太阳能离网发电系统设计文档

江西工业工程职业学校实验报告课程名称： 太阳能离网发电系统设计学 号： 2010 姓 名：指导老师：离网型光伏发电系统一、 工程概述离网型光伏发电系统是由光伏组件发电，经控制器对蓄电池进行充放电管理，并给直流负载提供电能或通过逆变器给交流负载提供电能的一种新型电源。广泛应用于环境恶劣的高原、海岛、偏远山区及野外作业，也可作为通讯基站、广告灯箱、路灯等供电电源。光伏发电系统利用取之不尽、用之不竭的自然能源，可有效缓解电力短缺地区的需求矛盾，解决偏远地区的生活及通讯问题。改善全球生态环境，促进人类可持续发展。离网发电系统组成部分功能简介：· 光伏电池板 为发电部件。· 光伏控制器 对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。蓄电池的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。· 逆变器 负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。二、方案设计统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。离网型光伏发电系统示意图（ 1）太阳能电池组件是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最高的邮件，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能；（ 2）太阳能充放电控制器也称 “ 光伏控制器 ” 其作用是对太阳能电池组件所发的带您能进行调节和控制，最大的限度地对蓄电池进行充电，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，光伏控制器应具备温度补偿的功能。（ 3）蓄电池组其主要任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。（ 4）离网型逆变器离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。为了他搞光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行。离网光伏的特点：无枯竭危险；绝对干净（无污染，除蓄电池外）；不受资源分布地域的限制；可在用电处就近发电；能源质量高；可再生能源，使用者从感情上容易接受；获取能源花费的时间短；供电系统工作可靠；光伏系统的组成和原理：光伏系统的原理：太阳能光伏发电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池的控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。晶体硅太阳电池组件分类：（皇明太阳能）太阳电池组件封装结构：标准晶体硅太阳电池组件采用的封装结构为：由低铁钢化为玻璃 — EVA— 太阳电池 — EVA — TPT 层叠封装后，再组装铝合金边框和接线盒。太阳电池组件封装材料：组件的工作寿命与封装材料和封装工艺有很大的关系，封装件的寿命决定组件寿命的重要因素。主要封装材料：1.玻璃：采用绒面低铁钢化玻璃（又称白玻璃），厚度 3.2mm ，透光率达 89% 以上。2.EVA ：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的优质 EVA （乙烯 — 醋酸乙烯共聚物）膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、 TPT 之间的连接剂。具有高透光率（胶膜固化后透光率大于等于 89.5% ）和抗老化能力。3.TPT （聚氟乙烯复合膜）：用于太阳电池组件封装的 TPT 至少应该有三层结构：外层保护层 PVF具有良好的抗环境侵蚀力，中间层为聚酯薄膜具有良好的绝缘性能，内层 PVF 需经表面处理和 EVA 具有良好的粘接性能。另外其颜色为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其据哟较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，提高组件的效率。太阳能电池组件的十大危险点：1.组件功率负偏差2.电池片逆电流3.EVA 黄变、脱层、气泡4.TPT 折皱5.接线盒防水性和电极接触强度6.铝边框强度和耐腐蚀性7.组件点绝缘性8.玻璃透光率及玻璃强度9.组件等外片10.组件密封皇明优势：原材料优选经过 TUV 认证和国际知名品牌产品原材料要进行严格的耐紫外线老化测试，紫外光照射 100h, 无明显黄变、龟裂、气泡脱层现象，透光率下降不超过 5% 每批订单都要进行严格的交联度测试，交联度检测标准值为 75%~90% 严格的玻璃强度测试及尺寸稳定性能测试。胶膜与 TPT 之间的剥离强度检测标准值大于等于35N/cm ，胶膜与玻璃之间的剥离强度检测标准值大于等于 40N/cm 严格的可见光透光率检测，检测标准值大于等于 89.5% 严格的湿热试验，在 85 摄氏度， 85% 相对湿度环境中试验 1000h ，试样无气泡、脱层，透光率下降不超过 5% 优选原材料，选用经过 TUV 认证和国际知名品牌产品选用耐压直流 1000V 以上的 TPT 背叛，保证组件的耐压性能TPT 要经过高精度绝缘耐压测试设备严格把关测试，模拟电压可达到 3000V ，绝缘电阻值大于等于100M BIPV-- 温屏光伏组件温屏光伏组件结构：1.PVB 胶膜2.超白钢化玻璃3.太阳电池4.浮法钢化玻璃5.中空层6.金属膜，以及接线盒、密封胶（丁基胶）、结构胶（聚硫胶或者硅酮胶）。三．工程造价电池板的选型本方案选用 230W 的单晶硅电池板， 则总共需要 8 块， 总功率为1.84KW。所选电池板的基本技术参数如下所示 : 太阳电池种类 单晶硅太阳电池生产厂家 兆阳光伏太阳电池组件生产厂家 兆阳光伏太阳电池组件型号 SR-M660230 指标 单位 数 据峰值功率 Wp 230 开路电压（ Voc） V 37.23 短路电流（ Isc） A 8.18工作电压（ Vmppt） V 30.48 工作电流（ Imppt） A 7.55 尺寸 mm 1630× 992× 48 电池板阵列的布置系统的额定电压为 24V， 所以电池板阵列输出电压不能太大， 根据电压的限制，这里电池板直接并联接入控制器。电池板采用支架结构是电池板成 37°倾角，电池板采取竖立放置， 8 块电池板按两排进行布置。前后排之间间隔为 2.5m。控制器的设计控制器选择南京冠亚的 GS- 80PCD6-V，其主要参数如下：型号 GS- 80PCD6-V 额定电压（ VDC） (V) 24 负载最大电流（ A） 80 充电最大电流（ A） 80 充电路数 6 最大开路电压（ VDC） 50 过充 （ VDC）保护 28.8(可设定 ) 恢复 26.4(可设定 ) 过放 （ VDC）断开 21.6(可设定 ) 恢复 26.4(可设定 ) 负载过压断开 35.0(可设定 ) 恢复 33.0(可设定 ) 空载电流（ mA） 300 显示方式 数码显示电压降落太阳能电池与蓄电池之间 ( V ) 0.7 蓄电池与负载之间 ( V ) 0.03 机械尺寸 深 × 宽 × 高 ( mm ) 380× 450× 650 使用环境 (℃ ) -20℃～ +50℃海拔高度 ≤ 5500逆变器选择南京冠亚的 GN-1.5KCSP-R， 其具体技术参数见下表：型 号 GN-1.5KCSP-R 额定容量（ KVA） 1.5 直流输入额定输入电压（ VDC） 24V 欠压点 (VDC） 21.6 欠压恢复点 (VDC) 25.2 过压点（ VDC） 35 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） 00、 11、 12、 21 交流输出额定电压（ VAC） 220 额定频率（ Hz） 50 输出波形 正弦波过载能力 120% 1 分钟电压稳定精度 (AC) 220± 3% 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%） 5% 功率因数（ PF） 0.8 逆变效率 ≥ 85% 峰值系数（ CF） 3:01 环境绝缘强度 1200VAC 1分钟噪音（ dB、 1 米） ≤ 50dB 使用环境温度 ( ℃ ) -10 ℃～ +50℃储存环境温度 ( ℃ ) -20 ℃～ +70℃使用海拔（ m） ≤ 5000 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 ) 500× 483× 267 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 1 组件 230Wp 晶硅 块 8 光伏控制器 GS- 80PCD6-V 台 1 蓄电池 6-GFM-150 个 10 离网逆变器 GN-1.5KCSP-R 台 1 三通连接器 套 2 组件支架 -- 套 1.84KWp 监控软件 -- 套 1 环境监测仪 -- 套 1 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）合计总价心 得. 经过这次的光伏技术实训 , 我个人得到了不少的收获 ,一方面加深了我对课本理论的认识 , 另一方面也提高了实训操作能力。现在我总结了以下的体会和经验。这次的实训跟我们以前做的实训不同，因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实训最宝贵，最深刻的。就是实训的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实训的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实训原理，而且体会到了实训的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。我们做实训绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这样我们就要有充分的准备，若是做了也不知道是个什么实训，那么做了也是白做。实训总是与课本知识相关的，就必须回顾课本的知识，知道实验时将要测量什么电工数据，写报告时怎么处理这些结构、参数计算、成本估算。谢2012-5-23