组

14、件的安装、电气设备的安装调试、系统的 并网运行调试。技术准备是决定施工质量的关键因素，它主 要进行以下几方面的工作：1 ）先对实地进行勘测和调查，获得当地有关数据并对 资料进行分析汇总，做出切合实际的工程设计。2 ）准备好施工中所需规范，作业指导书，施工图册有 关资料及施工所需各种记录表格。3）组织施工队熟悉图纸和规范， 做好图纸初审记录。4） 技术人员对图纸进行会审，并将会审中问题做好记录。5）会同建设单位和设计部门对图纸进行技术交底，将发现的问 题提交设计部门和建设方，并设计部门和建设方做出解决方 案并做好记录。6 ）确定和编制切实可行的施工方案和技术措施，编制 施工进度表。光伏系统组件安

15、装和检验1.光伏方阵基础的施工 光伏方阵基础施工主要有预埋法、混凝土块配重法、 螺旋地桩法、直埋法和地锚法等，可以根据安装要求及地质 土壤情况等选择。2.方阵支架的安装 太阳能光伏方阵支架 有角度固定的钢筋结构支架、自动跟踪支架及铝合金支架 等。其中铝合金支架一般用于在小规模屋顶光伏发电系统中 和大型钢架结构支架中固定电池组件的部分支架，铝合金支架具有耐腐蚀、重量轻、美观耐用的特点，但承载能力低， 价格偏高；自动跟踪支架于成本、效率等原因，应用还不普 遍。方阵支架按照连接方式不同，可分为焊接和拼装式两种。方阵支架应采用热镀锌钢材或普通角钢制作，沿海地区可考 虑采用不锈钢等耐腐蚀钢材制作。3.电

16、池组件的安装(1) .组件安装前应根据组件生产厂家提出的出厂实测 技术参数和曲线，对电池组件进行分组，将峰值工作电流相 近的组件串联在一起，将峰值工作电压相近组件并联在一 起，以充分发挥电池方阵的正整体效能。9光伏发电系统设计与施工课程设计(2) 将分好组件的组件依次摆放到支架上，并用螺钉穿 过支架和组件边框的固定孔，将组件与支架固定。(3) 按照方阵组件串并的设计要求，用电缆将组件的正 负极进行连接。对于接线盒直接带有连接线和连接器的组 件，在连接器上都标注有正负性，只要将连接器接插件直接 插接即可。电缆连接完毕，要用绑带、钢丝卡等将电缆固定 在支架上，以免长期风吹摇动造成电缆磨损或接触不良

17、。光伏屋面安装顺序在建造完木板屋面后可进行光伏组件的安装。1.安装屋沿光伏组件挡板，如图 4。2.铺设油毛毡，如图5。 3.划光伏组件安装线，如图 6。4.安装组件两侧纵向水槽，如图7。5.光伏组件安装，从屋沿左向右横向安装， 再自下向上一层一层安装，如图8。6.地线固定，如图910光伏发电系统设计与施工课程设计对预埋的光伏组件阵列基础与螺栓，检查其横列水平 度，符合标准再进行支架组装。检测单块光伏组件、光伏幕墙组件的电流、电压，合格 后进行组件的安装。最后检查接地线、铁架紧固件是否紧固，组件的接插头是否接触可靠，接线盒、接插头须进行防 水处理。检测太阳组件阵列的空载电压是否正常，此项工作 应

18、组件技术人员完成。线缆的敷设与连接在进行光伏电池方阵于直流接线箱之间的线路连接时， 所使用导线线径要满足最大短路电流的需要。各组件方阵串 的输出引线要做好编号和正负极的标记，然后引入直流汇流 箱。对于组件之间连接电缆及组串于汇流箱之间的连接电 缆，一般都是利用专用接插件连接，敷设是尽可能利用组件 支架作为电缆敷设的通道支撑于固定依靠。当太阳电池方阵在地面安装时要采用地下布线方式，地 下布线时要对导线套管进行保护，掩埋深度距离地面在以上。交流逆变器输出的电气方式有单相二线制、单相三线制、三相三线制和三相四线制等。系统防雷接地安装 地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设 和太阳能电池方阵建设

19、的同时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖12m深地线坑，采用40mm扁钢，添加降阻剂 并引出地线，引出线采用截面积为 35mm的铜芯电缆，接地 电阻应小于4Q。 在配电室附近建一避雷针， 高10m并单独做一地线。 交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出分别经低 压交流防雷装置接入电网，课有效地避免雷击和电网浪涌导 致设备的损坏，所有的机柜要有良好的接地。11光伏发电系统设计与施工课程设计逆变器的安装逆变器在安装前同样要进行外观及内部线路的检查，检 查无误后先将逆变器的输入开关断开。接线时要注意分清正 负极极性，并保证连接牢固。接线完毕，可接通逆变器的输 入开关，待逆变器自检测正常后，如果输无

20、短路现象，则可 以打开输入开关，检查温升情况和运行情况，使逆变器处于 试运行的状态。6.太阳能光伏发电系统的检查与测试光伏发电系统的检查根据现场考察的要求，检查施工方案是否合理，能否全 面满足要求。现场检查验收：检查太阳组件方阵水泥基础、 配电室施工质量是否符合要求，并做记录。调试是按设备规格对已完成安装的设备在各种工作模式下进行试验和参数调节。系统调试按设备技术手册中的规 定和相关安全规范进行，完成后须达到或超过设备规格所包 含的性能指标。如在调试中发现实际性能和手册中的参数不 符，设备供应商应采取措施进行纠正，达标后才具备验收条 件。 电池组件及方阵的检查检查组件的电池片有无裂痕、缺角和变

21、色，表面玻璃有无破损、 污物，边框有无损伤、 变形等。检查方阵外观是否平整、 美观，组件是否安装牢固， 引线是否接触良好，引线外皮有否破损等。检查组件或方阵 支架是否有生锈和螺钉松动之处。直流汇流箱和交流配电柜的检查检查外壳有无腐蚀、生锈、变形，内部接线有无错误， 接线端子有无松动，外部接线有无损伤。逆变器的检查检查外壳有无腐蚀、生锈、变形，接线端子是否松动， 输入、输出接线是否正确。 接地系统的检查检查接地系统是否连接良好，有无松动；连接线是否有损伤；所有接地是否为等电位。12光伏发电系统设计与施工课程设计光伏发电系统的测试1.光伏方阵的测试测量电池组件串两端的开路电压，看是否基本符合上述

22、要求，若相差太大，则很可能有组件损坏、极性接反或是连 接处接触不良等问题，可逐个检查组件的开路电压及连接状 况，找出故障。测量电池组件串两端的短路电流，应基本符 合设计要求，若相差较大，则可能有的组件性能不良，应予 以更换。2.绝缘电阻的测试为了了解太阳能光伏发电系统各部分的绝缘状态，判断 是否可以通电，需要进行绝缘电阻测试。绝缘电阻的测试一 般是在太阳能光伏发电系统施工安装完毕准备开始运行前、 运行过程中的定期检查时以及确定出现故障时进行。3.绝缘耐压的测试对于光伏方阵和逆变器，根据要求有时需要进行绝缘耐 压测试，测量光伏方阵电压和逆变器电路的绝缘耐压值。测 量的条件和方法与上面的绝缘电阻测

23、试相同。在进行光伏方阵电路的绝缘耐压测试时，将标准光伏方 阵的开路电压作为最大使用电压，对光伏方阵电路加上最大 使用电压的倍的直流电压或1倍的交流电压，测试时间10min 左右，检查是否出现绝缘破坏。系统的维护与检修光伏发电系统的使用与维护的好坏直接影响着系统的 使用寿命，影响着系统的运行成本和发电效率。一般情况下，无需对太阳能电池组件进行表面清洁处理，但对暴露在外的 接线接点要进行定期检查，维护。1）遇有大风、暴雨、冰雹、大雪等情况，应采取措施 保护太阳能方阵，以免损坏。2）太阳能方阵的采光面应经常保持清洁，如有灰尘或其它污物，应先用清水冲洗，再用干净纱布将水迹轻轻擦干， 切勿用硬物或腐蚀性

24、溶剂冲洗、擦拭。3）运输中应注意防止太阳能电池组件受到碰撞，以免损坏。避免太阳能电池组件方阵架在运输过程中有太大变形。4）逆变器等电气设备是全自动控制设备，无需人工操 作。如无电压输出，请检13光伏发电系统设计与施工课程设计查空气开关是否合上、 保险盒是否熔断。逆变器无输出， 检查前面板的状态指示灯判断原因；若一切指示正常，检查 逆变器的输出保险是否熔断。14光伏发电系统设计与施工课程设计目录1. 系 统 设据2 2.负载耗电23.系统初始化设计 3当地气料象数据资3 方 阵 倾计4.系统的主要配置说明 4太 阳 能件 4并 网 逆 变器 4方阵支架场地设 计5屋顶基础 5支架的设计5配电室设

25、计 6并网发电系1统的防雷6并网发电系 统配置表.75.系统建设及施工 8程光伏系统建设流9光伏系统组件安装和检验.,9光伏屋面安装顺序接.,10线缆的敷设 与连11系统防雷接 地安装11逆变器的安12 6.太阳能光伏发电系统的检查与装试12光伏发电系统的检查试.12光 伏 发电系统的测修.13系统的维护与检131光伏发电系统设计与施工课程设计1.系统设计依据该系统的设计依据有：GB/T 19939-20XX 光伏系统并网技术要求GB/T 20XX6-20XX 光伏系统电网接口特性 GB/Z19964-20XX光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 电工电子产品基本环境试验规程 试验A:低温试

26、 验方法GB/T 电工电子产品基本环境试验规程 试验B:高 温试验方法 GB/T 电工电子产品基本环境试验规程 试验 C:设备用恒定湿 GB 4208外壳防护等级 GB 半导体变流器 应用导则 GB/T 14549-1993电能质量 公用电网谐波GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T21086-20XX建筑幕墙 GB 50057-94 建筑物防雷设计规范 JGJ102-20XX玻璃幕墙工程技术规范JGJT139-20XX 玻璃幕墙工程质量检验标准2.负载耗电量设备名称 电视机电磁炉照明灯电水壶洗衣机冰箱电饭煲饮水机 电风扇 合计 功率 85w + 150w 16

27、00 40w X 10 只 1800 400 350w/24h 650 300 60w X 3 日运行时间日耗电量4 + 26402 32004 1600 900 600 24 350 9755600590097652光伏发电系统设计与施工课程设计3.系统初始化设计当地气象数据资料*市位于*江上游，*南部。东邻福建省三明市和龙 岩市，南毗广东省梅州市、韶关市，西接湖南省郴州市，北 连本省吉安市和抚州市。地处北纬24 29 27 09,东经113 54 116 38 之间。呈典型的亚热带季风性湿润 气候。四季分明，光热充足，生长季长，冷暖变化显著，降 水丰沛但分配不均等特点。方阵倾斜角设计：25

28、 C根据当地纬度粗略确定太阳能 电池的倾斜角：纬度0 25时，倾斜角=纬度；纬度 2640时，倾斜角=纬度 + 5 10; 纬度41 55时，倾斜角=纬度+ 10 15纬度55 以上时，倾 斜角=纬度+ 15。20。 二月份 一月 月 平面峰值日 照时数 三月四月五月六月七月八月九月十月 十一月十二月年平均25 C倾斜面 3光伏发电系统设计与施工课程设计日照时数4.系统的主要配置说明太阳能电视组件选用型号为120P1447X663,主要参数为：输出峰值功率 120W 峰值电压17V、峰值电流、开路电压 22V、短路电流。经计算太阳能电池18块串联成1路，并联5路，需要120Wp规格组件90块方阵总功率 为：120x18x5=10800W。太阳能组件的技术参数：工作电压306V,开路电压 396V; 工作电流35A,短路 电流； 转换效率大于14% 工作温度-40 C90 C。太阳 能电池方阵的主要特点：采用高效率晶体硅太阳电池片，转换效率高：