光伏电站设计完整概要

1、光伏电站设计、人刖 百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。它的广泛应用是保护生态环境、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 输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能

2、， 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，应用十分广泛1 .项目概况1.1 项目背景及意义本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵 列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况， 待客户参考后再设计一套发电量更大 的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传， 系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。1.2 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1kW的负载工作5.5小时。2

3、.系统方案2.1 现场资源和环境条件江阴市位于北纬31°40'34”至31°57'36”，东经119°至120 34'30"。气候为亚 热带北纬湿润季风区，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。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中 4月-10 月平均温度在10c以上，最冷为1月份，平均温度2.5C；最热月7月份，平均 温度27.6 C。Nature Resources:MonthAir temperatureRelative humidityDaily solar radiation-

4、 horizontalAtmospheric pressureWind speedEarth temperature° C%2kWh/m/dkPam/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.

5、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%3.78101.33.715.65 / 19交流也载事电池担2.2 光伏系统方案的确定本项目采用独立型光伏系统方案。系统由电池组件PV阵列，充电控制器、逆变器、蓄电池等部件组成。（原理图如下：）磁上海淋外大四能科我公司独立系统原理图本系统由太阳电池

6、组件，跟踪控制系统，控制器，逆变器，蓄电池等部分组成。太阳电池组件在太阳光的照射下产生直流电流； 而充电控制器则协调太阳能 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， 还能对系统起着调节 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使用 的正弦波交流电，逆变器输出的交流电能进入配电柜；在配电柜内装有用于输出 控制、过流保护、防雷保护等器件。2.3 计算机仿真2.3.1太阳能资源现场晌纬度和光伏阵列的方位估算月内使用比例月平均温度1.001.923 71.002.444.61.002.898.

7、51.Q03.941421 00A 1719 21.004.442341.004.9427.81.004.0827.71.003.5323 61 003 SO18 31.002721241.002.286.1各月水平 面上的平均日辐射0J) (kWh/mVQj 代ofl -HH- nn ur n he An nn ur elc nn. 一二三四五六七八九十一二(kWh/m”日)2.71的先3.0596%3 3599%4.53100%4 73100%5.04100%5.84100%475100%4.20100%6 04100%4.36100%3.8799%珞月的东阳能贡献率各月光伏阵列水平面 上

8、的平均日辐射最近气薮站的气象数据江阴项目地点的纬度aN31.9光伏阵列跟踪模式-两个轴月投入年采用的季节太阳福射置（水平）MM/rn11 241 24太阳辐射量（顿斜表面1MWh/m11.571 57平均温度DC15.815.8负荷特征估算应用类型采用糊的负荷计算?直流能源需求交流能源需求 交硝负荷 太阳能一负荷相关性是格kWh值溜kWh俊流）州国湘离网T"雨0.05.0001,825.03.0002.4系统方框图项目名称厂房建筑项目位置江阴，中国最近的气霰站气辕数据-江阴项目所在地的纬度N31.9年度太阳辐射量（倾斜表面）MWh/m*1 57年平均温度口C15.80.000分析月份

9、的直流电u旨量需求MWh分析月份的交流电能量需求MWh1.825系线特征估算应用类型-焉F?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%&0%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颔定电池电压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ac15.0蓄电池容量的温度损失%3%建议的颔定电池容量Ah404额定电池容量Ah400|光伏阵列光伏组件类型-单晶羟光伏组件制造商solarfun颔定光伏组件的效率%137%

10、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%推荐的额定光伏阵剂电力容量kWp3.3B额定光伏阵列电力容量kWp2.8S|光伏阵列面积21.0估算现场条件I年能源产蚩（1200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kWh/m395 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MWh1.999kWh1,999系统方框图2.5配置方案太功率160W (43.7 V,5.1A )阳数量18片能连接方式2串9并组件控 制 器充电电压48V最大电流50A数量1说明无逆

11、规格48V, 3KW 输出电压：220V AC, 50HZ变数量1器蓄规格400AH , 2V电数量（节）24池连接方式24串7 / 19附 注年供应电量预计3642kWh1 .本系统共使用了 18块电池组件，组件每2块为一用，在接线盒里9串并联 后输出。占地面积约22m 2 02 .充电控制器选用48V50A的直流控制器，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，按照用户设置的参数对其充、放电过程进行控制，起到有效管理光伏系统能 量、保护蓄电池及保证整个

12、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：220V AC ,它的作用是将蓄电 池的直流电压转变为适合负载使用的正弦波交流电压。 在本系统中采用的正弦波 逆变器具有波形失真小、保护功能全、转换效率高、可靠性高的特点。4 .蓄电池在系统中的作用就是存储能量。由于系统采用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节电 量、稳定输出的作用。全部蓄电池置于两排双层电池架上。电池架上装有输出控制开关，可方便地进行投入和切除。2.6系统主要设备2.6.

13、1 电池组件本系统拟采用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、 服务为一体并在美国成功上市的国际性公司。 公司采用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， 从而保证了完美的产品品质。产品通过 8 / 19了 IEC61215、TUV、和UL国际认证，在国内享有盛誉。该太阳能电池片转换效率高，表面玻璃为高透光低铁钢化玻璃，边框材料为轻质电镀铝合金® *阴h取大轴出功率160Wp开路电压43.7 V短路电流5.10A取大轲出电压35.8 V取大轲出电流4.61A重量15kg外

14、型尺寸1580 mm x 808 mm x 45 mm最佳电流的温度系数+ 0.04%/ C最佳电压的温度系数0.38%/ CSF-160单晶硅电池组件性能A5SF-160单晶硅太阳能电池的机械特性。10 / 194>Mild 口?aao511。TW25¥ CVJStandard test condition : AM1.5 /lOOOWfnf, 25rVoc = 44 596V Isc = 5 193 A Me = 36 433Vmax466A= 169,74WFF = 73.3% Rs= 1.1160 Rsh = 256一 3。H= 15.82%ZD12 / 19图2SF-

15、160单晶硅太阳能电池的I-V特性2.6.2充电控制器额定电压（V）48额定电流Ip （A）50最大太阳能电池组件功率（kWp）3太阳能电池组数N< 6光伏控制器性能、参数每路太阳能电池电流Ib（ A ）Ib=Ip/N环境温度20 C + 50 电压降落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 ><高（mm ）421*488*177防护等级IP20海拔高度<5500性能特点:1）微电脑芯片控制充放电各参数点、温度补尝系数可编程任意设定，可适应不同场合的特殊要求；2） LCD液晶模块点阵显示，中英文操作菜单，用户可根据需要选择；3）

16、 LED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）控制电路与主电路完全隔离，具有极高的抗干扰能力；6） 1 18路太阳能电池输入控制；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、风机卸载和恢复电压、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保护和过放电保护时负载的通断状态；11）具有二次下电控制能力，即对主要负载和次要负载在不同蓄电池电压点的下电控制能力;12）

17、各路充电电压检测具有“回差”控制功能，可防止开关进入振荡状态；13）保护功能：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保护功能；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、修改控制参数，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）参数设置具有密码保护功能且用户可修改密码；16）告警：过压、欠压、过载、短路等保护报警；17）多路无源输出报警或控制接点：蓄电池过充电、蓄电池过放电、柴油机启动 控制、负载断开、控制器故障

18、；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、时钟控制模式、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，所有的 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、吸收电压、启动电压、动态 稳压系数、静态稳压系数、均充状态时间和吸收状态时间等。20）不掉电实时时钟功能，显示与设置时钟；21）防雷:根据系统要求，可安装不同等级的防雷装置；22）具有温度补偿功能；14 / 1932位DSP控制 日本三菱第五代IPM功率模块单元 高

19、效逆变效率达94%（DC220V系歹1）,多语种液晶显小功能 标海S485/232通信接口 完美的保护功能 故障记录功能 低电压保护逆变器器性能、参数直流输入输入额定电压（VDC）48输入额定电流（A）73输入直流电压允许范围（VDC）4264交流输出额定容量（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（A）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0100% ）5%功率因数（PF）0.8过载能力150% , 10 秒峰值系数（CF）3:1逆变效率（80

20、%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）050dB使用环境温度-20 C+55 C湿度090% ,不结露使用海拔（m）<6000机械尺寸立式深、宽、高（mm）442 X482 X267重量（kg ）4216 / 193.工程施工3.1工程费用概算：18 / 19电池特性电池照片麻港电序2 V单椅个皱1个参考质盘27,60.5 3电外观尺寸mm in.长211'S31mmia宽】66龄曲皿高334/13,15mmm总高344/13,54mm in垂鼠比能鼠28.5a乜坨体枳比能鼠64.9次htfa/L容量 CSC, 77T)端子美型出

21、产品技术特性表GFM 系歹I / GFM-400400Ah303Ah221Ah0347A1060A6406A2.25V2.35V15年iOhi 140 0A, 1 ROV' 加(101A, 1.S0V) ihr (221A. 1.75V) 荷电态内阻 母人充电电流 短路电漉泞充使用充电电用单体 需环使用充电电年中停 设计寿命踹子材料，CJ镀锡)招用值t 12 16N+n恒流放电参数表口50 77*F) 安(A)修止电辰 如单体)放电时间(分钟o51015203060120ISO3003604so60014401.60907694569481373231_U5107力：62.449441

22、.417.1.65g的630521444355”0U310670.861.74941J_17.<51.70739573477425芬02221401(H70.161.243.740.717.51.75635525445冽31722113810269.260.443.240.517.41.9056247941637130421313410168.359.647.740.017.3恒功率放电参数表(251C, 77*F)瓦特(W)，单体终止电T f伏血体)放电时间(仆髀)510152030601201803003604so60014401.6013221126940G176364162M19

23、6133117P5.479.739.51.6511911012S53746596393255191】W1145M37B.338.7170105291。力施6韵55724£13712&113安,177.53SI175926S45打6641521湖2421S3126111Pl 9履537$1.8085S773667制490355K517912411090775.737.1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120001台12,0004全密闭免维护蓄电池950241节22,8005标准接头109套906专

24、用电缆12100米1,2007钢结构支架32880Wp8,6408其它辅助材料12880Wp2,8809材料费小计2880Wp141,01010系统安装集成费5%7,05111税金6%8,46112利润5%7,05113总价2880163,57214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所有材料和 设备的准备工作，直至系统通过调试，备货期为30天，进场后大约需要10天完 成施工。3.3 施工期间需要业主配合的事项按要求提供施工时使用的动力电源。提供暂时保管进场物资（材料、设备、工具等）的临时仓库。协助施工方处理在当地施工时意外可能发生的问

25、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，建议业主在工程开始时指派有一定电气基础知识的人员参于现场工作，以便今后更好地做好系统维护工作。4.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，通过控制和逆变设备，把直流电转换成目前家庭通用的220V交流电。目前采用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任意时间连续提供电力。 它的配置主要包括： 太阳能电池板（光伏组件），控制器,逆变器，供配电柜等设备，主要应用于与国家电 网离得比较远的别墅，比如，在一些山区，林地或离城市较远的郊区.这种别墅由于 配高低压电线和安装成本昂贵（包括输电线路，电线竿/电塔安装

26、），比较适合安装太 阳能独立系统.1 .优势特点1）使用寿命长，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，方便业主使用，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，安全环保.间接地减少对大气二氧化碳等温室气体的排放。5）安全可靠、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，可以按照业主的 要求，方便地与任意地面或建筑物相接合.7）建造的周期很短，实际建造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