30KW并网型太阳能发电系统设计建议书.docx

30kW并网型太阳能光伏发电系统设计建议书北京日佳电源2OO8-1O-O8版本编号：20081008目录第1章太阳能光伏发电系统概述21.1 利用新型能源（太阳能）作为供电电源的意义21.2 太阳能光伏发电系统的应用领域31.3 并网型太阳能光伏发电系统介绍3第2章30kW太阳能光伏并网型发电系统设计42.1 设计计算依据42.2 北京地理位置及日照、气温等气象数据分析5配置方案62.4 30KW并网型太阳能发电系统的年发电量统计72.5 30KW并网型太阳能光伏发电系统的环保效果统计82.6 30KW并网型太阳能发电系统的经济效益分析8第3章系统主要设备说明9、太阳能电池方阵9、接线箱10功率调节器H3.4计算机数据采集装置12第4章30kW并网型太阳能光伏发电系统实施方案144.1 太阳电池方阵施工设计I44.2 功率调节器柜施工设计14隔离变压器施工设计15太阳能光伏发电系统显示展板及计算机通信施工设计15系统各单元间电缆施工设计16系统防雷接地等安全措施设计16系统调试、运行及维护等设计17第5章太阳能光伏发电系统实际工程图片18第6章太阳能部分业绩21第1章太阳能光伏发电系统概述1.1 利用新型能源（太阳能）作为供电电源的意义随着我国科技与经济的高速发展，能源的消费量在不断地提高，但是我国矿产资源人均占有量不到世界的一半，而单位产值能耗为世界平均水平的2倍,主要产品的能耗比发达国家高40%,70%靠火力发电。矿产资源的储量是有限的（即不可再生），据统计按照目前我国的经济发展速度，从2000年开始我国能源的使用年限分别为：石油15年、天然气30年、煤81年、铀50年。由于能源问题是关系到一个国家生存与发展的一件大事，因此需要迫切寻找新类型的可再生能源，以补充矿产资源不可再生的局限性。太阳能可再生能源由此成为许多世界发达国家首选并大力发展的能源,例如日本的“阳光计划”、德国的“百万屋顶计划”、美国的“百万屋顶计划”等等都是针对太阳能光伏发电所实施的。1.2 太阳能光伏发电系统的应用领域太阳能光伏发电系统最初的主要应用领域为：航空航天、通信、电力、交通、医疗、能源等，在这些领域中主要应用的设备为：航空设备、宇宙航天器、通信主干线、发电厂通信控制设备、道路交通管理设备、医疗设备、核能控制设备、信号台或站设备等。但随着科学技术的不断进步，太阳能光伏发电系统生产成本的不断降低，在世界乃至我国的一些公共设施及偏远地区乡镇也都迅速的开始采用可再生的、新型的太阳能光伏发电系统，为其用电负荷提供工作电源。也就是说太阳能光伏发电产业的发展正以非常快速的脚步进行着。太阳能光伏发电系统的优点就在于，只要将采光用的太阳电池放置在能够充分接受阳光的地方，就能够将发电系统产生的电能输出给用电设备或者储存在储能蓄电池中作为备用，因此太阳能光伏发电系统的应用地区也同样是非常广泛的。1.3 并网型太阳能光伏发电系统介绍并网型太阳能光伏发电系统应用在有市电电网的地区，由太阳电池方阵所产生的电能送入到市电电网，且就近给工作负载提供供电电源，满足白天日常负载的正常使用。此系统主要由太阳电池方阵、并网发电用功率调节器、市电电网、用电负荷设备及它们之间的连接电缆等组成。有市电的正常情况下，在晴朗白天由太阳电池方阵产生电能，然后经过并网发电用功率调节器控制，首先输出给太阳能系统与市电电网并网点附近的用电负荷设备，如果当时太阳电池方阵的最大发电功率大于用电负荷设备消耗功率，则将剩余电量上送到市电电网，然后通过电网给市电电网上的其它用电负荷设备供电。当并网点附近的用电负荷设备消耗的功率大于当时的太阳电池方阵最大发电功率，则用电负荷设备所消耗的功率由太阳电池方阵和市电同时提供，但是优先使用太阳电池方阵所产生的电能。在无市电时，晴朗的白天太阳电池方阵产生的电能不能通过功率调节器提供给用电负荷设备。因为此时用电负荷设备和无电的市电电网是连接在一起的,此时电网上的负荷功率将是一个无限大的用电负荷设备，而太阳电池方阵的发电量是有限的，因此，并网用功率调节器由于无法提供无限大的能量，而将关闭与市电电网连接的通道，并停止发电（即专业术语为：孤岛效应）。并网型太阳能光伏发电系统的示意图如下所示。并网型太阳能光伏发电系统示意图1.4 并网型太阳能光伏发电系统的节能、环保、减排效应太阳能发电作为一种环保能源，可以对社会做出很大的节能、环保、减排的贡献。根据一个30kW的并网型太阳能光伏发电系统的年发电量，如果这些电是用火力发电产生的，则相应地由太阳能发电后，可以减少二氧化碳的排放量约为吨、二氧化硫的排放量约为0.28吨、氮氧化物的排放量约为0.138吨。所排放的这些气体如果用森林在一年内来吸收，则需要53公顷（1公顷仁义）面积的森林，即相当于我们一年种植了这么大面积的森林。一个30kW的并网型太阳能光伏发电系统的年发电量，如果改用燃油来获得，则相当于得消耗7611升的燃油。由此看来，一个30kW的并网型太阳能光伏发电系统对于环境保护方面的贡献是非常大的。第2章30kW太阳能光伏并网型发电系统设计2.1 设计计算依据并网型太阳能发电系统的设计计算主要依据是设备的招标文件和相关国际、国家标准和气象地地理等数据，主要有：IEC60891对晶体硅光电器件测量特性I-V的温度修正和辐照度修正的方法;IEC60904光电器件；IEC61173光电功率发生系统过压保护导则；IEC61215-1993晶体硅地表光伏电池组件设计鉴定和定型;1EC1194建筑物的电气安装;GB/T6495.2-1996光伏器件第2部分：标准太阳电池的要求;GB/T12632-1990单晶硅太阳电池总规范;GBZT19939-2005光伏系统并网技术要求;IEC60896-2固定式铅酸蓄电池一般要求和试验方法第2部分：阀调节型IEC60068-2基本环境试验第2部分：试验；IEC61721-1995光电模块对意外碰撞的承受能力(抗撞击试验)；IEC61427-1999太阳光电能系统用蓄电池和电池组；IEC60364建筑物的电气设施;IEC60269-1低压熔断器;DITT 637-1997阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件。GB/T2297太阳光伏能源系统术语GB/T11012太阳电池电性能测试设备检验方法GBT18210(IEC61829)晶体硅光伏(PV)方阵I-V特性的现场测量GBT18479(IEC61277)地面用光伏(PV)发电系统概述和导则IEC61724光伏系统性能监测、测量、数据交换以及分析导则IEEE928地面光伏系统标准IEEE937光伏系统铅酸蓄电池的安装与维护IEEE1013光伏系统铅酸蓄电池的设计IEEE1374地面光伏发电系统安全导则中国国家气象局提供的北京地区的气象数据表2.2 北京地理位置及日照、气温等气象数据分析北京地区经纬度：北纬度东经116.3度根据所在地区日照时间的长短，可将我国划分为五类地区，北京被划归为三类地区。三类地区全年日照时数为22003000小时，辐射量在502586xlO4kJ/cm2a,相当于17020Okg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括北京、山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。太阳能资源分布图如下所示:2.3配置方案我公司的设计人员对太阳能发电进行系统设计时，参考了日本电池株式会社和日本京瓷公司的太阳能专家建议后，针对北京地区的实际情况（地理、气象及负荷等条件），在首先保证系统安全、可靠和满足负荷能够正常使用的前提下，使系统各部分的容量设计达到合理配置。并网型太阳能光伏发电系统主要由以下几个部分组成：太阳电池方阵及架台接线箱并网功率调节器（含逆变单元、输入输出单元、计量显示单元等）计算机数据采集装置室内显示装置各部件连接电缆其他辅助部件2.4 30KW并网型太阳能发电系统的年发电量统计在北京地区建设一个容量为30kW的太阳能并网型发电系统年发电量的统计数字如下表：月份日射量发电量北京35°方阵容量29.7kWp串联数15并联数11（度/平方米.天）日发电量（度/天）天数（天/月）月发电量（度/月）13.467031217724.208528238934.569331287045.0010230305055.1910531326664.9410030301174.328831272084.288731269794.4691302716104.0081312521113.2666301988123.0462311917年间合计4.2336531323从以上统计的内容可以看出，一个kW的太阳电池方阵平均每天发电量最少的是12月，为每天发电62度；最多的是5月，为105度；一年总的发电量为31323度。如果针对一个具体的用电负荷容量应该选择多大容量的太阳电池方阵合适，可以根据负荷每天（24小时）的用电量和太阳电池方阵发电量进行比较，应以发电量大于或等于用电量为宜。不同太阳电池方阵的日发电量可以根据以上的太阳电池方阵日发电量按照线性比例进行推算即可。用电负荷容量越大所需要的太阳电池方阵容量就越大。2.5 30KW并网型太阳能光伏发电系统的环保效果统计根据一个30kW的并网型太阳能光伏发电系统的年发电量，如果这些电是用火力发电产生的，则相应地由太阳能发电后，可以减少二氧化碳的排放量约为吨、二氧化硫的排放量约为0.28吨、氮氧化物的排放量约为0.138吨。所排放的这些气体如果用森林在一年内来吸收，则需要53公顷（1公顷nX）面积的森林，即相当于我们一年种植了这么大面积的森林。一个30kW的并网型太阳能光伏发电系统的年发电量，如果改用燃油来获得，则相当于得消耗7611升的燃油。由此看来，一个30kW的并网型太阳能光伏发电系统对于环境保护方面的贡献是非常大的。2.6 30KW并网型太阳能发电系统的经济效益分析随着国家对节能、环保、减排政策的实施，太阳能光伏发电产业也在的迅速发展，随着太阳能光伏发电事业的日趋壮大，国内也相应的提出了一些扶持政策。我国目前缺乏关于光伏上网电价的明确政策，从个体案例来看，近期发改委核定的上海崇明岛前卫村光伏上网电价为4.0元/千瓦时。按照建设30KW的并网型太阳能发电系统计算：系统的发电量为31323度/年每年的收入=31323千瓦时X由此看来每年的上网收入是相当可观的，所以在进行系统设计时，如何使所设计的系统发电量达到最大化是整个系统设计的要点。第3章系统主要设备说明30kW并网型太阳能光伏发电系统设备配置一览表序号名称型号数量1太阳电池组件（297kW）KD18OGH-2P165块2太阳电池方阵架台钢结构1套3功率调节器柜（含30kVA隔离变压器柜）LBBB-30-T31套4数据显示屏（LED-L-C57R）按公司样机形式制做1面5