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1、 太阳能供电方案太阳能供电方案 - 1 - 监控系统太阳能监控系统太阳能 供电的方案供电的方案 目目 录录 一、概述一、概述.2 二、技术评价二、技术评价.2 三、太阳能发电系统的合理配置三、太阳能发电系统的合理配置.3 1、用电负荷的特征4 2、太阳能的资源状况4 3、负载实际情况6 四、太阳能系统方案四、太阳能系统方案.6 1、方案设计合理性计算7 2、系统详细配置说明8 3、系统特点说明9 五、重要设备说明五、重要设备说明.10 1、太阳能光伏板（单晶硅 WLS-170C）.10 2、太阳能充电控制器（VS4048）.11 3、蓄电池（NPJ200-12）13 4、高频逆变器（WN483
2、0）13 5、太阳能支架14 六、工程业绩图片六、工程业绩图片.15 - 2 - 监控系统太阳能监控系统太阳能 供电的方案供电的方案 一、概述一、概述 野外设备一般指气象与地震监测、森林防火、水文监测、输电设备监控等，大致都在 比较偏远地区使用，一般用电负荷都不大，但其供电系统却要保持长期的供应，所以给供 电系统带来很大的难题。用电网送电就不合理，一来不便于架设电缆电线，二来成本过高， 三来今后维护麻烦。而只能在当地直接发电，最常用的就是采用柴油发电机。但柴油的储 运对偏远地区成本太高，而且难以保障。所以柴油发电机只能作为一种短时的应急电源。 要解决长期稳定可靠的供电问题，只能依赖当地的自然能
3、源。由于新能源、新技术的发展， 使得发电系统的多元化，可以利用大自然的能源为我们所取用，太阳能和风能是最普遍的 自然资源，也是取之不尽的可再生能源。近20余年来，太阳能的应用已逐渐扩大，已广泛 用于户用太阳能光伏电源系统(SHS)；部队的边防哨所、海岛驻军供电系统；气象与地震监 测、森林防火、水文监测用太阳能电源系统；邮电通讯的中继站、铁路的信号站、地质勘 探和野外考察的工作站、高速公路的监控电源系统；屋顶光伏电源系统；大型光伏发电站 等方面。太阳能发电是解决远离电网的地区供电困难的首选系统，独立太阳能供电系统因 此就成为野外设备最佳的供电电源。 由于监控系统大多数架设在偏远地区并且无人看的，
4、大多都没有电源，所以它们的设 备所需电源采用太阳能发电系统来供电是最佳的、最经济的。 二、技术评价二、技术评价 太阳能发电系统是利用太阳能光伏板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池 充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。该系统的优点是系统供电可靠性高， 运行维护成本低，缺点是系统造价高。（一次性投入高，但长期来看还是比较合算，而且 环保。） 总之，太阳能是清洁能源，随着光伏发电技术的日趋成熟及实用化进程中产品的不 断完善，为 太阳能发电系统的推广应用奠定了基础。 太阳能发电系统推动了节能环保 - 3 - 事业的发展，促进资源节约型和环境友好型社会的建设。太阳能发电系统具有环保、
5、无污染、免维护、安装使用方便等特点，符合 环保能源应用要求。 三、太阳能发电系统的合理配置三、太阳能发电系统的合理配置 太阳能发电系统主要由太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、直流负载等部分组成， 系统结构图见附图。该系统是集太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技 术为一体的复合可再生能源发电系统。 (1)太阳能发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电 池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电。 (2) 控制部分根据日照强度及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和 调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄 电
6、池组存储 ，它保证了整个系统工作的连续性和稳定性 。发电量不能满足负载需要时， 控制器把蓄电池的电能送往负载， 蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当 蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性 能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。 (3)蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作 用。它将光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 （4）逆变系统是把蓄电池中的直流电变成标准的 220v 交流电，保证交流电负载 设备的正常使用 ，是光伏发电系统的核心部件。同时还具有自动稳压功能
7、， 由于使用地 - 4 - 区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定 运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，逆变器的高 效运行也显得非常重要。 太阳能发电系统根据太阳辐射变化情况，可以在以下 三种模式下运行：光伏发电 系统单独向负载供电；光伏发电系统 和蓄电池联合向负载供电 ；蓄电池单独 向负载供 电。 太阳能发电有以下优点： 利用太阳的照射，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性； 在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量； 通过合理地设计与匹配，可以基本上由 太阳能发电系统供电，很少或基本不用 启动备
8、用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。 发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。一般来说，系统 配置应考虑以下几方面因素： 1、用电负荷的特征、用电负荷的特征 发电系统是为满足用户的用电要求而设计的，要为用户提供可 靠的电力，就必须认真 分析用户的用电负荷特征。主要是了解用户的最大用电负荷和平均日用电量。 最大用电负荷是选择系统直流输出容量的依据，而平均日发电量则是选择光伏板容量 和蓄电池组容量的依据。 2、太阳能的资源状况、太阳能的资源状况 项目实施地在山西，位于山西西北部，吕梁地区的北端，北纬38 05383611，东经 11121431115002
9、之间，平均 海拔 1416.6 米。 LatitudeLatitude 38.238.2 / / LongitudeLongitude 111.2111.2 waswas chosen.chosen. UnitUnit ClimateClimate datadata locationlocation LatitudeN38.2 LongitudeE111.2 - 5 - Elevationm1254 Heating design temperatureC-16.39 Cooling design temperatureC25.87 Earth temperature amplitude C27
10、.97 Frost days at siteday158 MonthMonth AirAir temperaturetemperature RelativeRelative humidityhumidity DailyDaily solarsolar radiationradiation - - horizontalhorizontal AtmosphericAtmospheric pressurepressure WindWind speedspeed EarthEarth temperaturetemperature HeatingHeating degree-daysdegree-day
11、s CoolingCooling degree-daysdegree-days C%kWh/m2/dkPam/sCC-dC-d January-13.874.5%2.9588.13.1-12.99910 February-8.667.7%3.7987.93.3-7.57560 March-0.255.1%4.7687.73.81.45610 April9.042.1%5.9187.44.211.827536 May16.240.9%6.2287.24.019.987182 June20.647.4%6.2587.03.524.012302 July21.461.7%5.5886.93.123.
12、92350 August19.367.4%5.1187.22.821.114288 September14.266.5%4.4487.73.015.9118132 October6.766.0%3.8388.03.08.234714 November-2.064.3%3.0288.23.3-0.95970 December-10.371.0%2.6088.23.1-9.38800 AnnualAnnual6.060.4%4.5487.63.48.046401304 Measured at (m) 10.00.0 根据以前的数据它的年平均风速在3.4米/秒左右，不合适风力发电，但日照时间长最 合
13、适上太阳能发电设备。太阳能的资源状况是系统光伏板容量选择的另一个依据，一般根 据资源状况来确定光电板的容量系数，在按用户的日用电量确定容量的前提下再考虑容量 系数，最后光伏板的容量。 - 6 - 3、负载实际情况、负载实际情况 系统负载为监控设备，每套设备平均日运行功率为 200 瓦，负载电源为 AC220V/50Hz 等级，要求 5 个连续阴雨天。下面是根据以上负载 24 小时运行的太阳能系统配置计算情况， 设定太阳能供电系统的直流总线为 DC48V，则设备日耗电量为： 200W24h80%3840Wh 3840Wh48V80Ah 四、太阳能系统方案四、太阳能系统方案 系统设计连续阴雨天数为
14、 5 天，系统安全系数为 1.1，所使用蓄电池的放电深度为 0.7,直流充电回路的系统效率损失为 0.9，逆变损失为 0.9，由于没有岚县的太阳能资源数 据，而太原的纬度位置与其比较靠近，因此以太原为数据依据进行配置计算： 由上表可得到系统配置如下： - 7 - 序号项目参数 1 太阳能电池板 2036.4Wp 2 免维护蓄电池 DC48V/645.6Ah 3 太阳能充电控制器 DC48V/27.2A 1、方案设计合理性计算、方案设计合理性计算 （1） 发电能力 太阳能电池板容量：2036.4W 日照时间（1 天）：4.54 小时（为当地太阳辐射度超 1000W/m2 的累计时间） 发电能力：
15、2036.4W4.54 小时9245WH （2） 消费电力 负荷消费电力：3840WH 工作时间（1 天）：24 小时 消费电力：200W24H80%3840WH 发电能力和耗费电力 2036.44.54H38402.4 倍 本系统充分考虑了好天气发电量为 1 天的消耗电量 2 倍左右，或发电电力不足 （如日照和风力不足）时，蓄电池也可保障电力供应问题。现调整太阳能发电 能力： 太阳能电池板为 1700Wp（170Wp10） （17004.54H）3840WH2倍 （4）连续不出现太阳照射的对应天数 蓄电池总容量：645.6AH/48V（30988.8WH） 消耗电力（1 天）：3840WH
16、不出现太阳照射的对应天数：5 天 （3840WH5 天）（48V645.6Ah）62% 根据实际情况蓄电池选用 12V 系列 200Ah（20 小时放电） 4 块3 组 （3840WH5 天）（12V200Ah43）66.7% 如果蓄电池充满的话，能满足负荷 5 天的消耗电力（66.7小于深放电设计的 70， - 8 - 蓄电池足够用） 。 2、系统详细配置说明、系统详细配置说明 系 统 配 置规格参数描述参考价格 太阳能光伏板 （WLS-170C） 最大输出功率 1700Wp，采用十块 35.5V/170Wp 单晶硅晶片 的光伏板串并联使用，输出电流可达 24A。 太阳能控制器 （VS4048） 输入 48V/40A，输出 D48，具有过压、过流、短路、反 接等全保护功能，具有 TVS 防雷保护，并且过压、过流、短 路保护在 LCD 上具有告警指示、可设置充、放电控制方式， 修改蓄电池容量，有实时时间
