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 100 ～ 156 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 112 ° 34′～ 114° 33′ , 北纬 39 °03′～ 40° 44′之间。极端最高气温 32 ℃极端最低气温 -13.3 ℃多年平均气温 15.8~16.8 ℃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Ⅶ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） （ kW h）1 月份 2.5476 78.9750 2 月份 2.7384 76.6750 3 月份 3.2681 101.3100 4 月份 3.4923 104.7700 5 月份 2.9008 89.9250 6 月份 3.4012 102.0350 7 月份 3.0532 94.6500 8 月份 2.2863 70.8750 9 月份 2.4012 72.0350 10 月份 3.4447 106.7850 11 月份 3.7563 112.6900 12 月份 2.2892 70.9650 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 mm 2、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=153 33 1.05/ （ 0.7 3 0.5 3 0.8 ） =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 3宽 3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） 220± 15% 输入频率（ Hz） 50 切换方式（可选项）交流输出额定电压（ VAC） 220VAC± 5%额定频率（ Hz） 50± 2Hz输出波形 正弦波过载能力 120% 2 分钟电压稳定精度 (AC) 220± 1.5% 频率稳定精度 50± 0.04 波形失真率（ THD） ≤ 3%（线性负载）动态响应（ 0～ 100%） 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 ) 3043 1753 71.5三、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） （ kW h）1 月份 2.5476 78.975 3948.75 2 月份 2.7384 76.675 3833.75 3 月份 3.2681 101.31 5065.5 4 月份 3.4923 104.77 5238.5 5 月份 2.9008 89.925 4496.25 6 月份 3.4012 102.035 5101.75 7 月份 3.0532 94.65 4732.5 8 月份 2.2863 70.875 3543.75 9 月份 2.4012 72.035 3601.75 10 月份 3.4447 106.785 5339.25 11 月份 3.7563 112.69 5634.5 12 月份 2.2892 70.965 3548.25 合计 2.965 （平均） 1081.69 54084.5经计算，得出本工程年理论发电量为 54084.5kW2 h，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kWh kWh （ kWh）1 月份 3948.75 13.44 530.71 3418.04 2 月份 3833.75 14.43 553.21 3280.54 3 月份 5065.5 16.4 830.74 4234.76 4 月份 5238.5 19.46 1019.41 4219.09 5 月份 4496.25 21.85 982.43 3513.82 6 月份 5101.75 23.47 1197.38 3904.37 7 月份 4732.5 24.86 1176.50 3556.00 8 月份 3543.75 24.51 868.57 2675.18 9 月份 3601.75 22.62 814.72 2787.03 10 月份 5339.25 20.1 1073.19 4266.06 11 月份 5634.5 17.17 967.44 4667.06 12 月份 3548.25 14.43 512.01 3036.24 合计 54084.5 43558.18 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 0.992 43209.71 第 2 年 0.9841 42865.60 第 3 年 0.9762 42521.50 第 4 年 0.9684 42181.74 第 5 年 0.9606 41841.99 第 6 年 0.9529 41506.59 第 7 年 0.9453 41175.55 第 8 年 0.9378 40848.86 第 9 年 0.9303 40522.17 第 10 年 0.9228 40195.49 第 11 年 0.9154 39873.16 第 12 年 0.9081 39555.18 第 13 年 0.9008 39237.21 第 14 年 0.8936 38923.59 第 15 年 0.8865 38614.33 第 16 年 0.8794 38305.06 第 17 年 0.8724 38000.16 第 18 年 0.8654 37695.25 第 19 年 0.8585 37394.70 第 20 年 0.8516 37094.15 第 21 年 0.8448 36797.95 第 22 年 0.838 36501.75 第 23 年 0.8313 36209.92 第 24 年 0.8247 35922.43 第 25 年 0.8181 35634.95 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 kW h， 25年年平均实际发电量为 39305.16kW h。三、 设备清单一览表名称 生产厂商 型号单位数量单价 合价系统设计 -- 项组件 块光伏控制器 台蓄电池 个离网逆变器 台三通连接器 套组件支架 -- 套监控软件 -- 套环境监测仪 -- 套光伏电缆 -- 米 若干电缆桥架 -- 米 若干费用总计售后服务 0 利润（设备总价的 18%，包括税收）合计总价四、 系统安装（ 设备材料领取清点、检测、太阳电池支架制作安装、太阳能电池方阵的安装、电气设备的安装调试、系统的独立运行调试）1、施工顺序2、施工准备（技术准备、现场准备、检测表或检测图）3、验收