太阳能光伏发电系统设备选型设计方案.docx

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太阳能光伏发电系统设备选型设计方案

太阳能电池方阵的基本计算

一、基本数据

1、负载基本数据：

3.5米庭院灯,光源配备2*5wLED灯,每晚全功率持续照明8小时后,转为半功率照明,工作至天亮后〔环境照度>10lux,自动停止供电。

2、单晶硅太阳能电池板特性数据：

设计拟采用KLY200-72型单晶硅太阳电池组件。

技术参数

■

组件由72片125×125的单晶硅太阳电池串联组成。

■

阳极氧化铝合金边框构成实用的方形结构,允许单个使用或阵列使用,

■

配有标准支架系统,安装孔

■

保证25年使用寿命。

■

防尘接线盒,保证接线的安全可靠。

■

银白色铝合金边框、高透光率绒面钢化玻璃、白色TPT衬底。

■

典型参数：

标准测试条件：

〔AM1.5辐照度=1000W/m2,电池温度=25℃

电池正常工作温度

50℃

峰值功率〔Wp

200W

短路电流温度系数

＋0.4mA/℃

开路电压

32.8V

开路电压温度系数

－60mV/℃

最大功率电压

26.6V

填充因子

70％

短路电流

8.1A

边框接地电阻

≤1ohm

最大功率电流

7.63A

迎风压强

2400Pa

重量

16.5Kg

绝缘电压

≥1000V

外型尺寸

1482*992

安装孔径

Φ8

安装孔尺寸

3、使用地区基本条件：

地区处于亚洲大陆东岸,地处暖温带半温润地区,气候受蒙古高压的影响,属大陆性季风气候。

Ø最冷月平均气温：

－3.7℃

Ø最热月平均气温：

26.2℃

Ø极端最低气温：

-18.3℃

Ø极端最高气温：

39.5℃

Ø最大日较差：

16.8℃

Ø降水量：

年平均降水量650－750毫米

Ø湿度：

最大月平均湿度77％〔八月,最低月平均湿度44％〔一月

Ø冻土深度：

850毫米

Ø100年重现期的基本风压值为：

0.50kN/m2

Ø地面粗糙度为：

C类

Ø100年重现期的基本雪压值为：

0.45kN/m2

Ø连续工作时间：

全年每天夜晚连续工作；

二、负荷确定

灯具类型

负载功率

〔W

平均工作时间〔H

数量

〔盏

总功率

〔W

负载日消耗

电量

一区

庭院灯

980

11760

二区

庭院灯

595

7140

三区

庭院灯

2800

33600

四区

庭院灯

2800

33600

八区

庭院灯

3750

45000

三、蓄电池容量的设计

蓄电池在光伏发电系统中处于浮充状态,充电电流远小于蓄电池所需的正常充电电流。

尤其是冬天,日照少,蓄电池常处在欠充状态,长期深放电后影响蓄电池的寿命,故必须留有一定余量,通常以放电深度表示：

d=/C=70%

d—放电深度

C—蓄电池额定容量

CR—蓄电池储备容量

据我公司经验数据,放电深度最大为70%,这样确定了蓄电池储备容量CR和放电深度d后,可选定蓄电池额定容量

C=〔10～20Q/d=1145.5≈1200Ah

Q—负载每天总耗电量

四、确定方阵倾角

为使方阵全年接受太阳辐射量均匀,通常可将方阵倾斜放置,方阵表面与地平面的夹角为方阵倾角。

固定式平板方阵的表面总是朝向赤道。

北方地区倾角应比当地纬度增加5～10º,地区纬度:

北纬39°54′27〃,因此地区太阳能电池方阵倾角设定为45º。

五、太阳能电池方阵电流的计算

方阵应输出的最小电流为：

Imin=Q/〔Tm*η1*η2≈13A

Q—负载每天总耗电量

η1--蓄电池充电效率,一般取90%

η2--方阵表面灰尘遮蔽损失一般取90%

Tm--地区每天峰值日照数

地区的太阳能资源情况如下：

基本要求：

最长连续阴雨天3天,两个阴雨天之间的间隔最短30天；

使用地点：

以为例,平均每日有效光照：

5.06小时；

气象数据：

纬度116.410,经度75.90,每日有效光辐射时间为5.06小时。

平均各月光辐射资源:

单位：

KWh/m2/day

月份

平均

平面

2.68

3.45

4.36

5.57

6.14

6.19

5.31

5.01

4.51

3.61

2.74

2.34

4.32

斜面

3.82

5.07

5.24

5.73

5.62

5.41

4.75

4.86

5.03

4.83

4.58

3.42

5.06

平均各月份充放电Ah数,见下表。

六、太阳能电池方阵容量计算

太阳能电池方阵容量

P=VpI[365*24-<1-ηb>T]Fc/{ηbηT[Vp+aNm]}

Vp--太阳能电池组件在标准测试条件下取得的工作点电压〔v

I--负荷电流〔A

ηb--蓄电池充电效率,铅酸电池为0.84

T--当地年日照时数〔h

Vo--每只蓄电池浮充电压〔v

Nb--每组蓄电池只数

V1--串入太阳电池至蓄电池供电回路中的元器件和导线在浮充供电时引起的压降〔v

℃

t2--太阳能电池组件工作温度℃

t1--太阳能电池标准测试温度℃

Nm--太阳能电池组件中单体太阳能电池串联只数

按上式,太阳能电池方阵的总容量P=5645w≈6000w

七、系统部件设计选型

1．系统电压确定

为保证安全的系统电压和高性价比设备选型,选择适当的系统电压,尽量减少系统损耗,降低系统运行故障率,确保系统操作安全稳定,按《独立光伏系统-设计验证》〔IEC62124-2004,IDT中相关规定,我公司充分考虑相关产品的性能和运行状况,本项目6000w系统系统电压设定为DC48v,采用KLY200-72型太阳能集电板30块,每2块串联后分成15组并联接出,形成系统标准电压48v的充电模式。

2．蓄电池充电控制器设计选型

我公司采用的自动充电控制器SD4055型设备,参数如下：

系统电压

48V

最大充电电流

55A

最大负载电流

55A

最大自消耗电流

14mA

最终充电电压〔浮充

可编程围54.8V