太阳能供电系统技术方案

太阳能供电系统技术方案1、技术方案1.1、项目概况计划在北京天通苑度假村安装独立式太阳能庭院灯、草坪等，并且做一个独立供电系统，为某套客房的照明提供太阳能电力。1.2、气象条件月份各月水平面上的平均日辐射

(kWh/m²/日)月平均温度

(°C)各月光伏阵列水平面上的平均日辐射

(kWh/m²/日)一月2.08-4.33.33二月2.89-1.93.98三月3.725.14.36四月5.0013.65.27五月5.4420.05.28六月5.4724.25.14七月4.2225.94.03八月4.2224.64.24九月3.9219.64.36十月3.1912.74.08十一月2.224.33.33十二月1.81-2.22.97根据上述资料，为保证系统能够全年正常工作，以平均标准日照3.3小时计算，连续阴雨天3天以上能够正常工作。1.3、设计依据太阳能电源系统的制造、验收和交接试验应符合国家标准及行业标准，国家标准及行业标准未提及部分参考IEC标准。GB19064《家用太阳能电源系统技术条件和试验方法》GB/T9535《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》GB/T18479《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB50054《低压配电设计规范》GB17478《低压直流电源设备的特性和安全要求》GB6495《光伏器件》GB/T17626《电磁兼容试验和测量技术》GB13337.1 《固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件》YD799《通信用阀控式密封铅酸电池》GB191《包装贮运标志》GBJ232－82《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ17-88《钢结构技术规范》GBJ9-87《建筑结构荷载规范》GB/T7000.1-2002灯具一般安全要求与试验CJJ89-2001城市道路照明工程施工与验收标准CJJ45-9城市道路照明设计标准GB/T11373-1989热喷涂金属件表面处理通则1.4、独立式太阳能庭院灯的设计根据客户提供的图纸，建议在道路两边安装4.5米庭院灯。光源采用DC12V/15W三基色节能灯（灯型可以和客户协商确定，如果是双灯头灯型，选用2盏7W节能灯）。每天工作6-8小时。连续阴雨天3天以上仍能够正常工作。灯具和光源的设计选型：根据图纸，建议选用DC12V15W三基色节能灯。发光效率大于50lm/W，寿命大于6000小时，通过国家电光源质量监督检验中心检测。类型负载功率（W）工作电压（V）工作时间(H)备电天数(D)负载消耗电量(WH)节能灯15W节能灯128390太阳能电池组件容量设计选型：太阳电池组件容量=（负载功率*负载日工作时间）/平均日照时数[3.5]/PV充电效率[0.7]/蓄电池充电效率[0.95]/系统匹配损失[0.95]=15*8/3.3/0.7/0.95/0.95=57.6Wp实际选择太阳电池组件容量：60Wp。蓄电池的设计选型：DOD:蓄电池的放电深度：60%蓄电池容量计算公式如下：蓄电池容量=负载耗电量*备电时间/蓄电池放电深度/系统工作电压=15*8*4/0.6/12=66Ah实际选择蓄电池的容量为：12V/65Ah路灯控制器的设计选型：系统额定电压：DC12V输入电流=60W/17V*1.25=4.5A实际选择控制器容量：5A主要技术参数：型号12V/10A路灯专用太阳能控制器总额定充电电流5A总额定负载电流5A系统电压12V过载1.25倍额定电流60秒.1.5倍额定电流5秒时过载保护动作.短路保护≥3倍额定电流短路保护动作空载损耗≤6mA（含指示灯LED功耗）充电回路压降不大于0.26V放电回路压降不大于0.15V超压保护17V工作温度工业级：-35℃至+55℃；提升充电电压14.6V；(维持时间：10min)（仅当出现过放电时调用）直充充电电压14.4V；(维持时间：10min)浮充13.6V；(维持时间：直至降到充电返回电压动作)充电返回电压13.2V；温度补偿-5mv/℃/2V（提升、直充、浮充、充电返回电压补偿）欠压电压12.0V；过放电压11.1V-放电率补偿修正的初始过放电压（空载电压）；过放返回电压12.6V；控制方式充电为优化PWM脉宽调制主体灯杆的设计选型：作为太阳能路灯设备，由于太阳能电池板面积比较大，且考虑安全及采光等因素，都放在杆顶部，因此风力对杆体作用力主要考虑太阳能电池板上，在灯杆主体设计过程中必须考虑整个结构的风荷载因素对结构的影响，通过风荷载计算，选择灯杆主体结构为：上细下粗变径杆，下部粗杆为直径140mm钢管，上部细杆部分为76mm钢管，表面镀锌喷塑处理；杆体通过下部法兰与水泥基础紧固。灯杆高度4.5米。抗风设计：在太阳能路灯系统中，一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两方面，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两方面分别做分析。太阳能电池组件支架的抗风设计：我司生产的太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2400Pa。抗风系数选定为27m/s（相当于十级风），考虑本组件的结构安装方式（倾斜安装），根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有332Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。

本项乡村道路太阳能路灯的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用Q235-4.8级M8国标螺栓8个固定连接。抗拉力为170MPa,根据上述风荷载值为332Pa,则实际每个螺栓的受力为332Pa/4=83Pa<<170MPa，能够满足抗风能力的要求。路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下：电池板倾角A=45度，灯杆高度=4.5m，设计选取灯杆底部焊缝宽度δ

=

3.5mm，灯杆底部外径

=

140mm。如上图，焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为：PQ

=

[4500+（140+6）/tan45]×Sin45

=3285mm

=3.285m所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M

=

F×3.285。根据27m/s的设计最大允许风速，根据风基本荷载计算公式：ωk=βzμzμsω0=27²/1600=0.456KN·㎡本项目单灯头太阳能路灯灯电池板的基本荷载为332N。所以，M

=

F×3.285

=

332×3.285

=

1090N。根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W

=

π×（3r²δ＋3rδ²＋δ³）。上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。破坏面抵抗矩W=π×（3r²δ＋3rδ²＋δ³）/4

=π×（3×37²×3.5＋3×37×3.5²＋3.5³）/4=

12385mm3=12.39×10－6

m3风荷载在破坏面上作用矩引起的应力

=

M/W

=

1090/（12.39×10-6）=97.66×106Pa

=87.97MPa＜＜215MPa

其中，215

MPa是Q235钢的抗弯强度。所以，设计选取的焊缝宽度满足要求。本产品采用静电涂装新技术，以FP专业建材涂料为主，可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求，同时产品自洁性高、抗蚀性强，耐老化，适用于任何气候环境。加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装，使产品性能大大提高。太阳能路灯地基基础的设计：太阳能路灯地基结构示意图根据灯杆主体的技术要求，地基基础设计应保障在风力为最大不超过27m/s时，保证灯杆主体能够承受风力的影响，保障灯体结构稳定性。根据上述原则，太阳能路灯设备基础设计如上图所示。路灯基础外形尺寸为400*400*600毫米，混凝土重量G=0.4×0.4×0.6×混凝土密度为（25KN/m3）=2400N，根据上述计算风荷载最大上拔力为780N<<G，能够满足稳固性要求。路灯基础混凝土强度等级不低于C25，机械搅拌，机械振捣施工。和灯杆连接的地脚螺栓为M18，经过防腐处理。基础内部预埋直径30毫米的PVC管，并连接到蓄电池室。管内穿蓄电池到控制器的电缆。施工完毕后密封管口，并在管与蓄电池室预留孔周围涂密封胶，做防潮处理。蓄电池室采用混凝土现场浇注，强度等级不低于C25，上表面距离地表300毫米以上。内部放置装蓄电池的玻璃钢箱体，以加强防水能力。内表面做防渗处理。太阳能路灯系统配置名称规格单位数量价格备注太阳能电池板60Wp块1路灯控制器12V/5A台1光控+8H蓄电池12V/65Ah块1蓄电池箱玻璃钢只1橡套线2*1.5mm2米15照明光源15W节能灯套1PHOCOS灯杆4.5米套1总价说明：以上价格不含土建、运输、安装调试费用2、质量保证措施2.1、产品的质量保证我司针对本项目所选光源为国内优质产品，保证光源光衰不高于5%；光源采用先进了的启动控制电路，可以保证当蓄电池充放电电压发生变化时，保持光源工作的稳定性，进而提高光源的使用寿命，我司为本项目提供的光源产品保证使用寿命大于6000小时。蓄电池由我司的合格供应商提供，该公司具有多年从事太阳能专用蓄电池的生产及应用经验，是中国移动公司的入围合格供应商，产品广泛应用在我国的各行各业，具有非常丰富的蓄电池生产经验及规模生产能力。本项目蓄电池安装方式采用埋地方式，蓄电池外加具有保温功能的密封玻璃钢箱，且在蓄电池与玻璃钢箱缝隙之间加有保温泡沫，密封等级IP65，放水、防潮、保温，可以确保在环境温度-20度~+50度时正常工作，完全满足本项目产品在北京地区的使用条件。控制器采用大规模的数字芯片作为核心控制单元集成度高，控制精确；采用了整体防潮处理，可在恶劣的工作环境下长期可靠运行；蓄电池的充放电控制采用电子开关，寿命长、无噪音。天威英利的电池组件具有高效率、安装方便等优点，电池转换效率大于15%。电池组件在恶劣的环境下，仍然保持高效率，合理的安装组件能保证25年的使用寿命。电池片的上面用EVA和低铁钢化玻璃；下面用EVA和背板，防止灰尘，潮湿。电池组件已经通过国际上通用的TUV认证，UL认证，CE认证。灯杆、电池板支架采用Q235国标钢管制作，并经过热镀锌喷塑工艺处理，可以防腐、防锈，达到了最严格的AAMA2605.2005的要求，其它指标均已达到或超过GB的相关要求。经过了抗风力计算，满足风速为27m/s的抗弯要求，高于技术规格要求，寿命十年以上。2.2、运行的质量保证施工过程中严格按照我公司的《太阳能路灯安装操作规程》进行操作，以保证安装质量。调试过程中对业主的维护人员进行现场培训，使其能够掌握一定的技术知识，能够判断简单的故障原因并进行处理。初步验收结束后，对所有维护人员进行集中培训，主要是理论方面的基本知识。包括太阳能发电系统的基本原理、系统构成、各部件的更能等。负责培训的人员均是我公司的骨干技术力量，从事了多年的太阳能行业，具有丰富的专业知识和很强的动手能力。3、售后服务和培训3.1、售后服务中标后，我公司将根据客户要求的时间按期完成所有太阳能灯设备的安装、调试，稳定过渡到试运行，并完成对业主维护人员的培训。我公司提供的所有产品和设备都将是全新的，所有产品（包括硬件和软件）都没有涉及到知识产权的问题，如果有第三方对此提出异议，我公司将承担全部责任并负责处理此事，与业主没有任何关系。在质量保证期内（整套系统设备为自最终验收合格之日起后的一年），由于设计、工艺、材料或包装、运输等引起的缺陷由卖方负责。质量保证期本项目自最终验收合格之日起，进入质量保证期，时间为12个月。在质量保证期内，对任何因安装工艺、材料和产品质量而造成的设备或部件的损坏，我司将提供无偿的更换和维修。在质量保证期内，卖方在接到业主的故障通知后，确认属于质量问题的，在48小时内免费维修或者更换有缺陷的零部件。各部件的保质期为：太阳能板3年，控制器1年，蓄电池1年，光源1年。在保修期内对除人为因素和法律规定的不可抗力因素外造成的设备故障提供的维修和维护，属于免费维修范围，不另外收取任何费用。质量保证期以外的服务在超过质量保证期后，对由于各种原因造成的系统设备的更换，我们承诺将以成本价格进行维修或更换，以满足用户的使用需求。即使超出保修期，我们仍将提供系统的终身技术服务以及电话咨询。免费的技术支持我们充分地理解业主可能在使用过程中提出一些新的需求，公司将根据自己的技术能力为业主提供技术服务和技术支持。随时为业主提供所需要的技术咨询服务，支持维护系统的稳定运行和扩展、升级。即使超过保修期，我公司也将提供长期的电话咨询和技术支持，方便客户的后期维护和整套设备的升级。软件升级采用全免费的政策，由我公司免费提供。快速响应我公司提供7X24小时电话支持和技术服务。系统运行出现任何故障，接到用户报修，维修响应时间为1小时内，24小时内派人到现场维修。3.3、培训计划本培训是以培养业主的系统管理和维护人员做为人员培训的重要目标。在培训中尽详细地介绍系统的相关使用及维护方法。作为售中、售后服务不可缺少的一部分，我公司一直致力于为用户提供及时、有效的培训服务，我们一直认为，用户维护人员的能力和水平是保持系统设备正常运转的有力保障，我们希望通过培训这一环节为用户提供更多的支持和帮助。通过培训，使管理者达到深刻理解系统结构，掌握设备工作原理，熟悉系统操作过程，简单故障分析处理的水平。培训分为理论培训和现场培训，要求接受培训的人员具有高中以上学历，懂汉语。理论培训在乡政府