50kW并网光伏发电系统方案(上海晶澳太阳能).doc
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宁波市东江新能源科技发展有限公司
50kW并网光伏发电系统方案
设
计
报
告
方案一：
40KW固定，10KW跟踪
方案二：
50KW固定
方案一：
40KW固定，10KW跟踪
1、项目要求
1.1太阳能光伏并网系统，光伏电池总功率为50KW。
1.2项目实施地点：
上海海事大学。
2、设计内容
2.1项目概况
本项目采用光伏并网发电系统，太阳能产生的电力直接送入低压电网，系统不设储能设备，减少蓄电池的二次污染。
初步预计，太阳能发电总装机容量为50KW，其中10KW系统使用自动跟踪系统。
太阳电池组件选用上海晶龙光电科技有限公司的高效标准太阳电池组件，组件型号为：
180W，装机总容量为50KW共计需要此型号组件278件。
并网逆变器选用进口产品。
2.2电站布局
电站的光伏电池布局在受光条件允许的前提下，可随环境与客户的需要变化式样。
并注意与建筑整体结构的协调。
2.3整体设计
电站的整体设计、结构布局应符合管理人员安全、方便。
3、设计条件
3.1地理位置
4、太阳能光伏电池
在系统中，采用了我公司设计生产的高效晶体硅太阳电池组件，组件型号为180W，具体参数参见组件参数表。
型号
标准功率
开路电压（V）
最大功率点电压
短路电流（A）
180W
180（W）
43±0.5
35±0.5（V）
5.42±0.2
规格
重量（KG）
组件尺寸（mm）
最大功率点电流
单晶
15
1580*808*46
5±0.2（A）
4.1组件结构
组件正面结构组件背面结构
4.2设计依据及标准
根据实际情况的要求，系统总体设计和系统中的产品满足中光伏系统和产品的标准，系统输出电能质量满足《并网光伏发电系统技术要求》中电能质量的要求。
光伏组件满足国际标准光伏组件标准IEC61215。
4.3太阳电池组件的技术要求
A、太阳能电池组件的转换效率大于等于14%，使用20年后功率衰减不得超高总功率的20%。
B、太阳能电池组件的封装钢化玻璃要具有交好的强度和环境适应能力能抵御冰雹及积雪和抗清洗，并具有在环境温度为-35℃—40℃条件下不破碎，直接透过率大于92%，直接反射率大于8%。
C、太阳太阳电池组件的额定输出功率Wp≥175W。
D、性能要求
E、物理性能要求
①说明太阳能电池组件采用的晶体硅材料，并给出太阳能矩阵实际转换效率。
②玻璃表面应采用低含铁量的、高机械强度的、高透射率的强化玻璃，正面应能承受大于30~40m/s的风载及沙石、或其他异物的撞击，卖方还需提出强化玻璃的透光率和有关强度的技术指标。
③利用先进的层压技术，保证在恶劣的环境侵蚀等各种条件下电气线路的稳定性。
④电池板应采用轻便、坚固、抗盐雾、抗潮湿瘸蚀的框架，且整个框架完全密封。
⑤接线盒应为全天候型且方便与外电路连接。
bf电气性能要求在标准条件下（大气质量AM为1.5，标准光强为1000W／m2，温度为25℃，光照面上的不均匀性小于±5％，稳定性1％），转换效率应不低于14％，而且使’用10年后，其效率不低于原来的90％，太阳能板使用寿命不小于20年。
4.4太阳能电池组件支架（固定支架）
1）效果图
2）设计
根据实际安装地点实际勘测后设计。
实际可用面积需要客户提供屋顶的图纸、布置图和照片供参考。
5、太阳能自动跟踪系统
太阳能自动跟踪系统适用于太阳能发电组件对太阳进行跟踪，使之处于最佳发电状态，充分发挥太阳能组件的发电能力，降低发电成本。
太阳能的大力开发利用是必然的发展趋势，其势迅速，但太阳能发电在我国还处于发展初期阶段，目前太阳能发电集成组件多为固定式安装，早晚的发电量很低，与峰值差距很大，不能充分发挥太阳能组件的发电能力。
单轴式太阳能跟踪系统，它白天跟踪太阳转动，夜间返回跟踪起点，日复一日的无限循环，然而不同季节太阳光照射地面角度的变化对太阳能组件发电能力的影响依然存在。
为了克服单轴跟踪和固定安装太阳能发电组件的不足，本次使用的产品使用先进结构，综合效率和系统可靠性精心优化，实现了双轴跟踪，在不同地点最高可提高系统效率30%--50%。
5.1产品原理简介：
在太阳能集成组件的背面设置两套各自都可以使集成组件角度发生改变的转动机构，以适应太阳入射角的变化和太阳每天东升西落的运行规律。
两套转动机构的旋转轴线相互垂直，上下交错，且平行于集成组件的受光面；白天太阳能发电组件在直杆驱动器的驱动下，自东向西转动跟踪太阳，夜晚返回跟踪始发位，等待次日继续跟踪太阳，日复一日，无限循环。
直杆驱动器采用电机驱动，通丝杠螺母传动副推动太阳能发电组件作不定时旋转。
季节旋转轴线相对于地平面的夹角α值须根据当地所处纬度设定，北半球夏至那天α值最小，冬至那天α值最大。
南半球反之。
α角是由支承梁安装位置确定的。
支承梁是太阳能发电集成组件的承载构件，它安装在立柱顶部的U形支承铰链上，可绕支承轴转动。
安装在支承梁上的饺链与直杆驱动器联接，成为组件整体的支承点，它与U形支承铰链形成三角支承，电集成组件的重心正好处于U形支承铰链支承轴的中部，使组件整体具有较好的稳定性和抗风暴的能力。
驱动器每隔三天驱动一次，其驱动量根据地域的天文参数不同设置。
本系统采用天文数据模糊控制程序，用编程器控制驱动量和运行程序，以达到太阳受光面跟踪太阳的目的，结构坚固。
本系统结构简单易行，安装调整方便。
自动高效运行，产出更大。
5.2自动跟踪装置技术参数：
支架型式：
双轴；
支架材料：
镀锌钢型材；
每个支架电池方阵系统容量：
16平方米/2KW；
支架角度调整范围：
120度；
支架角度调整精度：
0.5；
跟踪控制方式：
按经纬度；不带光传感器；闭环调节；
驱动机构型式：
电动推杆；
驱动电动机参数：
交流，12V，5/10WP，电动机1个；
驱动电动机电流：
自带电源；
每个跟踪架的年平均耗电量：
1.5度；
追日跟踪的控制系统以及通信型式：
Profibus；
支架可耐受大风速（m/s）：
33米/秒；
支架安装高度：
2.75米；
每个支架基础的参数尺寸：
直径2.2米，高0.8米；
发电量提升的百分数：
30%-50%（视地区、季节不同而不同）；
支架日常维护内容：
免维护；
附图1、双轴式太阳跟踪系统的整体结构布局图。
附图2、α角调整机构A向示意图。
附图3、东西跟踪机构B-B示意图。
6、并网逆变器
6.1并网逆变器：
采用了高性能逆变器。
6.2简述
并网逆变器都采用了经过验证的先进H5技术以及直流电子开关ESS。
该系列设备具有高达98%的转换效率，采用MPPT优化跟踪技术OptiTrac，并且使用压延铝铸压缩机壳。
这些设备还采用创新的功率平衡功能，能够在不同相上控制并平衡并网输出功率，是20kW甚至上百千瓦大规模光伏电站系统的理想设备选择。
无与伦比的高转换效率，成本大大降低，能够直接安装在光伏组件附近，所有这些优势，让用户能够从每一束太阳光中都获得更多的收益。
6.3技术数据：
输入（DC）
最大直流功率：
10350Wp；
最大直流电压：
700V；
光电电压范围，MPPT：
333V-500V；
最大输入电流：
31A；
输出（AC）
额定交流输出：
10000W;
最大交流功率：
10000W；
最大输出电流：
44A；
额定交流电压/范围：
220V-240V/180V-260V；
交流电网频率（自我调节）：
50Hz/60Hz/±4.5Hz；
功率因数（cosφ）：
1；
交流连接/功率平衡：
单相/标准；
效率
最大效率：
98.0%；
EuroETA：
97.5%；
防护设备
防护等级：
IP65；
直流反接保护：
标准；
直流负载断开开关ESS：
标准；
交流短路保护：
标准；
接地故障监测：
标准；
网络监控：
标准；
剩余电流监控单元：
标准；
常规数据
尺寸（宽/高/深）㎜：
468/613/242；
重量：
约35KG；
工作温度范围：
-25℃~+60℃；
耗电量（工作（待机）/夜晚）：
<10W/0.25W；
Topology：
变压器；
冷却方式：
OptiCool；
安装：
室内/室外；
特征
直流连接：
MC4；
交流连接：
螺丝接线端；
液晶显示器：
标准；
接口：
标准可选；
保修：
5年。
效率曲线
7、电站配置及报价
序
号
名称
总功率
型号
数量
单价
总价
备注
1
太阳能电池
50kw
180W
278件
13.25元/W
663030
单晶硅
2
自动跟踪器
10kw
2kw
5件
41000
205000
含支架
3
并网逆变器
50kw
10KW
5件
19800
99000
进口
4
组件支架
1套
200000
200000
热镀锌、喷塑
5
交直流控制柜
1套
35500
35500
自制
6
安装费
70000
70000
包括自动跟踪的安装、施工和设备
7
施工设备
25000
25000
专用电线,电缆
150000
70000
税收
8%
110000
含管理费
利润
5%
68000
合计
1548000
8、电站的效益分析
50kW并网光伏发电系统电站建成后，预计年发电能力约为45625KWh。
按照目前中国火电厂的煤耗，每年可节省标准煤约近18.25吨，年碳粉尘减排量约12.41吨，年二氧化碳减排量约近45.488吨，年二氧化硫减排量约1.368吨，年氮氧化物减排量约0.684吨。
以上数据均按本地区的平均日照量和全国风区资料和系统效益计算，不避免实际自然状态的影响。
方案二：
50KW固定
用230W组件218PCS，每块组件自己携带并网逆变器：
其逆变器性能如下：
SGPV系统的关键是小型太阳能并网正弦波电源逆变器，它的结构图如图1所示。
图1，可并网正弦波电源逆变器
它包括CPU（中央处理器）、SPWM正弦波产生电路、电流控制SPWM产生电路、正弦波电压变换电路、逆变电路、输入电压采样电路、输入电流采样电路、温度检测与风扇控制电路、市电相位检测电路、市电幅度检测电路和直流供电电路组成。
五，并网方式
单个SGPV系统的并网示意图如图2所示。
只要把SGPV系统的太阳能电池板安装在有阳光照射的合适的位置，把SGPV系统中的小型太阳能并网逆变器的输出插头插入市电的插座中，即可以把太阳能电池板转换的电能并入市电中。
图2，单个SGPV并网示意图
多个SGPV系统可以组成阵列并网，阵列中每个SGPV系统的安装方式都和单个SGPV系统的安装方式相同，把每个SGPV系统都挂在交流母线上即组成大功率的并网系统。
SGPV系统是可堆积的，而各个SGPV系统又是相互独立的。
并网的总功率为阵列中所有SGPV系统的总功率之和。
系统价格为：
序
号
名称
总功率
型号
数量
单价
总价
备注
1
太阳能电池
50kw
180W
218件
14元/W
752100
单晶硅
2
并网逆变器
250w
218件
520
113360
进口
3
交直流控制柜
2套
35500
35500
含工控机1
4
组件支架
75000
75000
热镀锌，机械配件
5
专用电线,电缆
15000
15000
交流汇流箱
18000
税收
8%
80000
含管理费
利润
小于5%
45000
合计
1133960
陈文敏2010-5-13
-13-
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