太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

1、扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目：北京市发电系统设计课程：太阳能光伏发电系统设计专业：电气工程及其自动化班级：电气0703姓名：严小波指导教师：夏扬完成日期：2011年3月11日目录1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍3Meteonorm3PVsyst42中国北京市光照辐射气象资料113独立光伏系统设计13负载计算（功率1kw,2kw,3kw,4kw,5kw）13蓄电池容量设计（电压：24V,48V）13太阳能电池板容量设计，倾角设计13太阳能电池板安装间隔计算及作图。16逆变器选型17控制器选型17系统发电量预估18第一章光伏软件介绍一、MeteonormMeteon

2、orm软件是一款分析各地的气象资料软件，包括当地的经度，维度，海拔高度，以及太阳辐射度等重要资料，要想设计当地的光伏发电系统，当地的气象资料必须准确，且完整，Meteonorm软件比较好的提供了各地的气象资料。1、打开Meteonorm,选择语言2、查询所在地气象数据，以北京为例七皿LMETEONORMVerwan&口m肛心讦巾口65666da”ofdlffust了+卜岗iEQUltlifjtdicl*hldttdi.h114ELAftrLe-aa.Lt!tied.kU4os-I-nrliMtiilJrulig«iriodSitwitiwnmonthly隔LELT«

3、«p*。册1-Utwfefctputfurat工Ci_GhG_ChIN3913S然“|i.1|ll77刘Ip3.2Uin北电W123Xd西与2fKl-24.工苑珀用163兜£kt112.7|ll«2Hwp<12-Dsc-22更二、PVsystPVsyst是一款如何设计光伏发电系统的软件，他的设计流程如下1、获取设计所需相关信息A、系统安装位置：查询经纬度B、应用类型：离网/并网C、荷载情况：荷载的功率和使用时间D、环境条件：持续阴天数/遮阳情况E、输出类型：交流/直流，电压，频率2、打开PVSYST软件，导入北京的气象数据3、系统设计，选择独立系统PVSYS

4、T.V5.21FilesPreferencesLanguageLicenceHe-lpWebOpiion广Preliminarydesign*Projectdestgn广ToolsSystemCGriidrConnectedWStandalone!mmBwrnirnraarmikiKiirPumpingrDCGridPro|eddesignFulKealuredistudryandaniaiysESofaprovedAcurnttsystemyieldcomputedu3ngdetailedhourlysimukaSiDns,Dtfie<enlsimulatk>nvariantsc

5、anbef>erformedandMinpared.HorizanBhadingB,and3Dtoolforn&ars.hadiigaeffectsslmSy.DelaiedtossesanAlysisREcDno-micevaluflEionperfonnedwithrealoornponeirtprices回Exit4、系统设计过程就是依次完成设计界面上面各项里面的参数的过程5、导入北京的气象数据如果PVSYST中没有安装地的信息，可采用以下方式（也就是使用之前提到的meteonorm6.0软件）：（一）利用Googleearth找到安装地点的经纬度（二）利用meteonor

6、m6.0软件计算该地点十年的气象参数，并保存为*.dat文件（三）将该文件保存到PVSYST子目录的Meteo文件夹里面（四）点击PVSYST主界面的TOOLS然后按图示步骤导入数据（五）完成数据导入后，重新从步骤3开始进行设计6、选择好安装点信息后，对其他数据进行设定当地的太阳光漫反射数值一般选择0.27、选择orientation确定倾斜角一般采用固定倾斜角度安装(Fixedtiltedplane),倾斜角度可以根据设计要求选择或选择能量损失最小来确定倾斜角度8、需要考虑阴影时，选择nearshading来设定阴影情况点击Construction/Perspective进行阴影设置，对建立

7、好的模型进行阴影分析（阴影分析图）保存后，点击table得到阴影分析表&N蝴ShMiiE也隔&i，丫幅吊"Mewsikber曲山对Cwmt|hfMeclhgCcnpil7品。5为W3PtpipeinMrOwt.jwigefr窗荆讪瞄“2。献FetisH53UiAliwdFetisamihU&gUrKklHed"ifiwiltnn依虚刷附£出助拓在aEcaie旧侬：HIkth旭第阍PlKirechoneWipfdi*?'wHwcT(144而把i&a曲H。号闻grrAcO3ilD>W(l4H国小jjII'白(jhb

8、zJw«wdew-New511ad啊scene-_TViewTockHdp附MuSelert_Chl+V.IIEernenla-J-fldrgoetlJLPuidi哼/ConvcrMdObject卜VRjectaraulirFh!plantClH+BCirJ+RY.1PVpknrjaSunShehsPggryiWplantTiMkFngPV户所自PlMiliMinMffeRotate-聃+iaesreneaPPartr岫礴Mei±9、选择system进入荷载参数设置界面:看Dailyuf#ofEnergy,Variant*Nfwsimulation¥ariantM

9、ConsumptiondefinkionbyYeaiWeek-endusenUseonduring7-djrainaweekiMonthsMeanDailyuseDailyenergy|12十FluortscemlampsW/lamp?0|2十TV/MagnetoscopeZPC同W/app.W/app.3.0|2-7DomesticappliancesI。0.0:Fridgt/Dwp-frwze(2:Dish'washef,CJrtfi-washertheiusesQ0.601.20Wtot0.0Powerh/dayh/dayh/daykWh/daykWIVdayh/daWtot24

10、h/dayStand-byconsumersLD划consumptions'Number1080450Wh?AppliancesinfoHourlydistrlutionTotaldailyenergyTotalmonthlyeneigv6口口2400Wh45301359Wh/daykWh/monlh旬Eack.OtherprofileXCancelNe?d10、选择simulation进行模拟计算进行模拟计算并通过点击report得到模拟计算报告，保存报告11、设计完成其他类型设计基本相同，在设计过程中注意软件界面中的提示。说明：软件不同版本的界面可能有所不同。第二章中国北京的气象资

11、料本设计采用Meteonorm收集北京太阳辐射资料，采用PVsyst设计独立光伏发电系统的。设计的地点是中国北京，当地的维度是北纬39.930,经度是东经116.400,海拔高度是30mo地区名字=中国北京维度（度）=39.930,经度（度）=116.400,海拔高度（m）=30,气候区域二三，7辐射模式=默认（每小时）；温度模式=默认（每小时）温度选择：老时间段=1961-1990辐射选择：新时间段=1981-2000只添加3个站的值最近的站：gh:北京（10km）,ta:北京（10km）月G_GhG_DhTaFFW/m2W/m2Cm/s110039-4.32.8213556-1.92.93

12、177795.13.2421411013.63.4524712320.02.9624214424.22.5720912725.91.9819612124.61.691839219.61.9101426912.72.111102474.32.6128637-2.22.7年1698711.82.5说明Ta：空气温度Ff:风速G-gh:水平线上总的平均幅射度G-dh:水平线上发散的平均幅射度C:ProgramFilesAMETEOTESBMN_0OkoutpubFig_flhdM.pngC:ProgramFilesMETEOTESTMN_60outpuftiigJamima1,pngCAPiogum

13、FilesMETEOTHSTMN_00ioutputfigJjdjilrpngCAPiogramFilefAMETEOTHSTXMNOOioutpuhfigjghdailyLpng选择电池之后根据软件计算结果，在不超过要求电压电流或功率的条件下选择匹配度较好的控制和逆变器，随后便可进行仿真计算。光伏方阵直流工作电压为24V,输出峰值电流为2.9818=53.1A。因此控制器应满足如下要求：额定工作电压为24V;额定工作电流应大于53.1A。故选择控制器Isofotonltel60,他的系统电压为24V,最大充电及最大负载电流为60A。第三章独立光伏系统设计1、负载计算家庭每天的用电量，平均=4

14、.8kwh/day数量功率使用时间能量灯1218w/盏5h/小时1080wh/天电视机，电脑2120w/个3h/小时720wh/天洗衣机1600wh/天600wh/天吸尘器21200wh/天2400wh/天每天消耗的电量4800wh/day顾客的需要消费者家庭每天的用电量，全年的用电量平均4.8kwh/天2、蓄电池容量设计电池的型号为volta6sb100,制造商是volta公司，蓄电池组电压为24v,正常容量900Ah,是由2组串联，9组并联得来的，温度在固定的20c下，电池门限：充电27.0v/26.2v放电23.5/25.23、太阳能电池板容量设计，倾角设计Pv阵列的参数：Pv组件的类型

15、：si-poly制造商SEDPv组件数量8组串联，18组并联Pv组件总数量144每个单元峰值功率为11wp1.37kwp(50oC)总的面积56.4m2总的阵列功率1.51kwp实际Pv阵列损失因数热损因数uc(常数)20w/m2k线上电阻损失总的阵列阻值9.3mQ组件质量损失组件错配损失uv（风）损失部分损失部分损失部分0w/m2km/s1.5%atSTC5.0%4.0%(固定的电压)入射影响，灰的参数1am=1-bo(1/cosi-1)boparameter0.05倾角设计：水平方位：高度角55度，方位角主要仿真结果系统结果可使用能量使用的能量1691kwh/year1752kwh/yea

16、rspecificprod额外的（没有使用的）1118kwh/year89kwh/yearPerformanceratio(pr)71.7%Backupenergyformgenerator燃料消费123/yearsolarfraction(sf)88.3%Backupenergy204kwh/year标准的发电量：标准功率1.51kwpNormalizedproductions(perinstalledkWp):Nominalpower1.51kWpL.u:UrDiednergyfull0.18kWhAWp;ayLc:CollectionLos(FV-anay0,85kWhA删pAfayLt

17、:SysttmIusmsandbatterydldrgig-0.27kWhAWp/dayYf:En5fysuppliedtothw3.17kW+i.'VWp'day新的仿真变换平衡和结果GIMHorkWh/m2GlobEffkWIWEAvailkWliEUnusedkWtiEU»rkWhELoadkWhScIFracJanuary7ll05.2126.S0.&514aB148.80.&31February00.6111.6142118.0013441344o.assMarch115,3130.5164.31400148.8143.81.000April

18、150.5II37.5172.814.SB143.914400.999May166.91131.215622.44143.7143.81.DQ0June164.2111.2141.53.86144.0144.01.DMJuly130.299.8115.80.39145.814B.80719Augu«t130.9II09.412790.23148J8148.30.W?September117.4117.2141.64.17144.014400.862OctflDer9G2122.0156723.1?148.814B.81.D0DNovfmbeF6621ID1.0396.A1闻。144.

19、00.683December55897.1118.1D.1fl146.8143.80.B27Year1342.91M2.31690.888.6B1751717520GlobeffEunused能量损失Eload负载所需的能量说明：Globhor水平总的辐射Eavail可用的太阳能Euser可用的太阳能Solfrac一部分太阳能独立系统：损耗图示项目：独立项目仿真转换：最新仿真主要的系统参数Pv方向Pv阵列系统类型高度角55组件数量144电池类型volta6sb100电池包装每个单元数量18带发电机的独立系统方位角0总功率1.51kwp技术密封，tubular电压/容量24v/900ah消费者家

20、庭每天的用电量，全年的用电量总的为1752kwh/year一年的损耗图示1343kWh.m26.3%-3.2%13膻m2mil.efficierKyatSTC=27%2123kWh61%Back-upgenerator11.7%20J.3kWh1602kWhDirectuse37.S%Stored624%1752kWh4、太阳能电池板安装间隔计算及作图.4.5%-4.2%LS-0.2%5羯S-0.8%4-02%HorizontalglobalirradiationGlobalincidentincoll,planelAMfactoronqtobalEffectiveirradiance0nco

21、llectorsPVconversionArraynominalenergy(atSTCPVlossduetoirradiancGlevelPVlossduetotemperatureModulequalityIdssMediaearrayrnismatciilossOhmicwiringlossLossbyrespecttottieMPPrunningUnuseder*ergy(fulbattery)lossEffectiveenergyattheoutputofthearrayBatteryStorageBatteryStoredEnergybalanceBatteryefTioencylessGassingCurrent(electrolytedissociation)BatterySelf-dischargeCiMrentEnergysuppliedtotfieuserEnergyne«dofUh#us«rLoad1.00.60.2ShadowanimationDayof5)ear62010/12/21二101214161EO'.O组件间距3m,线性损失19.6%5、逆变器选型ModelNo.JN700-3上海吉耐电