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1、扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题 目： 北京市发电系统设计 课 程： 太阳能光伏发电系统设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气 0703 姓 名： 严小波 指导教师： 夏扬 完成日期： 2011 年 3 月 11 日 扬州大学本科生课程设计2目目 录录1 光伏软件 Meteonorm 和 PVsyst 的介绍-31.1 Meteonorm-31.2 PVsyst-42 中国北京市光照辐射气象资料-113 独立光伏系统设计-133.1 负载计算（功率 1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）-133.2 蓄电池容量设计（电压：24V，48V）-133.3 太阳能电池板容量设
2、计，倾角设计-133.4 太阳能电池板安装间隔计算及作图。-163.5 逆变器选型-173.6 控制器选型-173.7 系统发电量预估-18扬州大学本科生课程设计3第一章第一章 光伏软件介绍光伏软件介绍一、一、Meteonorm 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。 1、打开、打开 Meteonorm，选择语言，选择语言2、查询所在地气象数据，以北京为例、查询所在地气象数据，以北京为例扬州大学本科生课程
3、设计4二、二、PVsyst PVsyst 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、获取设计所需相关信息、获取设计所需相关信息 A、系统安装位置:查询经纬度 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、打开 PVSYST 软件，导入北京的气象数据软件，导入北京的气象数据扬州大学本科生课程设计53、系统设计，选择独立系统、系统设计，选择独立系统4、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、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扬州大学本科生课程设
4、计65、导入北京的气象数据、导入北京的气象数据扬州大学本科生课程设计7如果 PVSYST 中没有安装地的信息， 可采用以下方式（也就是使用之前提到的 meteonorm6.0 软件）： （一）利用 Google earth 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 3 开始进行设计6、选择好安装点信息后，对其他数据进行设定、选择好安装点信息后，对其
5、他数据进行设定当地的太阳光漫反射数值一般选择 0.27、选择、选择orientation确定倾斜角确定倾斜角 一般采用固定倾斜角度安装（Fixed tilted plane） ，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扬州大学本科生课程设计88、需要考虑阴影时，选择、需要考虑阴影时，选择near shading 来设定阴影情况来设定阴影情况 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9、选择、选择 system 进入荷载参数设置界面进入荷载参数设置界面扬州大学
6、本科生课程设计910、选择、选择simulation进行模拟计算进行模拟计算 进行模拟计算并通过点击report得到模拟计算报告，保存报告扬州大学本科生课程设计1011、设计完成、设计完成扬州大学本科生课程设计11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。第二章第二章 中国北京的气象资料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.
7、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_GhG_DhTaFFW/m2W/m2Cm/s110039-4.32.8213556-1.92.93177795.13.2421411013.63.4524712320.02.9624214424.22.5720912725.91.9扬州大学本科生课程设计12819612124.61.691839219.6
8、1.9101426912.72.111102474.32.6128637-2.22.7年1698711.82.5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扬州大学本科生课程设计13选择电池之后根据软件计算结果，在不超过要求电压电流或功率的条件下 选择匹配度较好的控制和逆变器，随后便可进行仿真计算。光伏方阵直流工作电压为 24V，输出峰值电流为 2.9818=53.1A。因此控 制器应满足如下要求：额定工作电压为 24V；额定工作电流应大于 53.1A。故选 择控制器 Isofotonltel60，他的系统电压为 24V，最大充电及最大
9、负载电流为扬州大学本科生课程设计1460A。第三章第三章 独立光伏系统设计独立光伏系统设计1 1、负载计算、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1218w/盏5h/小时1080wh/天电视机，电脑2120w/个3h/小时720 wh/天洗衣机1600wh/天600 wh/天吸尘器21200wh/天2400 wh/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2 2、蓄电池容量设计、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
10、 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 23.5/25.23 3、太阳能电池板容量设计，倾角设计、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 扬州大学本科生课程设计15Pv 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/m2k uv（风） 0w/m2k m/s 线上电阻损失 总
11、的阵列阻值 9.3m 损失部分 1.5% at STC 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/cos i-1）bo parameter 0.05倾角设计：水平方位：高度角 55 度，方位角 0 度主要仿真结果主要仿真结果 系统结果 可使用能量 1691kwh/year specific prod 1118kwh/year 使用的能量 1752kwh/year 额外的（没有使用的） 89kwh/yearPerformance ratio（pr）71.7% solar fraction（sf）88.3% Back
12、 up energy form generator Back up energy 204kwh/year 燃料消费 123/year标准的发电量：标准功率 1.51kwp扬州大学本科生课程设计16新的仿真变换平衡和结果说明： Globhor 水平总的辐射 Globeff E avail 可用的太阳能 E unused 能量损失 E user 可用的太阳能 E load 负载所需的能量 Solfrac 一部分太阳能扬州大学本科生课程设计17独立系统：损耗图示独立系统：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 volta 6sb100 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一年的损耗图示一年的损耗图示4 4、太阳能电池板安装间隔计算及作图、太阳能电池板安装间隔计算及作图扬州大学本科生课程设计18组件间距 3m,线性损失 19.6%5 5、逆变器选型、逆变器选型Model No. JN700-3上海吉耐电子设备有限公司持续功率: 300W 峰值功率:600W 效率: 90%
