印尼离网光伏方案说明书0705

Shenzhen Golden Glass Building Integrated Photovoltaic Technologies Limited1印尼光伏离网系统方案说明书设计： 校对： 审核： 批准： 深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司2011-07-05Shenzhen Golden Glass Building Integrated Photovoltaic Technologies Limited2目录一、项目概况.2二、光伏发电系统原理.21.并网光伏系统.22.离网光伏系统.3三、系统设计依据.43.1 地理位置 .43.2 气象资料 .43.3 系统设计的相关标准 .63.4 系统的设计原则 .6四、系统设计方案.74.1 设计数据 .74.2 设计思路 .84.3 设计方案 .84.3 发电量统计与效益分析10五、光伏设计方案说明135.1 玻璃光伏组件 145.2 太阳能控制器 155.3 蓄电池（组） 17深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司3一、项目概况印度尼西亚共和国（印度尼西亚语：Republik Indonesia） ，简称印度尼西亚或印尼，为东南亚国家之一；由上万个岛屿组成，是全世界最大的群岛国家，疆域横跨亚洲及大洋洲，别称“千岛之国” 。二、光伏发电系统原理太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件，利用半导体材料的电子学特性，当太阳光照射在半导体 PN 结上，由于 P－N 结势垒区产生了较强的内建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在内建静电场的作用下，各自向相反方向运动，离开势垒区，结果使 P 区电势升高，N 区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能。太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类，一类是并网发电系统，即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂；另一类是独立式发电系统，即在自己的闭路系统内部形成电路。并网发电系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。而独立式发电系统光伏数组首先会将接收来的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。1. 并网光伏系统图2-1 并网型光伏系统原理图并网光伏系统最大的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入建筑物内部的电网，供给建筑物内部的深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司4负载使用。在阴雨天或夜晚，光伏阵列没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由公共电网给负载供电。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力从而减小了能量的损耗 ，降低了光伏系统的成本。系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等指标的要求。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能光伏组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，还可以对公用电网起到调峰作用。2. 离网光伏系统图2-2 离网型光伏系统原理图太阳能独立光伏发电系统的与并网相比最大特点就是会将光伏组件发出的电能储存在蓄电池当中。其原理如下:白天利用太阳能发电，直接给直流或交流负载供电，将多余的电量储存在蓄电池当中，晚上利用蓄电池中的电能为负载供电，其优点是能够根据具体用电情况，不受电网覆盖、地理位置的约束，实地配备的光伏供电系统。离网型光伏发电系统的构成主要包括：太阳电池组件、蓄电池、太阳能控制器、逆变器（交流负载） 、配电柜和汇流箱等。根据用户提供的资料和要求，为了突出贵公司的行业特色，作为一个示范项目，本光伏发电系统工程采用离网系统进行设计。深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司5三、系统设计依据 3.1 地理位置 印度尼西亚由太平洋和印度洋之间17508个大小岛屿组成，其中约6000个有人居住。火山有400多座，其中活火山有77座。世界上有两大地震带：环太平洋地震带和地中海-喜玛拉雅地震带。印度尼西亚处在环太平洋地震带中，是一个多地震的国家。海岸线长3.5万公里榆林市位于陕西省最北部，地处陕甘宁蒙晋五省（区）接壤地带，位于东经107°28′～111°15′，北纬36°57′～39°34′之间。东临黄河与山西相望，西连宁夏、甘肃，北邻内蒙鄂尔多斯市，南接本省延安。黄河沿东界南下涉境400多公里，古长城横贯东西700多公里。地貌大体以长城为界，北部为风沙草滩区，占总面积的42%，南部为黄土丘陵沟壑区，占总面积的58%。平均海拔1300米，气候属暖温带和温带半干旱大陆性季风气候，年平均气温10℃，年平均降水量400毫米左右。境内有53条河流，北部有200多个内陆湖泊，其中红碱淖为陕西最大的内陆湖，总面积67平方公里，总蓄水量10亿立方米。3.2 气象资料印尼地区气象数据表月份 月平均温度(℃) 太阳水平辐照量 (kWh/m2/day) 风速 (m/s)1 25.5 4.44 22 25.7 4.65 1.93 25.9 4.69 1.74 26 4.55 1.45 26.2 4.45 1.96 25.9 4.31 2.27 25.7 4.41 2.78 26.2 4.75 2.89 26.6 4.95 2.210 26.7 4.79 1.611 26 4.54 1.712 25.6 4.39 1.9平均 25.5 4.44 2说明：以上数据来源于 NASA 网站资料。深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司624.82525.225.425.625.82626.226.426.626.81 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月 份平均温度 系 列 13.844.24.44.64.851 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月 份太阳水平辐照量系 列 100.511.522.531 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月 份风速 系 列 1深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司73.3 系统设计的相关标准 ● IEC 61215 《 地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定和定型 》● IEC6173O.l《光伏组件的安全性构造要求》● IEC6173O.2《光伏组件的安全性测试要求》● GB 50057-2000《建筑物防雷设计规范》● GB/T18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统--概述和导则》● GB/T 20046-2006《光伏系统电网接口特性》 （IEC 61727：2004）● SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护—导则》● GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》● GB/T 12325-2003 电能质量 供电电压允许偏差● GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波● CECS 85：96 太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范● GB 50168-2006 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范● GB 50169-2006 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范● DL/T 5137 电测量及电能计量装置设计技术规程● JGJ203-2010 《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》3.4 系统的设计原则 ◆ 合理投入，达到实用的发电效果；◆ 利用清洁能源——太阳能，有效减排，以达成环保目标；◆ 充分利用太阳能，减少过多的走线；◆ 采用适用于本项目使用的材料；◆ 因为整个光伏发电系统的面积相对较小，对系统的走线都有很严格的要求，所以对电缆的走线进行了严格的设计以减小线损。◆ 分成若干供电系统避免了由于中心逆变器的失效而造成整个光伏发电系统停止供电，从而增加了整个系统的安全性和可靠性，同时使维护变得更加方便。◆ 合理地设计光伏组件的固定结构，考虑的恶劣环境如：强风、暴雨和雷电等对该装置的破坏因素等。深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司8四、系统设计方案 4.1 设计数据 1. 负载名称：信号、通信等负载设备2. 系统电压：DC220V3. 组件类型：构件型单晶硅光伏组件4. 组件规格：180wp 单晶硅，3.2mm 超白玻璃+（EVA+cells）+TPT，1606x807 x 45mm5. 安装容量如下：序号 光伏站点 负荷容量 数量 单位1 光伏站点 1 19KW 2 套2 光伏站点 2 17KW 4 套3 光伏站点 3 12KW 1 套4 光伏站点 4 6KW 1 套5 光伏站点 5 4KW 9 套6 光伏站点 6 2KW 8 套表 4-1 系统站点分配4.2 设计思路1. 对于光伏容量较大的站点建议采用 220V 系统电压，这样可以系统减小电流，减少过多的走线，提高系统的效率。2. 对于较大容量的系统将分为多个子系统，通过直流母线进行汇流3. 方案通过太阳能光伏组件的容量选择适合的光伏控制器型号4. 方案通过站点负载设备情况选择适合的离网逆变器型号4.3 设计方案（以负荷容量 19kw 为例）1. 系统系统设计地点：east Kalimantan北纬： 1.27°S东经：116°E地表系数：0.20系统电压：220VDC深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司9可供日耗电量：456KWh（24 小时工作时间）系统离网系统设计数据太阳能光伏组件参数 蓄电池参数安装角度：15° 最大连续阴雨天：1 天 最大连续阴雨天：2 天最大充电电流：665A（3 个子系统）蓄电池工作温度：25℃ 蓄电池工作温度：25℃系统容量：170100Wp 总蓄电池容量：3000AH 总蓄电池容量：6000AHGG-PV72M-P180,4.93A,36V 型号： 3000AH,2V 型号： 3000AH,2V7(S)X135 (P)=945 块 数量：110(S)X1(P)=110数量：110(S)X2(P)=220月份 水平辐射Kwh/day15°辐射Kwh/day光伏输出Kwh/day负载耗电Kwh/day系统效率AVG.EFF供电情况JAN 442 476 619.53 492.97 0.925 100%FEB 482 501 640.92 492.97 0.925 100%MAR 480 478 609.24 492.97 0.925 100%APR 459 438 561.07 492.97 0.925 100%MAY 445 409 522.49 492.97 0.925 100%JUN 430 388 493.75 492.97 0.925 100%JUL 453 411 530.16 492.97 0.925 100%AUG 457 430 551.28 492.97 0.925 100%SEP 462 453 583.24 492.97 0.925 100%OCT 461 472 615.52 492.97 0.925 100%NOV 433 461 599.90 492.97 0.925 100%DEC 428 466 603.75 492.97 0.925 100% 蓄电池容量计算BC=A×QL×NL×TO／CC =1.1×456kwh/220V×1 天×1/0.75=3000AH式中：A 为安全系数，取 1.1～1.4 之间； QL 为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数； NL 为最长连续阴雨天数； TO 为温度修正系数，一般在 0℃以上取 1，－10 ℃以上取 1.1，－10℃以下取 1.2； CC 为蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取 0.75，碱性镍镉蓄电池取 0.85。 太阳能电池方阵计算太阳能电池组件串联数 Ns==（Uf＋UD＋Uc）/Uoc= （245+0.7+4）/36.4=7 串深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司10（式中：UR 为太阳能电池方阵输出最小电压； Uoc 为太阳能电池组件的最佳工作电压； Uf 为蓄电池浮充电压； UD 为二极管压降，一般取 0.7V； UC 为其它因数引起的压降。）太阳能电池组件并联数 Np=Qf×η 1/（Qz ×η 2×η 3×η 4）=456×1000×1.05/220/0.9/0.9/0.9/4.93/4.58=135 并（式中：Qf 为负载日耗电量 AH；Qz 为组件日发电量 AH）P=Po×Ns×Np=180×7 串×135 并=170.10KW（式中：Po 为太阳能电池组件的额定功率；Np 为太阳能电池组件并联数；η 1为蓄电池放电效率修正系数；η 2为太阳能方阵受尘污或老化的修正系数；η 3为光伏控制器的效率修正系数；η 4为逆变器交流回路损耗的修正系数）说明：上述设计计算过程是针对负荷容量 19KW，该离网系统需要配置170.10KW 太阳能光伏容量，平均分成 3 个子系统，每个子系统由 1 台 SD220 300 光伏逆变器控制，最后通过直流母线给蓄电池充电，再通过光伏逆变器给交流负载供电，该系统每天可供应 456 度电左右。其余站型配置详见表 5-1五、光伏设计方案说明 该项目光伏发电系统主要由太阳电池组件、直流电力电缆、直流汇线箱、太阳能控制器、直流配电柜等组成。系统连接示意如下图：深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司11深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司12表 5-1：离网光伏系统配置清单单套系统设备蓄电池组序号 安装部位系统容量 数量系统电压（V）180Wp组件数量(块)组件安装面积(m2)实际安装容量接线方式 光伏控制器光伏逆变器 1 天 2 天1 车站 19kW 2 套 220 945 1230 170.10KW 7 串 135 并 3 台 SD220 300 SN220 30KCSD1 3000AH/220V 6000AH/220V2 港口调度 17kW 4 套 220 854 1110 153.72KW 7 串 122 并 3 台 SD220 300 SN220 30KCSD1 3000AH/220V 6000AH/220V3 机辆段 12kW 1 套 220 602 783 108.36KW 7 串 86 并 2 台 SD220 300 SN220 20KCSD1 2000AH/220V 4000AH/220V4 探测站 6kW 1 套 220 301 392 54.18KW 7 串 43 并 1 台 SD220 300 SN220 7.5KCSD1 1000AH/220V 2000AH/220V5 中继站 4kW 9 套 220 203 364 36.54KW 7 串 29 并 1 台 SD220 200 SN220 5KCSD1 800AH/220V 1600AH/220V6 光纤站 2kW 8 套 220 98 128 17.64KW 7 串 14 并 1 台 SD220 100 SN220 3KCSD1 400AH/220V 800AH/220V备注：1.采用构件型 180Wp 光伏组件，其规格为 1606mm×807mm×45mm；2.蓄电池为 2V 单体，对于 220V 系统需要将 110 只串联起来达到系统电压。蓄电池有 400AH、800AH、1000AH、1500AH、2000AH 、3000AH 型号，根据具体容量要求选择蓄电池的型号3.单组胶体蓄电池的占地面积大约为 30m2，其余单套光伏设备占地约为 5m24.采用光伏控制器采用直流母线汇集，最后通过光伏逆变器给交流负载供电深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司135.1 玻璃光伏组件（1）光伏组件产品说明 (单晶硅)构件型光伏组件经计算按上述排列，该组件的参数如下：序号NO.名 称Item.技术规格Specification序号NO.名 称Item.技术规格Specification1 标称功率Output power 180W 2输出功率公差Power tolerance±3%3峰值电压MPP VoltageVmpp36V 4开路电压Open-circuit voltage (Voc)43.92V5峰值电流MPP CurrentImpp4.93A 6短路电流Short-circuit current (Isc)5.35A深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司145.2 太阳能控制器[特点]·共正极控制方式，多路太阳能电池方阵输入控制；·微电脑芯片智能控制，充放电各参数点可设定，适应不同场合的需求；·各路充电压检测具有“ 回差”控制功能，可防止开关进入振荡状态；·控制电路与主电路完全隔离，具有极高的抗干扰能力；·采用 LCD 液晶显示屏，中英文菜单显示；·具有历史记录功能和密码保护功能；·具有电量 AH 累计功能，包括光伏发电量、负载、蓄电池电量的累计功能；·保护功能齐全，具有多种保护及告警功能；·具有 RS485/232 通讯接口，便于远程遥信、遥控；·具有多种故障报警无源输出接点功能；·具有时钟显示功能；·具有温度补偿功能。[选配功能]·油机或备用电源启动控制干接点功能；·时控光控功能：光开光断模式、光开时断模式、时钟控制和光开时断凌晨亮可任意选择；·可根据系统的防雷等级要求，提供专用的防雷器；·主要负载和次要负载的二次下电控制功能。[充电模式]采用阶梯式逐级限流充电模式，依据蓄电池组端电压的变化趋势自动控制太阳能电池方阵的依次接通或切离，实现蓄电池组的安全快速充电功能。[保护功能]具有太阳能电池阵列接反、夜间防反充电、蓄电池过充电、蓄电池过放电、过载、短路等保护和报警功能。[技术参数]深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司15深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司165.3 蓄电池（以 2000AH/2V 为例）深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司17安装方式蓄电池采用双层或三层蓄电池架进行安装，根据站点蓄电池数量和容量配备相应的蓄电池架。（完）