河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)辦公樓光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

1、新能源科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)辦公樓太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 生：趙宏偉學(xué) 號(hào)：120720118指導(dǎo)教師：張海霞完成日期：2015年10月12日10月23日河 北 工 程 大 學(xué)城市建設(shè)學(xué)院2015年10月- 26 -目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)···························1第一章 緒論

2、·························3第二章 蓄電池設(shè)計(jì)2.1 蓄電池各參數(shù)基本估算·················2.2 設(shè)計(jì)修正··

3、3;····················2.3 蓄電池串并聯(lián)設(shè)計(jì)···················2.4 蓄電池設(shè)計(jì)校核·······

4、;·············第三章 光伏組件方陣設(shè)計(jì)3.1 太陽(yáng)能電池組價(jià)設(shè)計(jì)··················3.2 光伏組件方陣的校核············

5、83;·····3.3 太陽(yáng)能電池方陣設(shè)置··················第四章 主要部件選型4.1 蓄電池選型·····················&

6、#183;4.2 光伏組件選型·····················4.3 控制器選型······················4.4 逆變器選型·

7、83;····················第五章 其他硬件設(shè)計(jì)5.1 電纜選取·······················5.2 供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)·&#

8、183;················5.3 接地和防雷設(shè)計(jì)····················第六章 經(jīng)濟(jì)效益分析··········

9、;···········參考文獻(xiàn)····························設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)辦公樓太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)為河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)辦公樓設(shè)計(jì)太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)，根據(jù)

10、蓄電池、太陽(yáng)能電池組件、控制器和逆變器的市場(chǎng)產(chǎn)品規(guī)格，提出具體可行的實(shí)施方案。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和基本要求基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查和計(jì)算負(fù)載；確定蓄電池容量（蓄電池容量的設(shè)計(jì)計(jì)算和蓄電池組的串并聯(lián)設(shè)計(jì)）；確定太陽(yáng)能電池方陣容量和太陽(yáng)能電池組件規(guī)格；選擇控制器和逆變器；系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖及太陽(yáng)能電池方陣設(shè)置圖；列出參考資料；完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)與方案圖（要求各部件配有照片或者圖紙，生產(chǎn)廠家，型號(hào)及價(jià)格）。四、設(shè)計(jì)原始資料(一)地理位置及平面布置區(qū)域河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)位于石家莊市橋東區(qū)，東經(jīng)114°29，北緯38°08，海拔61.5m。校園內(nèi)現(xiàn)有1處平整空地，長(zhǎng) 120 米，寬 47 米，可用于鋪設(shè)光伏組件。(

11、二)辦公樓負(fù)載基本數(shù)據(jù)設(shè)備名稱功率(W)數(shù)量運(yùn)行時(shí)間（h/d）日耗電量（kWh）電燈505607196電腦3001008240打印機(jī)901010.9多媒體700222.8中央空調(diào)機(jī)計(jì)/800(三)氣象資料常年氣象參數(shù)統(tǒng)計(jì)如下：1. 氣溫：年平均氣溫10.014.5，全市極端氣溫最高為42，極端最低氣溫為-6。2. 風(fēng)向：石家莊市主導(dǎo)風(fēng)向春夏季為東南風(fēng)，秋冬季為西北風(fēng)。3. 降水量：年降水量在589-671mm之間，集中在夏季，占全年70%左右。4. 冰凍深度48cm，無(wú)霜期200d以上。5. 逐月平均氣溫及太陽(yáng)總輻射量見(jiàn)下表。例表1 逐月平均氣溫及太陽(yáng)總輻射量月份1月

12、2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均累計(jì)月平均氣溫（）-2.01.57.515.021.02627.525.521.5156.50.513.1/月平均太陽(yáng)總輻射(MJ/m2)2393044625446236155154584053502452044144964月平均直接輻射(MJ/m2)124176259280301290186175168142125991942325月平均散射輻射(MJ/m2)1151282032643223253292832372081201052202639注：本數(shù)據(jù)源自建筑用標(biāo)準(zhǔn)氣象數(shù)據(jù)手冊(cè)及中國(guó)建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)。(四)工程地質(zhì)資料

13、 1、地基狀況良好，地基承載力特征值 130 KPa。 2、設(shè)計(jì)地震烈度8度。 第一章 緒論1.1能源發(fā)展現(xiàn)狀目前，世界人口已經(jīng)突破70億，比19世紀(jì)末期增加了兩倍多，而能源消費(fèi)據(jù)統(tǒng)計(jì)卻增加了16倍多。能源的供應(yīng)始終跟不上人類對(duì)能源的需求。當(dāng)前世界能源消費(fèi)以化石能源為主，其中我國(guó)等少數(shù)國(guó)家是以煤炭為主，其他國(guó)家大部分則是以石油和天然氣為主。按目前的消耗量，專家預(yù)測(cè)石油、天然氣最多只能維持不到半個(gè)世紀(jì)，煤炭也只能維持一個(gè)多世紀(jì)。所以不管是哪一種常規(guī)能源結(jié)構(gòu)，人類面臨的能源危機(jī)都日趨嚴(yán)重。除了能源自身的儲(chǔ)量以及開(kāi)發(fā)利用上存在的問(wèn)題，能源所引發(fā)的諸多問(wèn)題更是不容小覷。作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)

14、是一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，能源生產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)和俄羅斯，居世界第三位。20世紀(jì)中、下葉，中國(guó)由一個(gè)能源自給自足的國(guó)家一躍成為能源進(jìn)口國(guó)，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)已成為世界上能源消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家之一，基本能源消費(fèi)占世界總消費(fèi)量的約1/10，僅次于美國(guó)，居世界第二位。過(guò)去100年間，中國(guó)一次能源累計(jì)消費(fèi)量不足300億噸當(dāng)量，只有美國(guó)同期能源消費(fèi)量（1300億噸）的22%，而且其中的60%乃是近15年來(lái)消費(fèi)的，這進(jìn)一步預(yù)示著中國(guó)未來(lái)能源消費(fèi)量的巨大增長(zhǎng)潛力（表1-1）。表1-1 中國(guó)一次能源消費(fèi)趨勢(shì)預(yù)測(cè)（不含非商品物質(zhì)能）單位：億噸油當(dāng)量預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)及時(shí)間基準(zhǔn)年份基準(zhǔn)值預(yù)測(cè)值年增長(zhǎng)率/%2015年202

15、0年2030年EIA(2006)200311.4323.126.834.94.2EIA(2007)200412.4824.428.336.54.2EIA(2007)200515.1526.331.235.93.5國(guó)家發(fā)改委能源所，200420009.717.523.3中國(guó)工程院，200420009.724.527中國(guó)地質(zhì)科學(xué)戰(zhàn)略中心，200220009.714.715.2注：EIA（國(guó)際能源組織）預(yù)測(cè)基于中國(guó)經(jīng)濟(jì)未來(lái)25年的平均增速為6.5的假定；IEA依據(jù)的經(jīng)濟(jì)平均增速為6%。1.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)化石能源競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵是價(jià)格和成本，由于光伏發(fā)電的價(jià)格高于常規(guī)能源，因此市

16、場(chǎng)主要依賴于國(guó)家對(duì)光伏發(fā)電的政策補(bǔ)貼。近幾年來(lái)，中國(guó)晶體硅光伏組件制造技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。圍繞著降低成本的各種研究開(kāi)發(fā)工作取得顯著成就，表現(xiàn)在晶硅原材料制備技術(shù)取得巨大突破，硅片厚度持續(xù)降低、電池效率不斷提升等方面，在短短幾年時(shí)間，光伏發(fā)電成本下降幅度遠(yuǎn)超市場(chǎng)預(yù)期。首先，硅片厚度持續(xù)降低。降低硅片厚度是減少硅材料消耗，降低晶體硅太陽(yáng)電池成本有效技術(shù)措施之一。30多年來(lái)，太陽(yáng)電池硅片厚度從20世紀(jì)70年代的450500微米降低到目前的180200微米，降低了一半以上，對(duì)太陽(yáng)電池成本降低起到了重要作用。目前，國(guó)內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)電池片厚度已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平180微米。在不提高碎片率的前提下，如果太陽(yáng)電池厚

17、度從180微米降到160微米，太陽(yáng)電池硅用量可減少10%，組件成本可下降6%。其次，電池效率不斷提高。單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率已經(jīng)從20世紀(jì)50年代的6%提高到目前的25%，多晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到了20.3%，先進(jìn)技術(shù)不斷向產(chǎn)業(yè)注入，使商業(yè)化電池技術(shù)不斷得到提升。目前量產(chǎn)的晶體硅電池的效率達(dá)到14%20%(單晶硅電池16%20%，多晶硅14%16%)。晶體硅電池的效率提高1%，發(fā)電成本可下降6%。光伏發(fā)展的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，傳統(tǒng)能源目前的度電成本在0.4元附近。隨著光伏技術(shù)持續(xù)發(fā)展，2014年度電成本已經(jīng)提前3年實(shí)現(xiàn)，且當(dāng)前行業(yè)度電成本普遍已達(dá)到0.70.8元，這意味著當(dāng)前的光伏技術(shù)已

18、經(jīng)達(dá)到了一個(gè)“臨界點(diǎn)”。這個(gè)臨界點(diǎn)一旦突破，市場(chǎng)需求可能呈現(xiàn)幾何級(jí)爆發(fā)，其替代能源甚至主力能源的時(shí)代將提前到來(lái)。 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無(wú)電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應(yīng)用場(chǎng)所。光伏方陣在有光1  照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器給負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時(shí)蓄電池還要直接給獨(dú)立逆變器供電，通過(guò)獨(dú)立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。1.3太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無(wú)電區(qū)、海島、通訊基站等應(yīng)用場(chǎng)所。系統(tǒng)一般由太陽(yáng)電離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)

19、圖池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器給負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時(shí)蓄電池還要直接給獨(dú)立逆變器供電，通過(guò)獨(dú)立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。離網(wǎng)光伏系統(tǒng)一般由太陽(yáng)電池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。（1）太陽(yáng)電池組件太陽(yáng)電池組件是太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的主要部分，也是系統(tǒng)中價(jià)值最高的部件，其作用是將太陽(yáng)的輻射太陽(yáng)電池組件圖能量轉(zhuǎn)換為直流電能。根據(jù)用戶

20、對(duì)功率和電壓的不同要求，制成太陽(yáng)電池組件單個(gè)使用，也可以數(shù)個(gè)太陽(yáng)電池組件經(jīng)過(guò)串聯(lián)（以滿足電壓要求）和并聯(lián)（以滿足電流要求），形成供電陣列提供更大的電功率。太陽(yáng)電池組件具有高面積比功率，長(zhǎng)壽命和高可靠性的特點(diǎn)，在20年使用期限內(nèi)，輸出功率下降一般不超過(guò)20%。隨著溫度的變化，電池組件的電流、電壓、功率也將發(fā)生變化，故組件串聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮電壓負(fù)溫度系數(shù)。（2）太陽(yáng)能充放電控制器太陽(yáng)能充放電控制器也稱“光伏控制器”，其作用是對(duì)太陽(yáng)能電池組件所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，最大太陽(yáng)能充放電控制器圖限度地對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，光伏控制器應(yīng)具備溫度補(bǔ)償

21、的功能。根據(jù)系統(tǒng)的直流電壓等級(jí)和太陽(yáng)電池組件的功率配置合適的光伏控制器，常見(jiàn)的光伏控制器有DC12V、24V、48V、110V、220V不同電壓等級(jí)。（3）蓄電池組其主要任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電?？筛鶕?jù)系統(tǒng)直流電壓等級(jí)的要求來(lái)配置蓄電池的太陽(yáng)能蓄電池串、并聯(lián)數(shù)量，蓄電池串并聯(lián)時(shí)應(yīng)遵循同型號(hào)規(guī)格、同廠家、同批次、同時(shí)安裝和使用原則。（4）離網(wǎng)型逆變器離網(wǎng)逆變器是離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一，負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。為離網(wǎng)型逆變器圖了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體性能，保證電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，逆變器的性能指標(biāo)非常重要。逆變器選型是根據(jù)負(fù)載的特性（如阻性、感性或容性

22、）及負(fù)載功率大小進(jìn)行選擇的。（5）直流負(fù)載和交流負(fù)載根據(jù)用戶的需要進(jìn)行安裝直流或交流的負(fù)載。第二章 蓄電池設(shè)計(jì)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中使用的蓄電池有鎳氫、鎳鎘電池和鉛酸蓄電池。在較大的系統(tǒng)中考慮到技術(shù)成熟性和成本等因素，通常使用鉛酸蓄電池。在下面內(nèi)容中涉及到的蓄電池沒(méi)有特別說(shuō)明指的都是鉛酸蓄電池。2.1蓄電池各參數(shù)基本估算參考資料選擇使用效率90%，輸出電壓為220VDC的逆變器，則： 使用深循環(huán)電池，取最大放電深度DOD為80%。 由于能源樓連接市政電網(wǎng)，負(fù)載對(duì)光伏電源要求不是很嚴(yán)格，取自給天數(shù)為1天，則： 2.2 設(shè)計(jì)修正 由平均放電率對(duì)負(fù)載進(jìn)行修正，取溫度修正因子為0.9，則： 2.3 蓄電池串

23、并聯(lián)設(shè)計(jì)選取賽特電池，型號(hào)為BT-MSE-3000,2V/3000Ah，那么需要串聯(lián)的電池?cái)?shù)： 需要并聯(lián)的電池?cái)?shù)： 取整為3個(gè)，所以該系統(tǒng)需要使用2V/3000Ah的蓄電池個(gè)數(shù)為：2.4 蓄電池設(shè)計(jì)校核校核蓄電池平均每天放電深度，保證蓄電池不會(huì)過(guò)放電。 所以該系統(tǒng)中蓄電池不會(huì)放電。第三章 光伏組件方陣設(shè)計(jì)3.1太陽(yáng)能組件設(shè)計(jì)根據(jù)例表1節(jié)氣象數(shù)據(jù)知12月份的太陽(yáng)輻射量最小，其水平面月平均總輻射為192MJ/,月平均直射輻射99MJ/，月平均散射輻射105MJ/，即12月份水平面月平均日太陽(yáng)總輻射量、月平均日太陽(yáng)直射輻射量、月平均日太陽(yáng)散射輻射量為： 由石家莊緯度為38°08，將太陽(yáng)電池

24、傾斜角定位33°。則根據(jù)參數(shù)隨地理緯度和傾斜角的關(guān)系曲線可得到，則傾斜面上的月平均日太陽(yáng)直射輻射總量為：式中-任意傾斜面上與水平面上的月平均日太陽(yáng)直射輻射總量之比。傾斜面上的月平均日太陽(yáng)散射輻射總量為：傾斜面上的月平均日地面反射總輻射量為：式中-地面反射率，取一般值0.2?？汕蟮眯泵嫔?月份的月平均日太陽(yáng)總輻射量為： 即基本等同于太陽(yáng)電池組件在標(biāo)準(zhǔn)輻射下照射3.06小時(shí)，相當(dāng)于3.06個(gè)標(biāo)準(zhǔn)峰值小時(shí)。選取英利YGE72CELL系列組件，規(guī)格為YL250P-29b，其峰值功率電壓為36.3V，峰值功率電流為8.53A，200W/時(shí)的平均相對(duì)效率衰減在3.3%。 系統(tǒng)需要并聯(lián)的太陽(yáng)電池組

25、件數(shù)： 根據(jù)上計(jì)算數(shù)據(jù)，可以選取并聯(lián)組件數(shù)量為176，串聯(lián)組件數(shù)量為7，所需太陽(yáng)電池組件數(shù)為：3.2 光伏組件方陣的校核 校核光伏組件方陣對(duì)蓄電池組的最大充電率： 3.3 太陽(yáng)能電池方陣設(shè)置（1） 安裝方位：河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)位于石家莊市，方針的方位設(shè)置為正南，安裝于空地上。（2） 傾斜角：方針的傾斜角，對(duì)于小型光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用按當(dāng)?shù)鼐暥鹊恼麛?shù)固定設(shè)置，即河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)緯度為38.08°，則取整為33°傾斜角。（3） 電池組件安裝高度：太陽(yáng)能電池陣列上安裝的電池組件高為1700mm。（4） 陣列間距：考慮到太陽(yáng)能電池陣列之間的陰影隨緯度、季節(jié)、時(shí)間等因素的變化，以及建設(shè)地點(diǎn)所處位

26、置，保證在冬至的午前9時(shí)到午后3時(shí)期間后面的陣列對(duì)前方的陣列不成陰影，陣列間的距離選取2800mm。第四章 主要部件選型4.1蓄電池選型賽特蓄電池隸屬福建泉州賽特電源公司創(chuàng)建于1997年。專業(yè)生產(chǎn)AGM和GEL蓄電池2大類，7大系列（小密系列、中密系列、2V系列、前置端子系列、深循環(huán)系列、長(zhǎng)壽命系列和儲(chǔ)能系列），電壓為2V、4V、6V、12V四個(gè)規(guī)格，容量從0.8Ah3000Ah共計(jì)100多個(gè)規(guī)格的鉛酸蓄電池。4.1.1賽特蓄電池特點(diǎn)（1）安全性能好:正常使用下無(wú)電解液漏出,無(wú)電池膨脹及破裂。（2）放電性能好:放電電壓平穩(wěn),放電平臺(tái)平緩；（3）耐震動(dòng)性好:完全充電狀態(tài)的電池完全固定,以4mm的

27、振幅,16.7Hz的頻率震動(dòng)1小時(shí),無(wú)漏液,無(wú)電 池膨脹及破裂,開(kāi)路電壓正常；（4）耐沖擊性好:完全充電狀態(tài)的電池從20cm高處自然落至1cm厚的硬木板上3次。無(wú)漏液,無(wú)電池膨脹 及破裂,開(kāi)路電壓正常；（5）耐過(guò)放電性好:25攝氏度,完全充電狀態(tài)的電池進(jìn)行定電阻放電3星期(電阻值相當(dāng)于該電池1CA放 電要求的電阻),恢復(fù)容量在75%以上；（6）耐過(guò)充電性好:25攝氏度,完全充電狀態(tài)的電池0.1CA充電48小時(shí),無(wú)漏液,無(wú)電池膨脹及破裂,開(kāi) 路電壓正常,容量維持率在95%以上；（7）耐大電流性好:完全充電狀態(tài)的電池2CA放電5分鐘或10CA放電5秒鐘。無(wú)導(dǎo)電部分熔斷,無(wú)外觀變形。4.1.2賽特蓄

28、電池特征描述（1） 容量范圍（C10）：12V系列-5.5Ah200Ah ，OPZV-2V系列-150-2000Ah；（2）電壓等級(jí)：12V；2V；（3） 設(shè)計(jì)浮充壽命：在25±5環(huán)境下，12V系列為15年；2V系列為18年；（4）循環(huán)壽命：在標(biāo)準(zhǔn)使用條件下，A400-12V系列25%DOD循環(huán)2950次； 2V系列25%DOD循環(huán)3500次；（5）自放電率2%/月；（6）充電接受能力高，節(jié)時(shí)節(jié)能；（7）工作溫度范圍寬：-2055；（8）擱置壽命：充足電后，在25環(huán)境下靜置存放2年，電池剩余容量仍在50%以上，充電后，電池容量可以恢復(fù)到額定容量

29、的100%；（9）抗深放電性能好： 100放電后仍可繼續(xù)接在負(fù)載上，四周后再充電可恢復(fù)原容量。4.1.3圖片展示圖4-1賽特蓄電池示樣表4-1賽特蓄電池各參數(shù)型號(hào)額定電壓（V）額定容量（AH）外形尺寸（mm）參考重量（Kg）端子形式長(zhǎng)寬高總高BT-MSE-50250160501661663.00F36BT-MSE-1002100171722052296.20F14/F39BT-MSE-200220017311032936313.6F18BT-MSE-300230017115133036619.7F18BT-MSE-400240021217732936727.4F18BT-MSE-50

30、0250014317333036532.0F18BT-MSE-600260030217633136639.7F18BT-MSE-800280041117633136753.5F18BT-MSE-10002100047517532936764.7F18BT-MSE-150021500401351342383102F28BT-MSE-200022000490350343382134F18BT-MSE-300023000712353341383200F28圖4-2圖4-3圖4-4圖4-5圖4-6圖4-74.2光伏組件選型4.2.1英利YGE 72 CELL系列組件規(guī)格為YL310P-35b表4-2

31、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的電性能參數(shù)（STC）組件規(guī)格YLxxxP-35b（xxx=Pmax）峰值功率PmaxW310305300295290功率公差PmaxW0+5組件效率m%16.015.715.515.214.9峰值功率電壓VmppV36.336.135.835.635.3峰值功率電流ImppA8.538.458.378.298.22開(kāi)路電壓VDCV45.645.445.245.044.8短路電流IICA8.998.938.868.798.73表4-3標(biāo)稱工作溫度下的電性參數(shù)（NOCT）峰值功率PmaxW226.1222.5218.8215.2211.5峰值功率電壓VmppV33.132.932.

32、732.432.2峰值功率電流ImppA6.826.7667.06.636.58開(kāi)路電壓VDCV42.141.941.741.641.4短路電流IICA7.277.227.167.117.06表4-4賽特蓄電池的溫度特性標(biāo)稱工作溫度NOTC46+/-2峰值功率（Pmax）的溫度系數(shù)%/-0.42開(kāi)路電壓（VDC）的溫度系數(shù)DC%/-0.32短路電流（IIC）的溫度系數(shù)IC%/0.05峰值功率電壓（Vmpp）的溫度系數(shù)mpp%/-0.42表4-5賽特蓄電池的運(yùn)行條件最大系統(tǒng)電壓1000VDC最大保險(xiǎn)絲額定值15A最大方向電流15A工作溫度-40至85正面最大靜載荷（雪載荷）5400Pa背面最大靜

33、載荷（風(fēng)載荷）2400Pa冰雹測(cè)試（冰雹直徑/撞擊速度）25mm/23m/s表4-6賽特蓄電池的結(jié)構(gòu)材料玻璃（材料/厚度）低鐵鋼化玻璃/4.0mm電池（數(shù)量/種類/尺寸/主樓線數(shù)量）72/多晶/156mmDC156mm/2或3封裝（材料）乙烯酯酸乙烯共聚物（EVA）鋁邊框（材料/顏色/陽(yáng)極氧化膜顏色）陽(yáng)極氧化鋁/銀色/透明接線盒（防護(hù)等級(jí)）IP65線纜（長(zhǎng)度/導(dǎo)體橫截面積）1100mm/4mm²接插件（型號(hào)/防護(hù)等級(jí)）MC4/IP67或YT08-1/IP67或AmphenolH4/IP68表4-7賽特蓄電池的一般特性及包裝說(shuō)明一般特性尺寸（長(zhǎng)/寬/高）1960mm/990mm/40m

34、m重量25.5kg包裝說(shuō)明每托組件的數(shù)量26半牽引車運(yùn)輸24平板車（17.5米）運(yùn)輸44-46包裝箱尺寸（長(zhǎng)/寬/高）1995mm/1145mm/1170mm每托重量707kg4.2.2電池特點(diǎn)圖4-8賽特蓄電池的特點(diǎn)4.2.3工程圖紙圖4-9工程圖紙4.2.4產(chǎn)品展示圖4-10產(chǎn)品展示4.3控制器選型光伏控制器是控制光伏電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電池并貯存到蓄電池組的控制裝置。光伏控制器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最為重要的部件，其性能影響到整個(gè)系統(tǒng)的壽命和穩(wěn)定性，特別是蓄電池的使用壽命。在任何情況下，對(duì)蓄電池的過(guò)充電或過(guò)放電都會(huì)使蓄電池的使用壽命縮短。光伏控制器對(duì)充放電進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，即可以保證負(fù)載的需求，

35、又可以有效的儲(chǔ)存多余的能量于蓄電池中?？刂破饕刂菩铍姵夭槐贿^(guò)度放電或過(guò)度充電，保護(hù)蓄電池。控制器的性能對(duì)蓄電池的使用壽命和系統(tǒng)的可靠性影響很大。通過(guò)以上要求選擇華凱HK100K220型光伏控制器，廠家為寧波市子華電器有限公司。表4-8華凱HK100K220光伏控制器技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)蓄電池電壓（VDC）220VDC蓄電池電壓范圍（VDC）190-280VDC太陽(yáng)能組件開(kāi)路電壓（VDC）450VDC充電路數(shù)40最大充電電流（A）500A每路最大充電電流（A）12.5A防護(hù)等級(jí)IP20蓄電池過(guò)放電壓點(diǎn)（VDC）斷開(kāi)201恢復(fù)226蓄電池過(guò)充電壓點(diǎn)（VDC）斷開(kāi)268恢復(fù)248電壓降落（VDC）光伏

36、電池與蓄電池之間3蓄電池與負(fù)載之間0.5顯示LCD+LED顯示內(nèi)容蓄電池電壓、負(fù)載電流、充電電流防雷裝置壓敏防雷保護(hù)功能過(guò)充、過(guò)壓、短路、接反、反向放點(diǎn)等噪音（dB，1m）60工作環(huán)境溫度（）-20+50允許相對(duì)濕度95%無(wú)冷凝最高海拔（m）5000（海拔每超過(guò)1000米需按照GB/T3859.2規(guī)定降額使用）溫度補(bǔ)償V0.448V產(chǎn)品性能特點(diǎn)： (1)多路太陽(yáng)能電池方陣輸入控制； (2)控制電路與主電路完全隔離，具有極高的抗干擾能力； (3)采用LCD液晶顯示屏，中英文菜單顯示； (4)具有歷史記錄功能和密碼保護(hù)功能； (5)保護(hù)功能齊全，具有太陽(yáng)能電池陣列接反、夜間防反充電保護(hù)功能。具有蓄

37、電池過(guò)充電，蓄電池過(guò)放電，負(fù)載過(guò)載，負(fù)載短路等保護(hù)和報(bào)警功能。(6)具有RS485/232通訊接口，便于遠(yuǎn)程遙信，遙控；(7)具有溫度補(bǔ)償功能。(8)采用開(kāi)光逐級(jí)限流充電模式，依據(jù)蓄電池組端電壓的變化趨勢(shì)自動(dòng)控制太陽(yáng)能電池方陣的依次接通或切離，實(shí)現(xiàn)蓄電池組的安全快速充電功能。4.4離網(wǎng)逆變器選型逆變器是將直流電轉(zhuǎn)化成交流電的設(shè)備。對(duì)逆變器的基本技術(shù)要求如下：(1)能輸出一個(gè)電壓穩(wěn)定的交流電；(2)能輸出一個(gè)頻率穩(wěn)定的交流電；(3)輸出的電壓及頻率，在一定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)；(4)具有一定的過(guò)載能力，一般應(yīng)能過(guò)載125%-150%；(5)輸出電壓波形含諧波成分盡量?。?6)具有短路、過(guò)載、過(guò)熱、過(guò)電

38、壓、欠電壓等保護(hù)功能和報(bào)警功能；(7)啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；(8)換流損失小，逆變效率高，一般應(yīng)在85%以上；(9)具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。由輸入電壓、輸出電壓、輸出功率等參數(shù)選擇華凱HK100K3T型離網(wǎng)逆變器。圖4-11逆變器圖示第五章 其他硬件設(shè)計(jì)5.1電纜選取5.1.1光伏系統(tǒng)中電纜的選擇主要考慮如下因素：（1）電纜的絕緣性能；（2）電纜的耐熱阻燃性能；（3）電纜的防潮、防光；（4）電纜的敷設(shè)方式；（5）電纜芯的類型；（6）電纜的大小規(guī)格。5.1.2光伏系統(tǒng)中不同組件之間的連接，由于環(huán)境和要求的不同，選擇電纜也不同。（1）元件與元件之間的連接；必須進(jìn)行UL測(cè)試，耐熱90攝氏度

39、，防酸，防化學(xué)物質(zhì)，防潮，防曝曬。（2）蓄電池和逆變器之間的接線；可以使用通過(guò)UL測(cè)試的多股軟線，或者使用通過(guò)UL測(cè)試的電焊機(jī)電纜。（3）方陣內(nèi)部和方陣之間的連接；可以露天或埋地，要求防潮，防曝曬。建議穿管安裝，導(dǎo)管必須耐熱90攝氏度。（4）室內(nèi)接線。可使用較短的直流連線。5.1.3電纜大小規(guī)格設(shè)計(jì)，必須遵循以下原則：（1）蓄電池到室內(nèi)設(shè)備的短距離直流連接，選取電纜的額定電流為計(jì)算電纜連續(xù)電流的1.25倍；（2）方陣內(nèi)部和方陣之間的連接，選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.56倍；（3）交流負(fù)載的連接，選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍；（4）逆變器的連

40、接，選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍；（5）考慮溫度對(duì)電纜性能的影響；（6）考慮電壓降不超過(guò)2%；（7）適當(dāng)?shù)碾娎|尺徑選取基于兩個(gè)因素，電流強(qiáng)度與電路電壓損失。計(jì)算公式為：線損=電流×電路總線長(zhǎng)×線纜電壓因子電纜電性能調(diào)整： 光伏電纜所處的環(huán)境有很大的高低溫落差，且長(zhǎng)期有日光，風(fēng)雨的侵蝕，電組件之間的連接電纜和組件與逆變器之間的連接電纜都在戶外使用，直接暴露在戶外因此電纜除了滿足這些要求外，電性能也因相應(yīng)調(diào)整。20時(shí)的載流量與100時(shí)的載流量是不一樣的。普通環(huán)境一般按4A/mm2選擇銅芯線，在戶內(nèi)8.7A選2.5mm。 本光伏發(fā)電系統(tǒng)采用光伏專用電

41、纜：PV1-F1*4mm2。特點(diǎn)： 光伏電纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用的聚烯烴絕緣材料具有極好的耐熱，耐寒，耐油，耐紫外線，可在惡劣的環(huán)境條件下使用，具備一定的機(jī)械強(qiáng)度。5.2 供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè) 基礎(chǔ)建設(shè)包括太陽(yáng)電池組件地基和控制機(jī)房的建設(shè)。太陽(yáng)電池組件安裝在屋頂上，不需要考慮地基。 太陽(yáng)能光伏組件發(fā)電與日照強(qiáng)度，日照時(shí)間以及電池板擺放位置和傾角有直接關(guān)系，針對(duì)大理大學(xué)地理位置以及氣候條件，選擇合適的支架。 對(duì)于組件基礎(chǔ)，安裝支架的混凝土基礎(chǔ)規(guī)范。（1)基礎(chǔ)混凝土的混合比例為1:2:4（水泥，膠石，水），采用42號(hào)水泥，膠石每塊尺寸20mm；（2）基礎(chǔ)尺寸建議為500mm×500mm×

42、;400mm。若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)土壤疏松，相應(yīng)增加基礎(chǔ)深度；（3）基礎(chǔ)的上表面要在同一水平面上，平整光滑；（4）支架四個(gè)支撐腿所用四個(gè)基礎(chǔ)保持在同一水平上；（5）基礎(chǔ)的預(yù)埋螺桿應(yīng)該正確位于基礎(chǔ)中央，同時(shí)保持螺桿垂直；（6）基礎(chǔ)上的預(yù)埋螺桿應(yīng)該高出混凝土基礎(chǔ)表面50mm，確保已經(jīng)將基礎(chǔ)螺桿的凸出螺紋上的混凝土擦干凈；（7）注意每付組件支架兩個(gè)基礎(chǔ)之間的朝向和尺寸，安裝一付支架，將四條支架安裝到適當(dāng)?shù)奈恢?，為基礎(chǔ)建造做標(biāo)記，太陽(yáng)電池組件安裝在屋頂，不需要考慮凍土，但是要考慮抗震對(duì)房屋和支架的技術(shù)需要。5.3 接地和防雷設(shè)計(jì) 以往由于光伏發(fā)電系統(tǒng)容量很小且應(yīng)用范圍小，對(duì)光伏電站的防雷接地技術(shù)并不十分重視，隨

43、著太陽(yáng)能光伏電站規(guī)模的增大和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，太陽(yáng)能光伏電站的防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越被設(shè)計(jì)人員所重視。 光伏電站大都建在交通運(yùn)輸，施工條件差的邊遠(yuǎn)地區(qū)。因此，要因地制宜設(shè)計(jì)合理可靠的防雷接地方案，以滿足光伏電站安全運(yùn)行的要求。光伏電站接地系統(tǒng)通常有兩大類：一是強(qiáng)電接地，主要指防雷接地；二是弱電接地，主要指工作接地，安全接地太陽(yáng)能光伏電站為三級(jí)防雷建筑物，防電和接地根據(jù)GB50057-94建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范做如下設(shè)計(jì)：（1）防雷接地包括避雷針，避雷帶以及低壓避雷器，外線出線桿上的瓷瓶鐵腳還有連接架空線路的電纜金屬外皮；（2）工作接地逆變器，蓄電池的中性點(diǎn)，電壓互感器和電流互感器的二次線圈；（3）

44、保護(hù)接地光伏電池組件機(jī)架，控制器，逆變器，以配電屏外殼，蓄電池支架，電纜外皮，穿線金屬管道的外皮；（4）屏蔽接地電子設(shè)備的金屬屏蔽；（5）重復(fù)接地，低壓架空線路上，每隔1公里處接地；（6）接閃器可以采用12mm圓鋼，如果采用避雷帶，則使用圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑48mm,厚度不應(yīng)小于等于4mm；（7）引下線采用圓鋼或扁鋼，宜優(yōu)先采用圓鋼直徑大于等于8mm，扁鋼的截面不應(yīng)小于4mm2；（8）接地裝置，人工垂直接地體宜采用角鋼，鋼管或圓鋼。水平接地宜采用扁鋼或圓鋼，圓鋼的直徑不應(yīng)小于10mm，扁鋼截面不應(yīng)小于100mm2,角鋼厚度不應(yīng)小于4mm，鋼管厚度不小于3-5mm。人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5mm，需要熱鍍鋅防腐處理，在焊接的地方進(jìn)行防腐防銹處理；（9）根據(jù)實(shí)際情況安裝電涌保護(hù)