光伏发电系统在高速公路显示屏中应用方案

1 光伏发电系统在高速公路显示屏中应用方案 目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在高速公路显示屏路边，用于演示光伏发电系统在高速公路显示屏中应用的情况，为日后大面积推广提供参考。 伏发电系统的要求 本项目设计一个 3小型系统，平均每天发电 45供一个 负载工作 65 小时。可以满足高速公路显示屏正常用电的需要。 场资源和环境条件 石家庄位于 北纬 经 石家庄年总降水量为 米。其中西部山区雨量为 米；其它地区为 米。冬季常降大雪，总雪量为 米。春季降水偏少，总雨量为 季雨量分布不均，降雨量为 米。时，其中春夏日照充足，秋冬日照偏少。 阳能光伏发电系统原理 太阳能光伏发电是一种新型的发电方式 , 基本原理是光生伏特效应原理 , 也就是当太阳光照射在某些特殊材料上 , 会引起材料中电子的移动 , 形成电势差 , 从而由太阳光 能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本元件被称为太阳电池半导体 , 即太阳能电池 (片 ), 它包括有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、控制器等几大部分组成 , 由这些电子元器件构成的系统 , 安装维护简便 , 运行稳定可靠。白天太阳能电池组件将太阳辐射出的光线转变为电能 , 储存在蓄电池里 , 在夜间或需要时 , 从蓄电池里将电能释放出来 , 用于照明和其他用途。太阳能电池组件是发电设备 , 蓄电池是储能设备 , 控制器、逆变器是充放电控制保护和直 2 交流变换设 备。 阳能光伏发电主要部件 (1) 太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项 。 (3)蓄电池： 一般为 胶体 电池，小 微型系统 中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来 ， 保证了整个系统工作的连续性和稳定性 。 (4) 逆变器： 在很多场合，都需要提供 220交流电源。由于太阳能的直接输出 ，为能向 220电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要 使用 变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到 变器，如将 24电能转换成 5电能（注意，不是简单的降压）。 阳能光伏发电原理图 3 示屏 耗电量 的 一般情况 显示屏平均每平米 功率为 50W， 显示屏大小约 12 米 * =米，总功率约 720W，启动功率约 2300W， 使用 24h 的耗电量 约 为 18kWh（以 度电）。 置方案 太阳能组件 功率 200W（ 21V, 数量 50 片 连接方式 4 串 12 并 4 控制器 充电电压 120V 最大电流 80A 数量 3 逆变器 规格 48V， 3出电压： 220V 50量 1 蓄电池 规格 30002V 数量（节） 24 连接方式 24 串 池组件 本系统拟采用 保定嘉盛光电科技有限公司 生产的 晶硅电池组件。保定嘉盛光电科技有限公司（产品商标为 “）（简称 “ 嘉盛光电 ” ）成立于 2007 年，英利集团旗 下全资子公司，是一家全球领先的光伏离网系统及产品制造商。 嘉盛光电前身为英利集团离网组件车间，经过多年发展，公司产品及服务覆盖离网组件、全玻组件（ 独立系统和应用产品。凭借集团大平台优势，以及自身实力的快速提升，嘉盛光电 2012 年实现销售收入 元人民币，销售渠道覆盖全国主要省市，并借助集团海外分支机构在全球开展销售业务。嘉盛光电致力于为客户提供高品质的光伏离网系统及产品，公司通过了量管理体系认证， 鉴衡金太阳认证等产品认证。 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。 5 晶硅 电池组件性能晶硅太阳能电池的机械特性（仅供参考） 电控制器 6 控制器参数 型号（昊升） 电池额定电压 48 V 太阳能额定功率 4 000W 卸载开始电压（出厂值） 145 V 卸载控制方式 宽调制 显示方式 示 /外置显示 显示内容 待机指示灯、充电循环指示灯、错误指示灯、充电电流指示灯 工作温湿 度范围 55 /3585%无结露） 7 性能特点 1. 数字化设计，结构简单，功能强大，稳定可靠； 2. 卸载采用无触点功率器件，寿命长； 3. 具有防过充、防反接、开路、太阳能防反充、防雷等完善的保护功能； 4. 高性能控制器卸载方式采用高频 式，实现限压控制，保证最佳的充电效果； 5. 外接显示设备，直观清楚可见。 变器 静态电流 30 度补偿（可选） /2V , 35 0 ,精度： 1 通信方式（可选） 外接 为了更好的服务于客户，我公司可根据客户要求调整和配置参数。 8 性能参数 型号（昊升） 定蓄电池电压 48定输出电压 220 出频率 50 z 空载电流 出波形 纯正弦波 过载能力 120% 1 分钟 , 150% 10 秒 逆变效率 94% 波形失真率 3 动态响应 5% 噪音 40缘强度 1500 1 分钟 工作温湿度范围 55 /3585%无结露） 使用海拔 4000m 为了更好的服务于 客户，我公司可根据客户要求调整和配置参数。 性能特点 1. 数字化设计，结构简单，功能强大，稳定可靠； 2. 采用环形隔离变压器空载损耗，逆变效率高； 3. 纯正弦波，自动稳压、稳频输出，波形失真率 3%； 4. 较强的过载能力， 120%过载可正常工作 1 分钟； 150%过载可正常工作 10 秒钟； 9 5. 高可靠性；高稳定性；高抗震动性；低噪声，噪音 40 6. 输入输出回路完全隔离设计，提高了产品的运行稳定性； 7. 具有过压、欠压、过载、过热、短路、防雷等完善的保护功能和报警提示功能； 8. 市电切换功能，保证了负载工作的连续性 和稳定性。 电池 蓄电池采用蓝天胶体蓄电池。 天津蓝天电源公司是由中国电子科技集团公司第十八研究所投资设立，是集研究、开发、设计、生产、商贸、投资于一体的综合性高科技公司，公司注册资本 17723 万元。其投资主体和技术依托单位中国电子科技集团公司第十八研究所是中国成立时间最早、规模最大、专业覆盖面最广、技术实力雄厚的化学和物力电源研究所，公司拥有多项领先技术和国际竞争力的产品，产品性能优良、质量可靠，目前为止研制和生产了 30 多个系列， 500 多个品种规格的电池及相关产品。 技术 参数 电池型号 （蓝天） 额定电压（ V） 容量（ 外形尺寸 重量（ 长 宽 高 总高 3000 712 352 341 359 10 性能特性 1. 采用适合的正负极合金配方，使电池更加适合深度充放电循环的使用特点。 2. 胶体电解液的设计，有效地抑制 控铅酸蓄电池中无法避免的电解液分层现象，并能够更好地抑制活性物质的脱落和极板的硫酸盐化现象，从而延缓了电池在使用过程中的性能衰降，改善了电池的深充放循环寿命。 3. 自放电小，使电池具有更长 的搁置寿命，减少存放期间电池维护的频度和工作量。 4. 浮充电压低，浮充电流小，电池充电效率高；充电接受能力好，欠充电恢复能力强。 5. 生产中严格的一致性工艺要求，使电池个体间的差异缩小；电池容量、开路电压及自放电三道参数的匹配，使电池组中的个体特性曲线更加一致，整体性能更加优异。 6. 氧循环优于普通的电解液电池，失水少，延长了电池的使用寿命。 7. 凝胶电解液方式的设计以及内嵌铜芯极柱组合式使得电池安全性进一步提高，电解液渗漏的可能性进一步降低。 8. 电池的电解质采用含有二氧化硅的胶体物质 ，呈凝胶状态，不流动；胶体注入时为稀溶胶状态，亲水性好，分散均匀，可充满电池内所有空间。电池在高温及过充电的情况下，耐过充电能力强，不易出现干涸现象，胶体电池热容量大，散热性好，不易产生热失控现象，电池可在较为恶劣的环境下工作。 种类 规格 数量 单价 合计 太阳能电池板 200W 50 片 1200 元 60000 元 太阳能专用电池 24 块 5250 元 144000 元 逆变器 48 个 11000 元 11000 元 11 控制器 48V 3 个 10000 元 30000 元 支架 3 米， 5 米立杆（ 200*200*3 方杆），各 3 根； 6 米、 7 米横杆共 6 根， 左右横称 100 根，2*光板支架50 套；地笼400*400*1000 套； 3 套 31000 元 电池支架 30004 600 14400 元 电缆 （青蝎） 支路 线2500+67米 3+100 8500 元 合计 298900 元 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 ,逆变器等设备 ,主要应用于与国家电网离得比较远的高速公路显示屏 ,比如 ,在一些山区 ,林地或离城市较远的郊区 包括输电线路 ,电线竿 /电塔安装 ),比较适合安装太阳能独立系统 . 12 点 1. 使用寿命长 ,无需专人维护 5 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 ); 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 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 。 效果 : 光伏发电属于清洁可再生能源，无论从能源角度，还是从环境角度，都是未来发展的重点，光伏离网发电的推广应用，无疑会带来良好的环境效益。 每 耗煤：目前我国发电耗煤为平均 390g 标煤 /能源基础数据汇编，国家计委能源所， 1999。 1,照 估计，光伏发电取代柴油发电机的 排效果为 1 2020