太阳能离网光伏发电站系统设计方案大同

太阳能离网发电系统设计一、 工程概述1、工程名称 *离网系统2、地理位置（经度、纬度、环境状况、气候条件、风力状况、阳光资源等）大同市属大陆性季风气候，冬季漫长且寒冷干燥，夏季短暂且温热多雨，春秋凉爽，温差较大。年均气温 5.5，极端最高气温 37.7，极端最低气温29.1；年平均降雨量在 400 毫米；无霜期 100156 天。大同市地处温带大陆性季风气候区，受季风影响，四季分明，年平均日照时数为 2670 小时。大同市地处黄土高原东北边缘。地理坐标为东经 1123411433,北纬 39034044之间。极端最高气温 32极端最低气温 -13.3多年平均气温 15.816.8年平均日照时数约 2670 小时夏季日照时数长达 14 小时冬季日照时数为 10 小时日照百分率为 48%年平均无霜期为 126 天地震烈度 动峰值加速度为 0.10g，设防烈度度污秽等级 III 级3、气象资料表 1大同市地区峰值日照小时数及系统理论发电量统计表月份阵列倾斜面平均日月平均峰值月发电量辐射（kWh/m2/日）日照小时数（h）（kWlh）1 月份2.547678.97502 月份2.738476.67503 月份3.2681101.31004 月份3.4923104.77005 月份2.900889.92506 月份3.4012102.03507 月份3.053294.65008 月份2.286370.87509 月份2.401272.035010 月份3.4447106.785011 月份3.7563112.690012 月份2.289270.9650合计2.965（平均）1081.69二、 方案设计（一）用户负载信息附表1：光伏发电系统带负载情况表格计算照明、电饭锅及冰箱等每天的耗电量约83kWh（见附表1），系统效率实际需要电量约100kWh.（二）系统方案设计根据用户要求，本方案为光伏离网系统本系统是一个离网系统，其原理如下图所示：1、太阳能电池板方阵的设计（查询安装地区逐月辐照强度随倾角变化规律、倾角计算、支架设计或选取、电池板容量计算、电池板型号选择及数量确定并列出基本技术参量表、布局）所选电池板的基本技术参数如下所示:太阳电池种类太阳电池生产厂家太阳电池组件生产厂家太阳电池组件型号指标单位数 据峰值功率Wp开路电压（Voc）V短路电流（Isc）A工作电压（Vmppt）V工作电流（Imppt）A尺寸mm2、蓄电池组的设计（容量计算、安装地区户用电压情况、蓄电池型号选择、数量确定、布局）在系统中储能主要靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量利用下下面公式计算：其中：C：蓄电池容量kWh D：最长无日照间用电时h F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05） Po：平均负荷容量kW L：蓄电池的维修保养率（通常取0.8) U：蓄电池的放电深度（通常取0.5) Ka：包括逆变器等交流回路的损失率（通常取0.7，如逆变器效率高 可取0.8）所以此处的蓄电池的容量应该为：C=1531.05/（0.70.50.8）=112.5KWh由于系统设计的参考连续阴雨天数为3天，所以蓄电池放点深度选择为0.3。根据山西省大同的电力情况，户用电压为220V，蓄电池电压选择为 V，蓄电池组由2V的蓄电池串并而成，所以每串需要 块蓄电池串起来达到24V。选用 块单体为 V Ah的蓄电池，总共 串进行并联，蓄电池总容量为 Ah，即 KWh。电池型号选择 。3控制器的设计（型号及主要参数）型号额定电压（VDC）(V)负载最大电流（A）充电最大电流（A）充电路数最大开路电压（VDC）过充（VDC）保护恢复过放（VDC）断开恢复负载过压断开恢复空载电流（mA）显示方式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 )机械尺寸深宽高( mm )使用环境()海拔高度控制器的输入路数不够，可使用三通连接器使两块组件并联后接入控制器。4、逆变器的设计（负载情况、离网或并网、型号、参数）由于大同当地的用电电压为220V，所以选择输出电压为220V的离网逆变器，经过用户用电器统计可知，用户的最大功率约为1320W，考虑到用户负载中有感性负载，在启动过程时有较大的冲击电流，同时考虑系统的临时增加负载的情况，所以逆变器功率应相对选择较大的。选取24V3KW的逆变器， 型 号额定容量（KVA）直流输入额定输入电压（VDC）欠压点(VDC）欠压恢复点(VDC)过压点（VDC）市电输入电压允许范围（VAC）22015%输入频率（Hz）50切换方式（可选项）交流输出额定电压（VAC）220VAC5%额定频率（Hz）502Hz输出波形正弦波过载能力120% 2分钟电压稳定精度(AC)2201.5%频率稳定精度500.04波形失真率（THD）3%（线性负载）动态响应（0100%）10%功率因数（PF）0.8逆变效率90%峰值系数（CF）环境绝缘强度1200VAC 1分钟噪音（dB、1米）使用环境温度()-20+55储存环境温度()-24+60使用海拔（m）5000m显示方式表头或指示灯连续运行时间可连续运行尺寸(深X宽X高)30417571.5三、发电量就计算3.1具体发电量表 1大同市地区峰值日照小时数及系统理论发电量统计表月份阵列倾斜面平均日月平均峰值月发电量辐射（kWh/m2/日）日照小时数（h）（kWlh）1 月份2.547678.9753948.752 月份2.738476.6753833.753 月份3.2681101.315065.54 月份3.4923104.775238.55 月份2.900889.9254496.256 月份3.4012102.0355101.757 月份3.053294.654732.58 月份2.286370.8753543.759 月份2.401272.0353601.7510 月份3.4447106.7855339.2511 月份3.7563112.695634.512 月份2.289270.9653548.25合计2.965（平均）1081.6954084.5经计算，得出本工程年理论发电量为54084.5kWh，年峰值日照小时数为1081.69h，每日的峰值日照小时数平均值约2.965(h)。考虑失配损耗4.5%，温度损耗6.81%，线路损耗1.08%，设备损耗4%，组件表面清洁损耗3%，等综合损耗情况计算得到各月的实际发电量如下表所示：表 2大同市地区实际发电量统计表月份理论发电量月损耗率%月损耗量月实际发电量kWhkWh（kWh）1 月份3948.7513.44530.71 3418.04 2 月份3833.7514.43553.21 3280.54 3 月份5065.516.4830.74 4234.76 4 月份5238.519.461019.41 4219.09 5 月份4496.2521.85982.43 3513.82 6 月份5101.7523.471197.38 3904.37 7 月份4732.524.861176.50 3556.00 8 月份3543.7524.51868.57 2675.18 9 月份3601.7522.62814.72 2787.03 10 月份5339.2520.11073.19 4266.06 11 月份5634.517.17967.44 4667.06 12 月份3548.2514.43512.01 3036.24 合计54084.543558.18 从表2看出，考虑系统发电损耗及设备转换效率后，全年的实际发电量约43558.18度。3.2 逐年衰减实际发电量光伏电站的第一年发电量为光伏电站的最大发电量乘太阳电池组件第一年的衰减系数。本工程所选多晶硅太阳电池组件第一年的衰减系数为8，故光伏电站的第一年发电量为年发电量*组件衰减系数。表3逐年实际发电量年份组件衰减系数逐年理论发电量（万 kWlh）第 1 年0.99243209.71 第 2 年0.984142865.60 第 3 年0.976242521.50 第 4 年0.968442181.74 第 5 年0.960641841.99 第 6 年0.952941506.59 第 7 年0.945341175.55 第 8 年0.937840848.86 第 9 年0.930340522.17 第 10 年0.922840195.49 第 11 年0.915439873.16 第 12 年0.908139555.18 第 13 年0.900839237.21 第 14 年0.893638923.59 第 15 年0.886538614.33 第 16 年0.879438305.06 第 17 年0.872438000.16 第 18 年0.865437695.25 第 19 年0.858537394.70 第 20 年0.851637094.15 第 21 年0.844836797.95 第 22 年0.83836501.75 第 23 年0.831336209.92 第 24 年0.824735922.43 第 25 年0.818135634.95 3.3年发电量估算电站建成后，本工程所获得的25年总发电量分别为98.26万kWlh，25年年平均实际发电量为39305.16kWlh。三、 设备清单一览表名称生产厂商