太阳能光伏3kw设计方案.docx

屋顶太阳能光伏发电并网系统设计方案书前言太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成局部，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开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公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、走经济社会可持续开展的必由之路。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那么从电网中获取电能，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 .工程概况工程背景及意义本工程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。光伏发电系统的要求因本系统仅是一个参考工程，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均每天发电kWh,可供一个IkW的负载工作小时。2 .系统方案现场资源和环境条件杭州位于中国东南沿海北部，浙江省北部，东临杭州湾，与绍兴市相接，西南与衢州市相接，北与湖州市、嘉兴市毗邻，西南与安徽省黄山市交界，西北与安徽省宣城市交接。地理坐标为坐标为东经118°21,-120°30',北纬29°11'-30°33'0市中心地理坐标为东经120°12',北纬30°16'。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。杭C,平均相对湿度70.3%,年降水量1454毫米，年日照时数1765小时。夏季气候炎热，湿润，是新四大火炉之一。相反，冬季寒冷，枯燥。春秋两季气候宜人，是观光旅游的黄金季节。自然条件：MonthAirtemperatureRelativehumidityDailysolarradiation-horizontalAtmosphericpressureWindspeedEarthtemperatureoC%kWhm 2光伏系统方案确实定本工程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、dkPam/s0CJanuary76.50%1February75.30%March75.50%April76.20%May78.70%June83.40%July86.20%August86.50%September82.60%October1777.90%November76.70%December676.50%4Annual79.30%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，蓄电池等局部组成。太阳电池组件在太阳光的照射下产生直流电流；而充电控制器那么协调太阳能电池板、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太阳能资源月投入月内使用比例各月水平月平均温度各月光伏各月的太面上的平阵列水平面阳能贡献率均日辐射上的平均日辐射 T FTT 一二三四五六七人九十二一 十十1.001.923.71.002 444.61.002898.51.003.9414.21004.171921.004.4423.41 004.942781.004.0827.71.003.5323.61003.501831.002.7212.41 002286.1(Od) (kWhm,B) (0C)(kWhm,B)(%)2.7189%3.0596%3.3599%4.53100%4.73100%5.04100%5.84100%4.75100%4.20100%5 04100%4.36100%3.8799%年采用的季节太阳辅射量（水平）MWhm,1.241.24太阳辐射量斜表面）MWhZm 3. 2能源模型1.571.57平均温度eC15.815.8kWh值流） kWh位流） kW佼流）负荷特征估算应用类型采用详细的负荷计算？是活离网否日平均年直流能源需求交流能源需求交流峰负荷太阳能一负荷相关性2. 4系统方框图系统方框图配置方案太阳能组件功率160W(43.7VJ数量18片连接方式2串9并控制器充电电压48V最大电流50A数量1说明无逆变器规格48V,3KW,输出电压：220VAC,50HZ数量1蓄电池规格400AH,2V数量节24连接方式24串附注年供给电量预计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22m2o2 .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。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3. 6.1电池组件本系统拟采用浙江尚能新能源生产的SNM-P240多晶硅电池组件。浙江尚能新能源是一家集晶体硅太阳能电池和组件的研发、生产、销售、效劳为一体的公司。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。产品通过了正C61215、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，外表玻璃为高透光低铁钢化玻璃，边框材料为轻质电镀铝合金。SNM-M165多晶硅电池组件性能SNM-M165多晶硅太阳能电池的机械特性。图2SNM-M165多晶硅太阳能电池的I-V特性4. 6.2充电控制器光伏控制器性能、参数额定电压(V)48额定电流IP（八）50最大太阳能电池组件功率(kWp)3太阳能电池组数N6每路太阳能电池电流Ib（八）Ib=IpN环境温度-20C+50电压降落太阳能电池与蓄电池之间(V)蓄电池与负载之间(V)机械尺寸深X宽X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） 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）118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）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；12）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；13）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；14）参数设置具有密码保护功能且用户可修改密码；15）告警：过压、欠压、过载、短路等保护报警；16）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；其它备用报警接点用户可选择，如水淹报警等；17）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；18）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。19）不掉电实时时钟功能，显示与设置时钟；20）具有温度补偿功能;2. 6.3逆变器 32位DSP控制 高效逆变效率达94%（DC220V系列） 多语种液晶显示功能 标准RS485/232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（VDe）48输入额定电流（八）73输入直流电压允许范围（VDc）42-64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A13.6输出电压精度V220±3%输出频率精度(HZ)50±波形失真率(THD)线性负载)5%动态响应(负载-*100%)5%功率因数PF过载能力150%,10秒峰值系数(CF)3:1逆变效率(80%阻性负载)93%工作环境绝缘强度(输入和输出)1500