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1、刖言太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用 绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界 上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场 需求持续高速增长、我国可再生能源法的颁布实施以及我国光伏企业在国际 光伏市场上举足轻重的良好表现，我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长 的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持 续发展的必由之路。太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力 输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称 谓并网发电方式
2、。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它 主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。1. 项目概况1.1项目背景及意义本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵 列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，待客户参考后再设计一套发电量 更大的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很 好的宣传，系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。1.2光伏发电系统的要求因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均 每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。2. 系统方案2.1现场资源
3、和环境条件江阴市位于北纬 31 40 34” 至 31 57 36”，东经 119 至 120 34 30”。 气候为亚热带北纬湿润季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6 毫米，年平均气温15.2C。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4 月-10月平均温度在10C以上，最冷为1月份，平均温度2.5C；最热月7月份， 平均温度27.6C。NatureResources：MonthAirtempe ratureRelativeh umidityDailysolarradiatio n-horizontalAtmospheric pressureWinds peedEar
4、thtemp eratureC%kWh/m2/dkPam/s CJanua ry3.976.50%2.69102.34.23.6Febru ary5.475.30%3.14102.24.25.5March9.175.50%3.33101.83.99.6April14.776.20%4.25101.23.715.4May19.278.70%4.78100.83.319.9June22.983.40%4.58100.33.423.6July26.186.20%5.05100.13.526.9Augus t25.686.50%4.71100.33.426.3Septe mber22.182.60%3
5、.99100.93.522.4Octob er1777.90%3.4101.63.517.2Novem ber11.676.70%2.81102.13.811.5Decem676.50%2.68102.445.72.2光伏系统方案的确定本项目采用独立型光伏系统方案。系统由电池组件PV阵列，充电控制器、 逆变器、蓄电池等部件组成。（原理图如下:）独立系统原理图本系统由太阳电池组件，跟踪控制系统，控制器，逆变器，蓄电池等部分组成。 太阳电池组件在太阳光的照射下产生直流电流;而充电控制器则协调太阳能电池 板、蓄电池和负载的工作，具有自动防止太阳能光伏系统的储能蓄电池过充电和 过放电的功能。蓄电池在系
6、统中的作用就是存储能量还能对系统起着调节电量、稳定输出的作用。逆变器的作用是将蓄电池的直流电转变为适合负载使用的正弦 波交流电，逆变器输出的交流电能进入配电柜；在配电柜内装有用于输出控制、 过流保护、防雷保护等器件。2.3计算机仿真2.3.1太阳能资源月内使用比刷各月水平月平均淀度各月光伏咎月的志面_1的平阵列水平面阳能无献率均t辐射上的平均H福it(0-1 (kWh/mVICT1.0U1.923.?1.002.444.&1.C02舶8.51.003.S414.21 001171921.004.4423.41.00收27.81 004 0827 71.003.5323.61.003.5013.
7、31 0027212H1.002.286.1月月月月月月，月月月月月月月二三日五六七L尢十一二十十（kWhJm司口）(%)2.7189%3.05&6%3.3599%4.53100%73100%5.04100%5.84100%J75100%4.20100%5.04100%J36100%3.8799%1现场的籍度和光伏阵列的方位 估算最近气象站的2数据江阴项目地点的纬度口N31E光伏阵列跟琮模式两个轴月拒人年采用的季节即指尉堂成平）MWh.-rrr21.241.24大pm（项招表百）MYVh.Wf1.571.57平均洛信c15.815.8直流淅束刷能榆渊能-员础关性kWh (1 潮kWh咬潮kW使
8、济)00 1,826.06.0003.000零g企|负有特征fiS应用美爽-吴用诈细0页有计尊？是.沔离网否2.3.2能源模型等效的年度直流电重需求 未满足的等敖直流电需求量 单位面积震电量 总的光伏素统效率 光伏系统功率奏数 供应的可再生能源MWhMWhkWh仲%MWhkWh2.-0280 02995.16.1%7一眺1翎1,999I现场条件估算项目名称厂房建筑项自位置江阴.中国最近的气象站宣象数据江阴项目所在地的纬度nN31.9年度太阳福射量倾斜表面）MWh/ms1.S7年平均温度nC15.8分析月份的且流电能里莆求MWh0.000分析月份的交流电能量需求MWh1.826系统特征估算应用类
9、型-光伏系统配置-光伏/蓄电池电力调节系统推荐的逆变墨直流电到交流电容量kW庞流3.00逆变器容量kW咬流，3.0逆变器平均效率%90%其他电力调节损耗%0%蓄电池所需电池自迎维持的天数02.0额定电池电压V40.0电池效率%龄最大放电深度%60%充电控制器（直流到直流）效猝%95%电池温度控制最小的最低的电池温度nC15.0蓄电池容量的温度损失咒3%建议的额定电池容童Ah404额定电池容量Ah400光伏阵列光伏组（牛类型单晶硅光伏组4牛制造商solarftin额定洸伏组件的效率%13.7%正葡工（军条件温度DC45光伏温度因于%/DC0.40%光伏阵列控制器固定其他光伏阵列损耗%.0%推荐的
10、额定光伏阵列电力容重kWp3.38额定光伏阵列电力容量kWp物光伏阵列面玖ma21.0年能源产量（12-00月分析）估算系统方框图2.5配置方案太 阳 能 组 件功率160W(43.7V,5.1A)数量18片连接方式2串9并控 制 器充电电压48V最大电流50A数量1说明无逆变 器规格48V, 3KW，输出电压:220VAC, 50HZ数量1蓄 电 池规格400AH，2V数量（节）24连接方式24串附注年供应电量预计3642kWh1. 本系统共使用了 18块电池组件，组件每2块为一串，在接线盒里9串并联后 输出。占地面积约22m2。2. 充电控制器选用48V50A的直流控制器，它是是具有自动防
11、止太阳能光伏系统 的储能蓄电池过充电和过放电的设备，由它协调太阳能电池板、蓄电池和负载的 工作。在系统运行时，它能对蓄电池的荷电状况和环境温度自动、连续地进行监 测，按照用户设置的参数对其充、放电过程进行控制，起到有效管理光伏系统能 量、保护蓄电池及保证整个光伏系统正常工作的作用。3. 逆变器选用的规格为48V，3KVA，输出电压：220VAC，它的作用是将蓄电 池的直流电压转变为适合负载使用的正弦波交流电压。在本系统中采用的正弦波 逆变器具有波形失真小、保护功能全、转换效率高、可靠性高的特点。4. 蓄电池在系统中的作用就是存储能量。由于系统采用48V电压，蓄电池组 由24节2V800Ah的蓄
12、电池串联而成。太阳能电池将太阳辐射能转换为直流 电能，通过蓄电池将直流电能转换为化学能储存起来。另外它还能对系统起 着调节电量、稳定输出的作用。全部蓄电池置于两排双层电池架上。电池架 上装有输出控制开关，可方便地进行投入和切除。2.6系统主要设备2.6.1电池组件本系统拟采用江苏林洋新能源有限公司生产的SF-160单晶硅电池组件。江 苏林洋新能源有限公司是一家集晶体硅太阳能电池和组件的研发、生产、销售、 服务为一体并在美国成功上市的国际性公司。公司采用世界上最先进的电池片和 组件生产设备加之完善的质量管理体系，从而保证了完美的产品品质。产品通过 TIEC61215. TUV、和UL国际认证，在
13、国内享有盛誉。该太阳能电池片转换 效率高，表面玻璃为高透光低铁钢化玻璃，边框材料为轻质电镀铝合金。最大输出功率160Wp开路电压43.7V短路电流5.10A最大输出电压35.8V最大输出电流4.61A重量15kg外型尺寸1580 mm x 808 mm x 45 mm最佳电流的温度系数+ 0.04%/ C最佳电压的温度系数0.38%/ CSF-160 单晶硅电池组件性能SF-160单晶硅太阳能电池的机械特性。图2SF-160单晶硅太阳能电池的I-V特性2.6.2充电控制器额定电压(V)48额定电流Ip(A)50最大太阳能电池组件功率(kWp)3太阳能电池组数N6每路太阳能电池电流Ib(A)Ib=Ip/N环境温度-20C + 5
