光伏离网发电系统设计-模板(含计算)

发 电 系 统(如需 WORD 可编辑版请发电邮 lqq@nengsolar.com申明姓名和所需文件名称 ) 设计报告设计单位： 上海能恩太阳能应用技术有限公司需求单位：设计日期： 2014 年 10 月 25 日目录太阳能光伏行业介绍 . 3公司简介 . 6光伏发电介绍 7光伏发电原理及分类 . 7太阳能光伏发电系统 . 8光伏发电系统的部件构成 9系统设计 . 10 设计要求以及情况 10 软件设计 . 11 倾角设计 12 系统装机容量设计 14 硬件设计 . 18 蓄电池和太阳能电池的选型 18 间距设计 20 发电量预测 . 21 社会环境效益 22 售后服务承诺 24 附件一 25 如认可我公司的技术实力请致电上海能恩太阳能应用技术有限公司技术部 郦（先生）联系电话： 18005730133 产品介绍看企业官网： www.nengsolar.com包括：太阳能路灯太阳能分布式电站太阳能组件太阳能其他产品资料索取： lqq@nengsolar.com设计方案产品介绍产品报价项目案例项目洽谈太阳能光伏行业介绍传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有 20 亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向 了可再生 能源， 希望可再生 能源能 够改变 人 类 的能源 结构 ， 维持长远 的 可持续发展 。 这 之中 太阳能 以 其 独 有的 优势而 成 为 人们重视 的 焦点 。 丰富 的太阳 辐射 能 是重要 的能源， 是取之 不 尽、 用 之不 竭 的 、无污染、廉 价 、 人 类 能 够自由利 用的能源。太阳能 每秒钟 到达地面 的能 量高达 80 万千瓦 ， 假如 把 地 球 表面 0.1%的太阳能 转为 电能， 转变率 5%， 每 年 发 电 量可达 5.6× 1012 千瓦小 时， 相当于 目 前 世界上能 耗 的 40 倍 。当 电 力、煤炭、石油等 不 可再生 能源 频频告急 ，能源 问题 日益成为制约国际社会经济发展 的 瓶颈 时， 越 来 越 多 的 国 家开始实行 “ 阳光计 划” ， 开 发 太阳能 资 源， 寻 求 经济发展 的 新动 力 。 欧洲 一 些 高 水平的 核研究机 构 也开始 转 向 可再生 能源。 截至 2002 年 底 ，太阳能光 伏发 电 制 造能 力 已 达 56 万 kW， 实 际 装机容 量 近 400 万 kW，组件成 本下降 到 3.5 美元／ Wp。 预 计， 2020 年光 伏 组件的价 格将下降 到 1 美元／ Wp 以 下 。目 前 世界 最大 的光 伏工厂 年产 36MW，价 格 为 3-4 美元／ Wp。中国 太阳能 资 源 非 常 丰富 ， 理论储 量达每 年 17000 亿 吨标准 煤 。太阳能 资 源 开 发利 用的 潜 力 非 常 广阔 。 中国地 处北半 球， 南北距离和东西距离 都在 5000 公 里 以 上。在 中国 广阔 的 土 地 上，有 着 丰富 的太阳能 资 源。 大多数 地 区 年 平均 日 辐射量 在 每 平 方 米 4 千瓦 时 以 上， 西藏 日 辐射量 最 高达每 平米 7 千瓦 时。年日 照 时 数大 于 2000 小 时。 与同 纬度 的其他 国 家 相 比 ， 与美 国相 近 ， 比欧洲 、 日 本 优越 得 多 ， 因 而有 巨大 的 开 发 潜 能。 近 20 年 来 ， 中国 光 伏 产 业 长 期 维持 在全球 市场1%左右 的 份额 。 2003、 2004 年 中国 太阳电 池 组件的 生 产 量 有 了 大幅度增 长 ， 2003 年 达 1.2 万千瓦 ， 约 占 世界 份额 的 2.2%， 2004 年 达 3.5 万千瓦 ， 约 占 3%。在 国际 光 伏市场巨大潜 力 的 推动下 ， 各 国 的光 伏 制 造 业争 相 投 入巨资 ， 扩大 生 产， 以 争 一 席 之地 。 中国 作 为 世界能源 消 耗 第二 大 的 国家也 不例 外 。 与 国际 上 蓬勃 发展 的光 伏 发 电 相 比 ， 中国 落后 于发达国家 10-15 年， 甚 至 明显落后 于 印 度 。 但 是 ， 中国 光 伏 产 业 正 以每 年 30%的 速 度增 长 。 作 为 21 世 纪 最 有 潜 力 的能源，太阳能产 业 的 发展 潜 力巨大 。太阳能产 业 是 新 兴 的 朝 阳 行业 ， 再 加 上 良好 的 政策 环境 、 行业本 身 的 特性 ， 使 得太阳能产 业 具 有 较 高 的投 资 价 值 和 发展 潜 力 。公司简介上海能恩太阳能应用技术有限公司， 是 一 家 集 太阳能光 伏 产品的开 发、生 产 销售 为 一 体 的 高 新 技术 企 业 ，公司 经 营 的 主 要 产品有：太阳能 发 电 系 统，太阳能单 晶 、 多 晶 电 池 板 、 太阳能电源 逆 变 器 、 太阳能路灯 、 太阳能 庭院 灯 、 太阳能 草坪 灯 、 太阳能 多 功 能 充 电 器 、 太阳能 广 告 箱 、 太阳能常用 LED 光源。公司成 立后 得到 了地 方 政府 和 社会 各 界的 大 力 支 持 ， 企 业 发展 迅速 ， 与非洲 、 印尼 、 西 班牙 等国 拥 有 业 务合作 ， 现 已 发展 成 为 集 产 、学 、 研 、 科 、 工 、 贸 于 一 体 的 高 新 技术 企 业 ，公司 业 务 全 面 涉及 太阳能光 伏 利 用 领域 。公司 拥 有 大 批管 理 ，技术 和业 务精英 ，在太阳能 利用技术 研 发 上有 着 卓著 的成 绩 。光伏发电介绍光伏发电原理及分类光 子 照 射 到 金属 上时， 它 的能 量可以 被金属 中 某 个电 子 全 部吸收 ，电 子吸收 的能 量 足 够 大 ，能 克服金属内部引 力 做功 ， 离开 金属 表面 逃逸 出 来 ，成 为 光电 子 。“ 光 生 伏 特效 应 ” ， 简称 “ 光 伏 效 应 ” 。 指 光 照 使 不 均 匀 半 导 体 或半 导 体 与 金属 结 合 的不同 部 位 之 间 产 生 电位 差 的 现 象 。 它 首先 是由 光子 （ 光 波） 转 化 为 电 子 、 光能 量转 化 为 电能 量 的 过程； 其 次 ， 是 形 成电 压过程 。有 了 电 压 ， 就像筑 高了 大 坝 ， 如 果两者 之 间连通 ， 就 会 形成电 流 的 回 路。光 伏 发 电，其 基 本 原 理 就 是 “ 光 伏 效 应 ” 。太阳能 专 家 的 任 务 就是要 完 成 制 造电 压 的 工 作 。 因 为要制 造电 压 ， 所 以 完 成光电 转 化 的太阳能电 池 是 阳光 发 电的 关键 。太阳能电 池 ， 通 常 称 为 光 伏 电 池 。 目 前 的 主 要 的太阳能电 池 是 硅太阳能电 池 。用的 硅 是 “ 提纯硅 ” ，其 纯 度 为 “ 11 个 9” ， 比半 导 体 或者说芯片硅片 “ 只 少 两 个 9” ；又 因 为 提纯硅 结 晶后 里 头 的成分不同，分 为 多 晶 硅 和 单 晶 硅； 目 前 ， 单 晶 硅 太阳能电 池 的光电 转 换 率为 15％左右 ， 最 高达 到 了 24％ ， 使 用 寿命 一 般 可达 15 年， 最 高达 25 年，比 转 换 率 仅 12％ 左右 的 多 晶 硅 太阳能电 池 的 综 合性 能价 格比 高 。独 立 光 伏 电站 包括边 远地 区 的 村庄 供电 系 统， 太阳能 户 用电源 系统， 通信信号 电源 、 阴极保护 、 太阳能路灯 等 各 种带 有 蓄 电 池 的 可以独 立 运 行 的光 伏 发 电 系 统。太阳能光伏发电系统太阳能 发 电 系 统 主 要 包括 ：太阳能电 池 组件 （阵列） 、 控 制 器 、蓄 电 池 、 逆 变 器 、 用 户即 照 明 负载 等 组成。其 中 ，太阳能电 池 组件 和蓄 电 池 为 电源 系 统， 控 制 器 和 逆 变 器 为 控 制 保护 系 统， 负载 为 系 统 终端 。1、 太阳能电源 系 统太阳能电 池与 蓄 电 池 组成 系 统的电源单 元 ， 因 此蓄 电 池 性 能 直接影响 着 系 统 工 作特性 。A、 电 池 单 元理论研究 表 明 ，太阳能电 池 组件的 峰 值功 率 Pk， 由当地 的太阳平均 辐射 强 度与 末端 的用电 负荷（ 需电 量 ）决定 。B、 电能 储 存 单 元太阳能电 池 产 生 的 直流 电 先进 入 蓄 电 池储 存 ， 蓄 电 池 的 特性 影响着 系 统的 工 作效 率 和 特性 。 蓄 电 池 技术 是 十 分成 熟 的， 但 其 容 量要 受到 末端 需电 量 ，日 照 时 间（ 发 电时 间） 的 影响 。 因 此蓄 电 池 瓦 时 容 量和 安 时 容 量由 预 定 的 连 续无 日 照 时 间决定 。2、 控 制 器3、 DC-AC 逆 变 器逆 变 器 按激励 方式， 可 分 为自 激 式 振荡 逆 变 和 他 激 式 振荡 逆 变 。主 要 功 能 是 将 蓄 电 池 的 直流 电 逆 变 成 交 流 电。 通过 全 桥 电路， 一 般 采用 SPWM 处理 器 经 过 调 制、 滤 波 、 升 压 等 ，得到 与照 明 负载 频率 f，额 定 电 压 UN 等 匹配 的正 弦交 流 电供 系 统 终端 用 户 使 用。光伏发电系统的部件构成太阳能 发 电 系 统 由 太阳能电 池 组 、 太阳能 控 制 器 、 蓄 电 池 （ 组 ）组成。 如 输 出电源 为 交 流 220V 或 110V， 还需 要 配置 逆 变 器 。 各 部 分的 作 用 为 ：（ 一 ） 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 ；（ 二 ） 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 ；（ 三 ）蓄 电 池 ：一 般 为 铅酸 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 。（ 四 ） 逆 变 器 ：在 很 多场 合 ，都需 要 提 供 220VAC、 110VAC 的 交 流 电源。 由于太阳能的 直接 输 出一 般 都 是 12VDC、 24VDC、 48VDC。 为 能向 220VAC的电 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 DC-AC 逆 变 器 。在 某 些场 合 ，需 要 使 用 多 种电 压 的 负载 时， 也 要 用到 DC-DC 逆 变 器 ， 如 将 24VDC 的电能 转 换成 5VDC 的电能 （ 注意 ，不 是 简 单的 降 压） 。系统设计设计要求以及情况系 统设计 之前 首先 了 解客 户 需 要 ， 每 天 所带 的 负载 （决定 太阳能电 池 板 多大 ） ， 负载 的 性 质 包括 交 流 、 直流（决定 是 否 需 要 逆 变 器 ） ，根据 天 气 和 周围 市 电 情况 ， 比 较 用 市 电还 是 其他 混 合 动 力以 此 尽量 降低 系 统成 本 。 以 及 需 要了 解 现 场 周围交 通 是 否 方 便 以 决定 用 什么 运 输工 具 ， 根据 工 程所 在 地 雷 电 、 周围 接 地 保护 措施 和 泥 土 电 阻 等 情况确定 是 否 需 要 做 闪 接 器 保护 和 是 否 做 独 立 的 接 地 保护 措施 。负 载 （ 十 四层 ）功 耗 4912W 交 /直流 220V 交 流性 质 LED 、 泛 光灯组 合市 电 周围 连接 市 电 较 方 便 （ 可 用 市 电 互补 ）连 续 阴 雨 使 用 市 电 互补 可 节省负 载 （ 十 八层 ）功 耗 1925W 交 /直流 220V 交 流性 质 LED 市 电 周围 连接 市 电 较 方 便 （ 可 用 市 电 互补 ）连 续 阴 雨 2 天 气地点 上海辐射量 水平 面辐射 总 量 在 2.1— 4.9mW/cm2· D 具体 辐射 数 据参考附 件一软件设计系 统 软 件设计 包括负载 功 率 和 用电 量 的统计 和 计 算 ， 太阳能在方阵 倾斜 面 的 辐射量 的计 算 ， 太阳能电 池 组件 和 蓄 电 池 用 量 的计 算 和 二者 之 间 的 相 互匹配 的 优 化 设计， 太阳能电 池 方 阵安 装 倾角 ， 系 统 运 行情况 的 预 测 和 系 统 经济 效 益的分 析 等倾角设计倾角 的设计应 该 结 合 多 方 面 的 因 素考虑（ 1）连续性在一年 中 太阳 辐射 总 量 大 体 上 是 逐 月 连 续变 化 的 ， 将水平 辐射总 量 较 大 的 连 续 六 个月 称 为 “ 夏 半 年 ” 较 小 的 称 为 “ 冬 半 年 ” 不同的倾角 对应不同 辐射量（ 2）均匀性选择倾角 ， 使 方 阵 面 上全年 接 收 到的 平均 日 辐射量 比 较 均 匀 ， 即“ 夏 半 年 ”与“ 冬 半 年 ”比 较 接 近 ， 以 免 夏 天 接 收 的 辐射量 过 大 ，造成 浪费 。（ 3）极大性选择倾角 时候 尽量 使 “ 冬 半 年 ” 辐射量 得到 最大 （ 不一 定 是辐射最 弱 月得到 最大 辐射量 ） ，同时 考虑 全年 辐射 总 量 不 要 太 小 。下 面是 不同 倾角 下 斜 面 上的 辐射量 数 据倾角 冬 半 年 夏 半 年 年 平均12 2.84 4.39 3.61 13 2.85 4.38 3.62 . . . . . . . . . . . . 29 3.084 4.222 3.653 . . . . . . . . . . . . 61 3.04 3.31 3.18 62 3.03 3.27 3.15 根据 以 上 数 据 上海 纬度 32° 本 系 统在 选择 系 统 倾角 时 与 普 通 的独 立系 统有 所差 别 。1.系 统 以 考虑 满 足 冬夏 不同 负载 为优 先 ， 冬 天 工 作 4 小 时 、 夏 天工 作 5.5 小 时。2.确 定 本 系 统 最 佳 倾角 为 29° 。其 中 夏 半 年 平均 日 照 时 数 为4.222h， 冬 半 年 平均 日 照 时 数 为 3.084h。3.选择 此 倾角 在 抗风 设计方 面 有 较 大 优势 。4.此 倾角 可 减少组件的 占 地面 积 。系统装机容量设计十四层楼系统设计计算（ 1）系统耗电量Q=W╳ N/U =4912╳ 1/220=22.33Ah W：单个 负载 大 小N： 负载 数 量U： 系 统电 压（ 2）蓄电池的容量C=4321TDhhhh ·····QD： 连 续 阴 雨 天 数T： 负载 工 作 时 间η 1： 放 电 深 度η 2： 逆 变 效 率η 3： 输 出 线损η 4： 蓄 电 池 放 电 效 率冬 天 每 天 工 作 4 小 时C 冬 =22.33*（ 2+1） *4/0.5/0.8/0.98/0.9=759.6Ah 夏 天 每 天 工 作 5.5 小 时C 夏 =22.33*（ 2+1） *5.5/0.5/0.8/0.98/0.9=1044.4Ah C 冬