光伏发电项目设计

梦之园太阳能光伏发电项目设计方案编制单位：光宏照明有限公司编制日期：2013年7月12日111.综合说明1.1.编制依据光伏发电是节约能源利国利民的新型产业，本着从科学的角度展示他的价值作为主导思想为依据。根据国家现行的法规和规范编制：1)IEC61215晶体硅光伏组件设计鉴定和定型2)IEC6173O.l光伏组件的安全性构造要求3)IEC6173O.2光伏组件的安全性测试要求4)GB/T18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》5)SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护—导则》6)GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》7)EN61701-1999光伏组件盐雾腐蚀试验8)EN61829-1998晶体硅光伏方阵I-V特性现场测量9)EN61721-1999光伏组件对意外碰撞的承受能力(抗撞击试验)10)EN61345-1998光伏组件紫外试验11)GB6495.1-1996光伏器件第1部分:光伏电流－电压特性的测量12)GB6495.2-1996光伏器件第2部分:标准太阳电池的要求13)GB6495.3-1996光伏器件第3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据14)GB6495.4-1996晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和辐照度修正方法15)GB6495.5-1997光伏器件第5部分:用开路电压法确定光伏(PV)器件的等效电池温度(ECT)16)GB6495.7-2006《光伏器件第7部分：光伏器件测量过程中引起的光谱失配误差的计算》17)GB6495.8-2002《光伏器件第8部分:光伏器件光谱响应的测量》21测量18)GB/T18210-2000晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量19)GB/T18912-2002光伏组件盐雾腐蚀试验20)GB/T19394-2003光伏（PV）组件紫外试验21)GB20047.1-2006《光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：结构要求》22)GB20047.2-2006《光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：试验要求》23)GB6495-86地面用太阳能电池电性能测试方法；24)GB6497-1986地面用太阳能电池标定的一般规定；25)GB/T14007-1992陆地用太阳能电池组件总规范；26)GB/T14009-1992太阳能电池组件参数测量方法；27)GB/T9535-1998地面用晶体硅太阳电池组件设计鉴定和类型；28)GB/T11009-1989太阳电池光谱响应测试方法；29)GB/T11010-1989光谱标准太阳电池；30)GB/T11012-1989太阳电池电性能测试设备检验方法；31)IEEE1262-1995太阳电池组件的测试认证规范；32)SJ/T2196-1982地面用硅太阳电池电性能测试方法；33)SJ/T9550.29-1993地面用晶体硅太阳电池单体质量分等标准；34)SJ/T9550.30-1993地面用晶体硅太阳电池组件质量分等标准；35)SJ/T10173-1991TDA75多晶硅太阳电池；36)SJ/T10459-1993太阳电池温度系数测试方法；37)SJ/T11209-1999光伏器件第6部分标准太阳电池组件的要求；1.2工程概述上海宝山区科学技术协会是对外宣传的一个窗口，梦之园太阳能发电站是让更多人了解光伏发电的优势。单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是31目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。一．光伏组件1层压件2铝合金：保护层压件，起一定的密封、支撑作用3接线盒：保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统。接线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同。4硅胶：密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。二．层压件结构1．钢化玻璃：其作用为保护发电主体（如电池片），透光其选用是有要求的，透光率必须高（一般91%以上）；超白钢化处理。2．EVA：用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶黏度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。3．晶体硅太阳电池片，选择有优劣晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，但消耗及电池片成本很高，但光电转换效率也高。4．背板：密封、绝缘、防水（一般都用TPT、TPE等）材质必须耐老化，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。编辑本段基本要求1、能够提供足够的机械强度，使太阳能电池组件能经受运输、安装和使用过程中发生的冲击、震动等产生的应力，能够经受住冰雹的单击力；2、具有良好的密封性，能够防风、防水、隔绝大气条件下对太阳能电池片的腐蚀；3、具有良好的电绝缘性能；4、抗紫外线能力强；5、工作电压和输出功率按不同的要求设计，可以提供多种接线方式，满足不同的电压、电流和功率输出要求；5．因太阳能电池片串、并联组合引起的效率损失小；6．太阳能电池片连接可靠；7．工作寿命长，要求太阳能电池组件在自然条件下能够使用20年以上；418．在满足前述条件下，封装成本尽可能低。三．功率计算光伏发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。2.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。四．光伏组件方阵设计(F;|-s4[)PL/X2u&s8v4V计算太阳电池组件的基本方法是用负载平均每天所需要的能量（安时数）除以一块太阳能电池组件在一天中可以产生的能量（安时数），这样就可以算出系统需要并联的太阳电池组件数，使这些组件并联就可以产生系统负载所需要的电流，将系统的标称电压除以太阳能电池组件的标称电压，就可以得到太阳电池组件需要串联的太阳能电池组件数，使用这些太阳电池组件串联就可以产生系统负载所需要的电压。%v?]#r-a:F:C!}并联的组件数量＝每天平均负载/组件每天输出0w:c%L!A4[(u串联组件数量＝系统电压/组件电压2RC.p9j(W5C_&w,I5P-VJ;x简易公式：&d,l!`*|6E;V,h;N(?;M:P太阳能电池组功率=负载功率*用电时间/当地日平均峰值日照时数*损耗系数+A1~4R!u'G;c蓄电池容量=负载功率*用电时间/系统电压*连续阴雨天数*系统安全系数并联的组件数量＝每天平均负载/组件每天输出串联组件数量＝系统电压/组件电压C'51本系统按5套光伏电池组。其中，有四块光伏电池每个面积为0.39平方计1.95*4=7.80平方，另1组单独安置在小岛上共有九块组成面积是2.31*9+20.79平方，总计光伏电池面积为28.59平方。系统为光伏离网发电单元要求进行设计，选用2台智能型汇流箱，可以根据逆变器输入的直流电压范围把规格相同的光伏组件串联组成1个光伏组件串列接入汇流箱进行汇流。对于光伏并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之间连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。根据逆变器输入的直流电压范围，把一定数量的规格相同的光伏组件串联组成1个光伏组件串列，再将若干个串列接入光伏阵列防雷汇流箱（见图1）进行汇流，通过防雷器与断路器后输出，方便了后级逆变器的接入。通过防雷器与断路器后输出，智能汇流箱可接入16路太阳电池串列每路电流最大可达12A，配有高压防雷器，正、负极都具备防雷功能。能够实时监测16路电流大小，汇流后电压大小，断路器开关状态，防雷器工作状态，通过RS485通讯，可在显示屏上观察。在进行独立光伏系统中，必不可少的一环就是蓄电池，现对蓄电池的容量和蓄电池组的串并联组成构思作设计。蓄电池容量的基本公式3b4L:qz7T(uC蓄电池的容量=自给天数*日平均负载/最大放电深度（通常情况下，如果使用的是深循环型蓄电池，推荐使用80%放电深度（DOD）；如果使用的是浅循环蓄电池，推荐选用使用50%DOD。）1.蓄电池的串并联方法每个蓄电池都有它的标称电压。为了达到负载工作的标称电压，我们将蓄电池串联起来给负载供电，需要串联的蓄电池的个数等于负载的标称电压除以蓄电池的标称电压。负载标称电压/串联蓄电池数9?/O5y8KX.g0E=1Q*q!u$B)N1n5\2.蓄电池标称电压我们用一个小型的交流光伏应用系统作为范例。假设该光伏系统交流负61载的耗电量为10KWh/天，如果在该光伏系统中，我们选择使用的逆变器的效率为90％，输入电压为24V，那么可得所需的直流负载需求为462.96Ah/天。(10000Wh÷0.9÷24V=462.96Ah)。我们假设这是一个负载对电源要求并不是很严格的系统，使用者可以比较灵活的根据天气情况调整用电。我们选择5天的自给天数，并使用深循环电池，放电深度为80％。那么：蓄电池容量＝5天×462.96Ah/0.8＝2893.51Ah。yq5m7p7G#\-\2y如果选用2V/400Ah的单体蓄电池，那么需要串连的电池数：*l%y4z)V:N+^9l%X%u4I&h/b-}(x:U7R:J%a4n串联蓄电池数＝24V/2V=12（个）)o0Y0@*R!P4X9d/F需要并联的蓄电池数：)\$e2\*u:S1L并联蓄电池数＝2893.51/400＝7.23我们取整数为8。所以该系统需要使用2V/400Ah的蓄电池个数为：12串联×8并联=96（个）。!c-B1lG&E4r:w.\'l(E-[&j9w8V1|1Y3.蓄电池组并联设计当计算出了所需的蓄电池的容量后，下一步就是要决定选择多少个单体蓄电池加以并联得到所需的蓄电池容量。这样可以有多种选择，例如，如果计算出来的蓄电池容量为500Ah，那么我们可以选择一个500Ah的单体蓄电池，也可以选择两个250Ah的蓄电池并联，还可以选择5个100Ah的蓄电池并联。从理论上讲，这些选择都可以满足要求，但是在实际应用当中，要尽量减少并联数目。也就是说最好是选择大容量的蓄电池以减少所需的并联数目。这样做的目的就是为了尽量减少蓄电池之间的不平衡所造成的影响，因为一些并联的蓄电池在充放电的时候可能会与之并联的蓄电池不平衡。并联的组数越多，发生蓄电池不平衡的可能性就越大。一般来讲，建议并联的数目不要超过4组。目前，很多光伏系统采用的是两组并联模式。这样，如果有一组蓄电池出现故障，不能正常工作，就可以将该组蓄电池断开进行维修，而使用另外一组正常的蓄电池，虽然电流有所下降，但系统还能保持在标称电压正常工作。71五．离网逆变器采用模块部件的完整系统解决方案离网逆变器1台，具有蓄电池过充电、蓄电池过放电、负载过载、负载短路等报警功能，可多路汇流输入控制，采用微电脑芯片智能控制，充放电各参数可设定，各路充电电压检测具有〝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，具有抗干扰能力强，控制器采用LCD液晶显示屏，电量AH累计功能，包括光