太阳能离网发电供暖一体化能源供应系统集成技术设计计划书.docx
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太阳能离网发电供暖一体化能源供应系统集成技术设计计划书
太阳能离网发电供暖一体化能源供应系统集成技术设计计划书
1.项目基本情况
1.1项目地点
该项目地点为：
1.2温度
该項目所在地为黑龙江省绥化市属中温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同期。
冬季冰雪覆盖。
夏季降雨集中，气候温热湿润。
春、秋两季气候宜人.按历史气象数据，全年平均气温在1.3℃—4.0℃之间，≥10℃积温2400℃—2700℃，无霜期120—140天，日照时数2600—2900小时。
月份
空气温度
湿度
日照强度
气压
风速
冷空气天数
°C
%
kWh/m2/d
kPa
m/s
°C-d
1月
-21.4
71.7%
1.68
99.7
2.8
0
2月
-18.1
74.3%
2.79
99.5
2.9
0
3月
-10.3
75.4%
4.14
99.2
2.9
0
4月
2.1
71.2%
4.77
98.8
3.1
0
5月
10.5
69.5%
5.49
98.5
3.1
57
6月
16.8
72.7%
5.79
98.5
2.7
202
7月
20.0
77.5%
5.13
98.4
2.6
311
8月
18.8
79.4%
4.27
98.7
2.7
274
9月
12.5
78.3%
3.66
99.1
2.8
91
10月
3.5
74.5%
2.63
99.2
3.1
2
11月
-8.3
68.4%
1.82
99.4
3.0
0
12月
-19.5
71.0%
1.35
99.7
2.8
0
平均
0.6
73.7%
3.63
99.1
2.9
937
1.3日照强度
该地点日照强度一般好，冬季日照较好，而负载大部分工作在冬季，年均日照强度为2600---2900Kwh/m2。
2.项目设计方案
2.1概述
我公司所设计的“太阳能供电供热一体化站”项目技术设计方案，是把它建设成为国内最先进及性价比最高的具有光伏光热一体化的太阳能发电供暖站的示范项目。
所发电能供该小区内部生活生产使用；光热供暖同时为该小区内部生活使用:
自动太阳跟踪式安装可以将太阳能发电及供暖利用达到最大化效果。
系统配备发电状况跟踪系统、监控系统和显示系统、放逆变系统等组成。
光伏光热组件的电池材质种类分为：
区熔单晶硅聚光电池；
2.1.1太阳能电池的分类
1.区熔单晶硅聚光电池发电2.聚光电池中产生热能供暖
2.1．2支架安装方式是：
智能双轴跟踪方式。
1.智能双轴跟踪方式
2.2本方案设计
2.2.1客户基本需求和设计依据
（1）缓化市新城区小区基本資料
该小区占地面积20万平方米,建设面积30万平方米,3320户,毎户每天平均用电量按5000w,即五度电计算,年日均日照26000-2900kw.h\m2,按2750kwh\m2计算,阴雨雪天数按3天计算,在设计时要考虑到诸多影响太阳能发电和供热的情况而定.
（2）客户年用电需求量设计
根据客户需求，年用电需求为（5000（w）*3320户*365天）等于6,059,000kwp,在设计时考虑到除冬季外其他季节发电时间可提高10%以上既可满足需求而且还有富余.本方案系统功率设计，总功率约为：
光伏输出2MWp，光热13.6MWp，系统方阵正南向，双轴跟踪式安装。
1，000套组合排列，并且为了保证全年发电量最佳，采用自动跟踪方式智能太阳自动跟踪系统驱动着整个聚光太阳电池组件，沿着太阳运行轨道自动跟踪太阳，使之达到垂直照射的最佳角度，以获得最大的太阳能量。
方阵左右间距为3.4米，能保证全年发电量最高。
2.2.2支架排布设计
支架采用便于草地安装的锥形地锚，安装方便，不用挖取土方，不必破坏植被，对周围环境及地表的破坏性最低。
2.2.3电气设计
电气示意图
组件汇流后经汇流箱进入逆变器，通过交流离网柜并入低压电网用户侧，供用户负载使用，同时防逆流装置对电网进行保护，监测电流质量和控制所发电量不馈入大电网。
2.2.4保温水箱
每套36组的系统每天可以产生2.5吨的65℃的热水，则1，000套能产生2，500吨的热水，这些热水用于3，320户居民的供暖，生活用水，非常方便、实用，经济价值非常可观。
保温水箱是就地挖坑，每个地下水箱的边长5米*5米，深3.5米，能储存50吨的热水，四周做上水泥，做上保温即可，共50个；保温盖板上埋上层土层时做上支架的地基（详见跟踪器,土建预埋部分），再添上1.5米的土层，既不占地，又能就近将太阳能的热水传导下来，又能就近给居民供暖，经济实惠。
2.2.5监控系统设计
为了更好的掌握整个系统的运行状况，我们安装太阳能光伏发电系统的监控系统。
我们把逆变器发电数据、故障报警和环境数据等通过RS485连接到数据采集器，然后通过以太网连接到局域网PC计算机实时监控系统和保存数据。
用户可以登陆Internet的PC上随时查看其光伏光热电站的实时运行数据，包括具体机器参数、二氧化碳减排量、电站收益、故障告警等等。
多种样式的图表可以让您快速掌握电站的运行状况，所有原始数据均可导出进行更为专业的计算分析，丰富的定制功能让您打造属于自己的监控系统。
2.3光伏光热系统配置
该光伏光热一体系统采用跟踪式安装，自动跟踪方式太阳组件沿着太阳运行轨道自动跟踪太阳，使之达到垂直照射的最佳角度，以获得最大的太阳能量。
采用YJSD-60太阳能供电供热一体机共1，000套，光伏功率输出2MWp，光热功率输出13.6MWp；采用40台50KWHC10KM-96V低压并网逆变器；6进1出接线方式进入直流汇流箱汇流；采用防逆流装置切断所发电向电网馈送。
具体计算如下
1.聚光太阳能电池组件需用量:
聚光太阳能电池容量==年用电同时率为0.9*年理论总用电量\年总辐射能量*比值1.2*系统总效率（用户使用不当损失率0.9*蓄电池充放电效率0.85*温度损失因子0.9*灰坔遮蔽损失因子0.9*逆变器效率0.9）
5000*365*0.9*3320\2750*1.2*0.9*0.9*0.9*0.85
=5,453,100,000\2044.845
=2,666,754.693=2.667mwp
在组件配置因为是聚光太阳能电池盘子,再加上自动跟踪系统发电光电转換率可达到19%以上,聚光同时比平面电池可达到30-40%以上,所以釆用2mwp发电功率同时光热功率输出13.6mwp,它是基本上符合设计要求的;
2蓄电池需用量
它的计算是根据系统日用量.自给天数及蓄电池的放电深度来确定.即
平均毎天负荷用电量*蓄电池自给天数\蓄电池放电深度*逆变器效率即
5000*6\0.7*0.85=50420（w.h）\12v=4202A.h设计时合理考虑诸因素即为3000块\200a\12v可满足需求;
3逆变器容量计算需用量
逆变器容量确定应考虑以下原则;它的额定功率应略大于系统中计算出的功率加一个安全系数1.2---1.5;还要考虑不同类型的负载功率如对纯电阻型.有咸性启动时浪涌电流加大的负载之后确定逆变器容量.
安全系数（咸性浪涌电琉的额定电流倍数*戚性负载功率+纯电阻牲负载功率）
1.5*（2.5*75+2.5*185+30）
=1.5*680
=10,200w选用50KWHC10KM-96V40台低压并网逆变器可满足需求.
2.4主要配置一览表（详见报价书）
根据乙方的要求现提出2MWp光伏13.6MWp光热太阳能发电系统的设计方案，要求工作用电8小时，日照7小时现提出系统设备配置和价格总价如下：
5.4KWp光伏36KWp光热太阳能发电系统设备配制清单单位：
元
序号
产品名称
产品型号
数量
单价
小计
1
光伏光热一体机
YJSD-60
36，000
780
28,080,000
2
跟踪系统含支架
YJG-36
1000
10,000
10,000,000
3
离网型逆变器
HC50KW-108V
40
35,000
1,400,000
4
控制器SWC
108V-200A
60
2,500
150，000
5
蓄电池
12v-200AH
3000
1450
4,350,000
6
配电池房
260M2
实际发生计
7
电池柜
16组一柜
188
1500
282,000
8
接线盒
50*50
188
35
6,580
9
电线
RYY6M2*
55,000
3.8
209,000
10
保温水箱
5*5*2
50
实际发生计
11
水泵
300w
1000
380
38,0000
12
水循环管路
50米及配件
1000
850
850.000
13
介质.交換水箱
水介质保温箱（套）
1000
680
680,000
14
电加热器
13kw
1000
235
235,000
15
汇流箱
160
265
42,400
16
合计
46,429,980
17
运输费用（16）*0.5%
2,321,499
18
安装调试（16）*15%
6,964,497
19
税金（16+18）*6%
3,203,669
20
总计
56,598,146
以上为2MWp光伏及13.6MWp光热离网型太阳能供电供暖站示范项目的设备及工程总价。
有关土建施工、供暖管道、用户用电设施需方自己解决。
保证承诺所有发电设备在正常使用其间如有质量问题，三年内免费维护；设备终身维护。
2.5光伏离网控制器220V系列[产品尺寸]
·
2.5.1逆变器的选型
本公司生产全系列的针对光伏离网系统的逆变器，可满足不同功率等级、不同电压等级的需要。
目前已经在国内广泛使用，并同时拥有一大批国外用户，包括西班牙、英国、德国、意大利等多个国家。
此次5.4KWp光伏离网发电系统采用集中离网发电方案，系统可选用1台10KW离网逆变器，型号为HC10KM-96V。
三相输出型离网逆变器
[性能特点]
纯正弦波HC系列逆变器参数
容量
10KW
15KW
20KW
25KW
30KW
70KW
80KW
直流电压
96V
120V-240V
240V
360V
输入DC额定电流
127A
75A/153A
101A/166A
126A
151A
102A
272A
逆变出电压
110/220v±3%
逆变出频率
50/60±3%
输出波型
纯正弦波
失真度
≤3%
逆变效率
85%
过载能力
120%10min,1501min
峰值系数
"3:
1
通讯端口
Rs232
空耗
不带负载休眠，带负载自动逆变输出（无人值守）
噪音（米）
≤40db
使用环境温度（℃）
负20度~50度
湿度
0~90%不结露
使用海拔高度
≤4000米（海拔高于1000米降容使用）
产品大小
56x26x73cm
56x26x73cm
56x26x73cm
56x26x73cm
56x26x73cm
56x26x73cm
56x26x73cm
外包装尺寸
70x40x79cm
70x40x79cm
70x40x79cm
70x40x79cm
70x40x79cm
70x40x79cm
70x40x79cm
净重（kg）
69
89
110
130
150
180
180
毛重（kg）
94
116
143
169
199
205
205
保护功能
短路保护，超载保护，高压保护，过温保护
2.5.2性能特点简介
HC10KM-96V光伏并网逆变器采用美国TI公司DSP控制芯片，主电路采用日本最先进的智能功率IPM模块组装，运用电流控制型PWM有源逆变技术和优质进口高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等优点。
2.5.3电路工作原理
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。
2.5.4蓄电池
3000套2160W光伏阵列，用6GFM200AH/12V，数量3000节串联、并联。
2.5.5设备图片
2.6主要设备
2.6.1YJSD-60太阳能供电供热一体机
本太阳能光伏光热方阵，由1000套36个YJSD-60太阳能供电供热一体机经过串并联组成。
将组件串联得到离网逆变器的所要求的电压，再将串联组件并联达到逆变器的功率要求。
本系统选择40台50KW型集中型离网逆变器，由离网逆变器的技术参数知其最高输入电压为96V，MPPT跟踪电压范围为450～820V，而组件的开路电压为45V，峰值功率电压为60Wp。
为了减少安装人力成本与系统线路排布，发电站一般要求采用单块大功率电池组件。
为此本方案采用45V，YJSD-60太阳能供电供热一体机组件技术参数：
光伏电池种类
区熔单晶硅
跟踪系统电损耗
<1W
聚光倍率
40倍
聚光盘反射率
>90%
光伏峰值功率
60Wp
超白玻璃透光率
>91%
开路电压
45V
最大抗风能力
11级台风
工作电压
42V
外观尺寸
Φ940mm×185mm
工作电流
1.44A
自动跟踪精度
<0.2
发电效率
19%
工作温度
-40℃—+90℃
光热峰值功率
400Wp
重量
<8Kg
提升水温
7-10℃（流速100L/H）
最高水温
90℃
2.6.2本产品特点：
该产品具有2组接口：
1组光伏输出接口，输出直流电流，输出峰值功率达60W以上；1组热水接口，包括1个进水口和1个出水口，光热输出峰值功率400W，在水流流速为100升/小时情况下，将水温提升7-10℃。
最高水温能达80℃以上。
当阳光照射在圆形的凹面聚光盘后，自然反射到圆心焦点，形成40倍聚焦光斑，聚光电池安装在聚焦的光斑处，在聚光后的强烈阳光照射下，有效增加了聚光硅电池的光电转换效率。
同时，太阳聚光照射到电池上产生的热量，通过圆柱型热水器加热水，产生大量高温热水，同时快速降低了电池的工作温度，保证了电池在常温环境下正常发电。
由于光伏光热一体机有高速流动的水带走热量，电池的工作温度非常稳定，而平板电池没有散热装置，在太阳强烈时一体机比平板电池的温度要低很多，所以其实际发电量比平板电池提高10%-15%，（相对发电成本下降10%-15%）；同时由于工作温度低，电池寿命也将较平板电池长。
聚光光伏一体机使用寿命长达30年。
本光伏光热一体机产品热水部分采用高导热的铝合金材料，不像普通太阳能真空管采用玻璃材料，加上产品表面的超白钢化玻璃密封保护，使用寿命周期内不会损坏，不会漏水，基本没有维护费用。
热水通过管道泵进入地下保暖水池
YJSD-60太阳能供电供热一体机及其系统是：
建造大中小型光伏并网电站及小中大型热水供暖站、家庭小型太阳能电站、北方冬季太阳能供暖、需求中高温热水的首选设备，用户包括房地产商、酒店、供暖站、太阳能电站投资商以及工厂、学校、政府部门等。
能够为国家节省大量燃煤，减少CO2排放，减轻国家环保压力。
2.7本项目设计方案参考效果图
36组件在别墅上的应用典型案例
跟踪器和支架土建部分
现在需要在地下安装混泥土桩，混泥土桩的大小是长宽大于0.5米，深1米；
混泥土桩中间位置要埋入一块铁板，铁板：
长宽450mm以上，厚度10mm，在中间直径400mm的圆上均匀分布6个孔，用于安装直径16mm的丝杆，然后再填埋混泥土，地面也需要一块相同的铁板固定丝杆，混泥土表面必须水平及平整，丝杆露出混泥土50mm以上，如下图：
丝杆的位置必须准确。
附件1
聚光光伏光热一体机投资回报分析
本系统2160KWp的发电功率，每年的发电量是：
2160*2400=518.4万度电，按0.5元/度，合计259万元，20年则合计收入5180万元；
另外，本系统13.6MWp的热功率，一天能够产生2500吨热水，一年按照270天日照天数，则能够产生2500*270=67.5万吨，按照1吨热水10元成本计算，一年可以收入675万元，20年的收入为13500万元；
上述两者合计18680万元，而实际投入则为4500万元，即5-6年即可全部收回投资。
附件2
单位电价的计算公式：
A、发电设备投资/（日照时间*60%*年数*0.065KW）=发电设备电价
B、综合投资/（日照时间*60%*年数*0.065KW）=综合电价
2、不同地区单位电价分析
按接受太阳能辐射量的大小，我国太阳能资源大致上可分为五类地区。
在五类地区利用本发电系统进行发电20年，其获得的发电设备电价和综合电价成本见下表：
不同地区使用20年时间发电设备电价和综合电价成本
地区分类
举例
全年日照数小时
年辐射总量MJ/m2·a
发电设备电价
综合投资电价
一类地区
宁夏北部，甘肃北部，新疆南部，青海西部，西藏西部
3200～330O
6680-8400
0.23元/度
0.38元/度
二类地区
河北西北部，山西北部，内蒙南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部，新疆南部
3000～3200
5852-6680
0.25元/度
0.395元/度
三类地区
山东，河南，河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林，辽宁，云南，陕西北部，甘肃东南部，广东南部
2200～3000
5016-5852
0.34元/度
0.42元/度
四类地区
湖南，广西，江西，浙江，湖北，福建北部，广东北部，陕西南部，安徽南部
1400～2200
4180-5016
0.54元/度
0.575元/度
五类地区
四川大部分地区，贵州
1000～1400
3344-4180
0.76元/度
0.905元/度
上述价格只是基本成本，可以加上0.05元/度的设备维护费用，另加一点利润即可组成合理的电价
注：
1、由于本表所列同一地区内的日照情况也有很大区别，请按当地实测结果计算。
2、本计算依据的单位发电设备的投资概算，不包括超越常规的运费和输变电支出。
非常感谢您的支持！
我们将竭诚为您提供以上性价比最优的太阳能发电、供暖一体化能源供应解决方案及优质产品，为寒冷的冬天增添一份温暖，给黑暗的夜晚平添一缕光明。
黑龙江信合科技开发有限责任公司
2012-09
高效低成本YJSD-60太阳能供电供热一体机
图片展示
系统背面热水管路的进水及回水
产品底部电气接口及热水进水、出水接口
支架上的分水管路及集水管路
系统回水管道上的自动排气阀，能够自动全部排空管道内部的空气，防止气压堵塞回水回流通道，确保系统运行安全
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