太阳能光伏发电系统设计报告.doc
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西安思源学院能源学院
课程设计
题目：
西安市发电系统设计
课程：
太阳能光伏发电系统设计
专业：
电力及其自动化
班级：
电力0902
姓名：
杨欣
指导教师：
完成日期：
2011年3月11日
目录
1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍--------------------------------------------3
2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------9
3独立光伏系统设计--------------------------------------------------------------------11
3.1负载计算（功率1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）---------------------------------11
3.2蓄电池容量设计（电压：
24V，48V）--------------------------------------------11
3.3太阳能电池板容量设计，倾角设计-----------------------------------------------11
3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。
--------------------------------------------14
3.5逆变器选型-----------------------------------------------------------------------------15
3.6控制器选型-----------------------------------------------------------------------------15
3.7系统发电量预估------------------------------------------------------------------------17
第一章光伏软件介绍
Meteonorm软件是一款分析各地的气象资料软件，包括当地的经度，维度，海拔高度，以及太阳辐射度等重要资料，要想设计当地的光伏发电系统，当地的气象资料必须准确，且完整，Meteonorm软件比较好的提供了各地的气象资料。
PVsys是一款如何设计光伏发电系统的软件，他的设计流程如下:
1、获得相关信息－从你的客户手中得到或自己去寻找
A、系统安装位置－由此得到经纬度
B、应用类型：
离网/并网
C、荷载情况：
荷载的功率和使用时间
D、环境条件：
持续阴天数/遮阳情况
E、输出类型：
交流/直流，电压，频率
2、打开PVSYST软件开始设计
A、打开界面，界面左侧有功能选择，右侧为系统类型选择
B、系统设计过程就是依次完成设计界面上面各项里面的参数的过程
对各项内容进行设置，绿色部分在其他设置完成后会被激活
C、选择project/variant输入相关信息
D、选择系统安装地点的信息（如果软件有该地点信息，不需要进行以下步骤）
如果PVSYST中没有安装地的信息，可采用以下方式：
（一）利用Googleearth找到安装地点的经纬度
（二）利用meteonorm6.0软件计算该地点十年的气象参数，并保存为*.dat文件。
（三）将该文件保存到PVSYST子目录的Meteo文件夹里面
（四）点击PVSYST主界面的TOOLS然后按图示步骤导入数据
（五）完成数据导入后，重新从步骤A开始进行设计
E、选择好安装点信息后，对其他数据进行设定
当地的太阳光漫反射数值一般选择0.2
F、选择orientation确定倾斜角
一般采用固定倾斜角度安装（Fixedtiltedplane），倾斜角度可以根据设计要求选择或选择能量损失最小来确定倾斜角度
G、需要考虑阴影时，选择nearshading来设定阴影情况
点击Construction/Perspective进行阴影设置，对建立好的模型进行阴影分析（阴影分析图），保存后，点击table得到阴影分析表
H、选择system进入荷载参数设置界面
根据情况和软件建议对各项参数进行设置，并注意界面右下角出现的警报
I、选择modulelayout对组件进行布置
J、选择simulation进行模拟计算
进行模拟计算并通过点击report得到模拟计算报告，保存报告
K、设计完成
其他类型设计基本相同，在设计过程中注意软件界面中的提示。
说明：
软件不同版本的界面可能有所不同。
第二章中国北京的气象资料
本设计采用Meteonorm收集北京太阳辐射资料，采用PVsyst设计独立光伏发电系统的。
设计的地点是中国北京，当地的维度是北纬39.930，经度是东经116.400，海拔高度是30m
地区名字=中国北京
维度（度）=39.930，经度（度）=116.400，海拔高度（m）=30，气候区域=三，7
辐射模式=默认（每小时）；温度模式=默认（每小时）
温度选择：
老时间段=1961-1990
辐射选择：
新时间段=1981-2000
只添加3个站的值
最近的站：
gh：
北京（10km）,ta:
北京（10km）
月
G_Gh
G_Dh
Ta
FF
[W/m2]
[W/m2]
[C]
[m/s]
1
100
39
-4.3
2.8
2
135
56
-1.9
2.9
3
177
79
5.1
3.2
4
214
110
13.6
3.4
5
247
123
20.0
2.9
6
242
144
24.2
2.5
7
209
127
25.9
1.9
8
196
121
24.6
1.6
9
183
92
19.6
1.9
10
142
69
12.7
2.1
11
102
47
4.3
2.6
12
86
37
-2.2
2.7
年
169
87
11.8
2.5
说明
Ta：
空气温度
Ff：
风速
G-gh：
水平线上总的平均幅射度
G-dh：
水平线上发散的平均幅射度
第三章独立光伏系统设计
3.1负载计算
家庭每天的用电量，平均=4.8kwh/day
数量
功率
使用时间
能量
灯
12
18w/盏
5h/小时
1080wh/天
电视机，电脑
2
120w/个
3h/小时
720wh/天
洗衣机
1
600wh/天
600wh/天
吸尘器
2
1200wh/天
2400wh/天
每天消耗的电量
4800wh/day
顾客的需要消费者家庭每天的用电量，全年的用电量
平均4.8kwh/天
3.2蓄电池容量设计
电池的型号为volta6sb100，制造商是volta公司，蓄电池组电压为24v，正常容量900Ah，是由2组串联，9组并联得来的，温度在固定的20℃下，电池门限：
充电27.0v/26.2v放电23.5/25.2
3.3太阳能电池板容量设计，倾角设计
Pv阵列的参数：
Pv组件的类型：
si-poly制造商SED
Pv组件数量8组串联，18组并联
Pv组件总数量144每个单元峰值功率为11wp
总的阵列功率1.51kwp实际1.37kwp（50oC）总的面积56.4m2
Pv阵列损失因数
热损因数uc（常数）20w/m2kuv（风）0w/m2km/s
线上电阻损失总的阵列阻值9.3mΩ损失部分1.5%atSTC
组件质量损失损失部分5.0%
组件错配损失损失部分4.0%（固定的电压）
入射影响，灰的参数1am=1-bo（1/cosi-1）boparameter0.05
倾角设计：
水平方位：
高度角55度，方位角0度
主要仿真结果
系统结果可使用能量1691kwh/yearspecificprod1118kwh/year
使用的能量1752kwh/year额外的（没有使用的）89kwh/year
Performanceratio（pr）71.7%solarfraction（sf）88.3%
BackupenergyformgeneratorBackupenergy204kwh/year
燃料消费123/year
标准的发电量：
标准功率1.51kwp
新的仿真变换平衡和结果
说明：
Globhor水平总的辐射Globeff
Eavail可用的太阳能Eunused能量损失
Euser可用的太阳能Eload负载所需的能量
Solfrac一部分太阳能
独立系统：
损耗图示
项目：
独立项目
仿真转换：
最新仿真
主要的系统参数系统类型带发电机的独立系统
Pv方向高度角55方位角0
Pv阵列组件数量144总功率1.51kwp
电池类型volta6sb100技术密封，tubular
电池包装每个单元数量18电压/容量24v/900ah
消费者家庭每天的用电量，全年的用电量总的为1752kwh/year
一年的损耗图示
3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图
组件间距3m,线性损失19.6%
3.5逆变器选型
ModelNo.JN700-8A持续功率:
2000W峰值功率:
4000W效率:
≥90%静态电流：
≤1A波形:
修正正弦波输入电压:
12Vor24V输出电压:
220-240V过载保护，过压保护，短路保护，过温保护，低压关断
3.6控制器选型窗体顶端
窗体底端
产品简介
太阳能发电控制器是专门为太阳能发电系统提供蓄电池充电、放电管理的电力电子装置。
太阳能光伏阵列发出的直流电力和风力发电机发出的交流电力，通过智能控制器对蓄电池充电，在蓄电池未充满前，控制器的作用是最大限度地对蓄电池充电，当蓄电池被充满时，控制器实现分段控制，并使蓄电池处于浮充状态。
当蓄电池放电至接近蓄电池过放点电压时，控制器将发出蓄电池电量不足告警并切断蓄电池的放电回路，以保护蓄电池（在与逆变器配合使用时，蓄电池欠压保护也可由逆变器来完成）。
该控制器经过多次完善和持续的改进，已经能够安全、可靠地工作，其采用16位微处理器对蓄电池充放电进行有效地管理，主电路的功率器件采用德国IXYS公司的大功率场效应管，具有很高的性价比。
产品特点：
控制电路与主电路完全隔离；
数码显示功能可显示出当前蓄电池电压、光伏阵列输出电流、负载电流、蓄电池充电电流；
多路太阳能光伏阵列可以同时接入；
充放电各参数点可通过编程任意设定，并可适应不同场合的特殊要求，而且可避免各路充电开关同时开启、关断时引起的振荡；
各路充电电压检测具有“回差”控制功能，可防止静态开关进入振荡状态；
具有过充、过放、过载、短路、反接、过热等一系列报警和保护功能；
采用霍尔电流传感器检测电流。
技术指标：
型号指标：
KSC24－50
额定电压（V）：
24
额定充电电流（A）：
50（分6路输入）
允许单路光伏阵列最大充电电流（A）：
10
允许光伏阵列最大开路电压（V）：
50
过充电压点（V）：
保护：
30.0（为出厂设定值，可设定）
恢复：
29.2（为出厂设定值，可设定）
过放电压点（V）
断开：
21.6（为出厂设定值，可设定）
恢复：
24.8（为出厂设定值，可设定）
蓄电池过压点（V）
切断：
35.0（为出厂设定值，可设定）
恢复：
30.1（为出厂设定值，可设定）
空载电流（mA）：
≤200
电压降落（V）
太阳能电池与蓄电池之间：
≤0.7
蓄电池与负载之间：
≤0.03
使用环境温度：
－20℃～＋50℃
使用海拔（m）：
≦5000
尺寸（mm）及重量长×宽×高：
720×620×1100；150㎏
太阳能光伏阵列反接保护：
太阳能光伏阵列“＋”“－”极性接反，不会损坏控制器，纠正后可继续使用
蓄电池反接保护：
蓄电池“＋”“－”极性接反，纠正后可继续使用
蓄电池开路保护：
当蓄电池开路时，若太阳能光伏阵列正常充电，控制器将限制负载两端电压，以保证负载不被损伤
蓄电池过充保护：
蓄电池过充后，蜂鸣器报警，15分钟后关断负载
蓄电池过放保护：
蓄电池过放后，蜂鸣器报警，15分钟后关断负载
负载过载及短路保护：
负载电流超过50A或负载短路时，控制器将切断负载，待故障排除后重新接通负载可继续使用。
3.7系统发电量预估
Pv方向高度角55方位角0
Pv阵列组件数量144总功率1.51kwp
电池类型volta6sb100技术密封，tubular
电池包装每个单元数量18电压/容量24v/900ah
消费者家庭每天的用电量，全年的用电量总的为1752kwh/year
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