光伏电站设计方案和对策

前言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，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.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15.2℃。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10℃以上，最冷为1月份，平均温度2.5℃；最热月7月份，平均温度27.6℃。NatureResources:Dailysolarradiation-horizontalAirtemperaturehumidityRelativeAtmosphericWindEarthtemperatureMonthpressurespeedkWh/m2/d2.69°C%kPam/s°CJanuaryFebruaryMarchApril3.95.476.50%75.30%75.50%76.20%78.70%83.40%86.20%86.50%82.60%77.90%102.3102.2101.8101.2100.8100.3100.1100.3100.9101.64.24.23.93.73.33.43.53.43.53.53.65.53.149.13.339.614.719.222.926.125.622.1174.2515.419.923.626.926.322.417.2May4.78June4.58July5.05AugustSeptemberOctober4.713.993.4NovemberDecember11.6676.70%76.50%2.812.68102.1102.43.8411.55.7Annual15.379.30%3.78101.33.715.62.2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:)独立系统原理图本系统由太阳电池组件，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2.3.2能源模型2.4系统方框图系统方框图2.5配置方案太阳能组件功率160W（43.7V,5.1A）数量18片连接方式2串9并充电电压控制器48V最大电流数量50A1说明无规格48V，3KW，输出电压：220VAC，50HZ逆变器蓄电池数量1规格400AH，2V数量（节）连接方式2424串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块为一串，在接线盒里9串并联后输出。占地面积约22m2。2.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：220VAC，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2.6.1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。SF-160单晶硅电池组件性能SF-160单晶硅太阳能电池的机械特性。图2SF-160单晶硅太阳能电池的I-V特性2.6.2充电控制器光伏控制器性能、参数额定电压(V)额定电流Ip(A)最大太阳能电池组件功48503率(kWp)太阳能电池组数N≤6每路太阳能电池电流Ib(A)Ib=Ip/N环境温度电压降落蓄电池与负载之间(V)机械尺寸－20℃～＋50℃太阳能电池与蓄电池之间(V)0.10.7深×宽×高(mm)IP20421*488*177防护等级海拔高度≤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；