【精品】太阳能离网发电系统设计
发布于 2021-01-16 07:34
一、 工程概述
1、工程名称
***离网系统
2、地理位置（经度、纬度、环境状况、气候条件、风力状况、阳光资源等）
3、气象资料
项目
月份 | 空气温度 | 相对湿度 | 每日太阳辐射 | 风速 | 地面温度 |
℃ | % | KWh/m2/Day | m/s | ℃ | |
一月 | 10.6 | 78.40% | 27.05 | 3.8 | 13 |
二月 | 10.6 | 78.10% | 22.86 | 4.2 | 12.5 |
三月 | 13.3 | 75.10% | 32.08 | 4.2 | 17.3 |
四月 | 18.2 | 73.60% | 37.10 | 4.1 | 21.5 |
五月 | 22.2 | 68.50% | 39.19 | 4.3 | 25.9 |
六月 | 25.5 | 61.70% | 40.87 | 3.9 | 28.5 |
七月 | 28.8 | 65.00% | 57.30 | 4.0 | 30.5 |
八月 | 28.3 | 65.70% | 52.59 | 3.8 | 31.1 |
九月 | 25.9 | 67.80% | 42.53 | 4.0 | 28.4 |
十月 | 22.0 | 68.30% | 34.59 | 4.0 | 26.1 |
十一月 | 17.6 | 74.40% | 26.63 | 3.6 | 20.6 |
十二月 | 12.8 | 76.00% | 25.38 | 3.7 | 15.8 |
年平均 | 19.7 | 77% | 36.49 | 4.1 | 25.3 |
二、 方案设计
（一）用户负载信息
用电器 | 额定功率(W) | 数量 | 用电时数(h) | 用电量(KWh) |
照明灯具 | 40 | 15 | 5 | 3 |
24寸液晶电视 | 32 | 3 | 5 | 0.48 |
电风扇 | 44 | 6 | 5 | 1.32 |
冰箱 | 120 | 3 | 3 | |
其他 | 2.2 | |||
合计 | 10 | |||
冰箱的耗能根据冰箱的使用模式和开关冰箱门的频率有关，目前普通冰箱的日耗电大约1度左右。
（二）系统方案设计
根据用户要求，本方案为光伏离网系统
本系统是一个离网系统，其原理如下图所示：
1、太阳能电池板方阵的设计（查询安装地区逐月辐照强度随倾角变化规律、倾角计算、支架设计或选取、电池板容量计算、电池板型号选择及数量确定并列出基本技术参量表、布局）
逐月辐照强度随倾角变化规律
角度 月份 | 平均日辐照强度（KWh/m2/Day） | ||||||
28° | 30° | 32° | 35° | 37° | 38° | 40° | |
一月 | |||||||
二月 | |||||||
三月 | |||||||
四月 | |||||||
五月 | |||||||
六月 | |||||||
七月 | |||||||
八月 | |||||||
九月 | |||||||
十月 | |||||||
十一月 | |||||||
十二月 | |||||||
年平均 | |||||||
所选电池板的基本技术参数如下所示:
太阳电池种类 | ||
太阳电池生产厂家 | ||
太阳电池组件生产厂家 | ||
太阳电池组件型号 | ||
指标 | 单位 | 数 据 |
峰值功率 | Wp | |
开路电压（Voc） | V | |
短路电流（Isc） | A | |
工作电压（Vmppt） | V | |
工作电流（Imppt） | A | |
尺寸 | mm | |
2、蓄电池组的设计（容量计算、安装地区户用电压情况、蓄电池型号选择、数量确定、布局）
在系统中储能主要靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量利用下下面公式计算：
其中：C：蓄电池容量[kWh]
D：最长无日照间用电时[h]
F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05）
Po：平均负荷容量[kW]
L：蓄电池的维修保养率（通常取0.8)
U：蓄电池的放电深度（通常取0.5)
Ka：包括逆变器等交流回路的损失率（通常取0.7，如逆变器效率高 可取0.8）
所以此处的蓄电池的容量应该为：
C=15×3×1.05/（0.7×0.5×0.8）=112.5KWh
由于系统设计的参考连续阴雨天数为3天，所以蓄电池放点深度选择为0.5。
根据福建福州的电力情况，户用电压为220V，蓄电池电压选择为24V，蓄电池组由12V的蓄电池串并而成，所以每串需要2块蓄电池串起来达到24V。选用36块单体为12V150Ah的蓄电池，总共18串进行并联，蓄电池总容量为54000Ah，即129.6KWh。电池型号选择双登的6-GFM-150。
3控制器的设计（型号及主要参数）
型号 | |||
额定电压（VDC）(V) | |||
负载最大电流（A） | |||
充电最大电流（A） | |||
充电路数 | |||
最大开路电压（VDC） | |||
过充（VDC） | 保护 | ||
恢复 | |||
过放（VDC） | 断开 | ||
恢复 | |||
负载过压 | 断开 | ||
恢复 | |||
空载电流（mA） | |||
显示方式 | |||
电压降落 | 太阳能电池与蓄电池之间( V ) | ||
蓄电池与负载之间( V ) | |||
机械尺寸 | 深×宽×高( mm ) | ||
使用环境(℃) | |||
海拔高度 | |||
控制器的输入路数不够，可使用三通连接器使两块组件并联后接入控制器。
4、逆变器的设计（负载情况、离网或并网、型号、参数）
由于福州当地的用电电压为220V，所以选择输出电压为220V的离网逆变器，经过用户用电器统计可知，用户的最大功率约为1320W，考虑到用户负载中有感性负载，在启动过程时有较大的冲击电流，同时考虑系统的临时增加负载的情况，所以逆变器功率应相对选择较大的。选取24V3KW的逆变器，
型 号 | SHI3000/24-220 |
额定容量（KVA） | 3KVA |
直流输入 | |
额定输入电压（VDC） | 24 |
欠压点(VDC） | 21.6 |
欠压恢复点(VDC) | 25.2 |
过压点（VDC） | 32 |
市电输入 | |
电压允许范围（VAC） | 220±15% |
输入频率（Hz） | 50 |
切换方式（可选项） | |
交流输出 | |
额定电压（VAC） | 220VAC±5% |
额定频率（Hz） | 50±2Hz |
输出波形 | 正弦波 |
过载能力 | 120% 2分钟 |
电压稳定精度(AC) | 220±1.5% |
频率稳定精度 | 50±0.04 |
波形失真率（THD） | ≤3%（线性负载） |
动态响应（0～100%） | 10% |
功率因数（PF） | 0.8 |
逆变效率 | ≤90% |
峰值系数（CF） | |
环境 | |
绝缘强度 | 1200VAC 1分钟 |
噪音（dB、1米） | |
使用环境温度(℃) | -20℃~+55℃ |
储存环境温度(℃) | -24℃~+60℃ |
使用海拔（m） | <5000m |
显示方式 | 表头或指示灯 |
连续运行时间 | 可连续运行 |
尺寸(深X宽X高) | 304×175×71.5 |
三、 设备清单一览表
名称 | 生产厂商 | 型号 | 单位 | 数量 | 单价 | 合价 |
系统设计 | -- | 项 | ||||
组件 | 块 | |||||
光伏控制器 | 台 | |||||
蓄电池 | 个 | |||||
离网逆变器 | 台 | |||||
三通连接器 | 套 | |||||
组件支架 | -- | 套 | ||||
监控软件 | -- | 套 | ||||
环境监测仪 | -- | 套 | ||||
光伏电缆 | -- | 米 | 若干 | |||
电缆桥架 | -- | 米 | 若干 | |||
费用总计 | ||||||
售后服务 | 0 | |||||
利润（设备总价的18%，包括税收） | ||||||
合计总价 | ||||||
四、 系统安装（ 设备材料领取清点、检测、太阳电池支架制作安装、太阳能电池方阵的安装、电气设备的安装调试、系统的独立运行调试）
1、施工顺序
2、施工准备（技术准备、现场准备、检测表或检测图）
3、验收
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