太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)(PVsyst運(yùn)用)

1、能源與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)題 目： 發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課 程： 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 目 錄1光伏軟件Meteonorm和PVsyst的介紹-31.1 Meteonorm-31.2 PVsyst-42中國(guó)北京市光照輻射氣象資料-113獨(dú)立光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)-133.1負(fù)載計(jì)算（功率1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）-133.2蓄電池容量設(shè)計(jì)（電壓：24V，48V）-133.3太陽(yáng)能電池板容量設(shè)計(jì)，傾角設(shè)計(jì)-133.4太陽(yáng)能電池板安裝間隔計(jì)算及作圖。-163.5逆變器選型-173.6控制器選型-173.7系統(tǒng)發(fā)電量預(yù)估

2、-18第一章 光伏軟件介紹一、Meteonorm Meteonorm軟件是一款分析各地的氣象資料軟件，包括當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度，維度，海拔高度，以及太陽(yáng)輻射度等重要資料，要想設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)氐墓夥l(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料必須準(zhǔn)確，且完整，Meteonorm軟件比較好的提供了各地的氣象資料。1、打開(kāi)Meteonorm，選擇語(yǔ)言2、查詢所在地氣象數(shù)據(jù)，以北京為例二、PVsystPVsyst是一款如何設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的軟件，他的設(shè)計(jì)流程如下:1、獲取設(shè)計(jì)所需相關(guān)信息A、系統(tǒng)安裝位置:查詢經(jīng)緯度B、應(yīng)用類型：離網(wǎng)/并網(wǎng)C、荷載情況：荷載的功率和使用時(shí)間D、環(huán)境條件：持續(xù)陰天數(shù)/遮陽(yáng)情況E、輸出類型：交流/直流，電壓，頻

3、率2、打開(kāi)PVSYST軟件，導(dǎo)入北京的氣象數(shù)據(jù)3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇獨(dú)立系統(tǒng)4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程就是依次完成設(shè)計(jì)界面上面各項(xiàng)里面的參數(shù)的過(guò)程5、導(dǎo)入北京的氣象數(shù)據(jù)如果PVSYST中沒(méi)有安裝地的信息，可采用以下方式（也就是使用之前提到的meteonorm6.0軟件）：（一）利用Google earth 找到安裝地點(diǎn)的經(jīng)緯度（二）利用meteonorm6.0軟件計(jì)算該地點(diǎn)十年的氣象參數(shù)，并保存為*.dat文件（三）將該文件保存到PVSYST子目錄的Meteo文件夾里面（四）點(diǎn)擊PVSYST主界面的TOOLS然后按圖示步驟導(dǎo)入數(shù)據(jù)（五）完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入后，重新從步驟3開(kāi)始進(jìn)行設(shè)計(jì)6、選擇好安裝點(diǎn)信息后，對(duì)其他數(shù)

4、據(jù)進(jìn)行設(shè)定當(dāng)?shù)氐奶?yáng)光漫反射數(shù)值一般選擇0.27、選擇orientation確定傾斜角一般采用固定傾斜角度安裝（Fixed tilted plane），傾斜角度可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇或選擇能量損失最小來(lái)確定傾斜角度8、需要考慮陰影時(shí)，選擇near shading 來(lái)設(shè)定陰影情況點(diǎn)擊 Construction/Perspective進(jìn)行陰影設(shè)置，對(duì)建立好的模型進(jìn)行陰影分析（陰影分析圖），保存后，點(diǎn)擊table得到陰影分析表9、選擇system進(jìn)入荷載參數(shù)設(shè)置界面10、選擇simulation進(jìn)行模擬計(jì)算進(jìn)行模擬計(jì)算并通過(guò)點(diǎn)擊report得到模擬計(jì)算報(bào)告，保存報(bào)告11、設(shè)計(jì)完成其他類型設(shè)計(jì)基本相同，

5、在設(shè)計(jì)過(guò)程中注意軟件界面中的提示。 說(shuō)明：軟件不同版本的界面可能有所不同。第二章 中國(guó)北京的氣象資料本設(shè)計(jì)采用Meteonorm收集北京太陽(yáng)輻射資料，采用PVsyst設(shè)計(jì)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的。設(shè)計(jì)的地點(diǎn)是中國(guó)北京，當(dāng)?shù)氐木S度是北緯39.930，經(jīng)度是東經(jīng)116.400，海拔高度是30m。地區(qū)名字=中國(guó)北京維度（度）=39.930，經(jīng)度（度）=116.400，海拔高度（m）=30，氣候區(qū)域=三，7輻射模式=默認(rèn)（每小時(shí)）；溫度模式=默認(rèn)（每小時(shí)）溫度選擇：老時(shí)間段=1961-1990輻射選擇：新時(shí)間段=1981-2000只添加3個(gè)站的值最近的站：gh：北京(10km),ta:北京（10km）月G_

6、GhG_DhTaFFW/m2W/m2Cm/s110039-4.32.8213556-1.92.93177795.13.2421411013.63.4524712320.02.9624214424.22.5720912725.91.9819612124.61.691839219.61.9101426912.72.111102474.32.6128637-2.22.7年1698711.82.5說(shuō)明Ta：空氣溫度Ff：風(fēng)速G-gh：水平線上總的平均幅射度G-dh：水平線上發(fā)散的平均幅射度第三章 獨(dú)立光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、負(fù)載計(jì)算家庭每天的用電量，平均=4.8kwh/day數(shù)量功率使用時(shí)間能量燈1218w/

7、盞5h/小時(shí)1080wh/天電視機(jī)，電腦2120w/個(gè)3h/小時(shí)720 wh/天洗衣機(jī)1600wh/天600 wh/天吸塵器21200wh/天2400 wh/天每天消耗的電量4800wh/day顧客的需要 消費(fèi)者家庭每天的用電量 ，全年的用電量 平均 4.8kwh/天2、蓄電池容量設(shè)計(jì)電池的型號(hào)為volta6sb100，制造商是volta公司，蓄電池組電壓為24v，正常容量900Ah，是由2組串聯(lián)，9組并聯(lián)得來(lái)的，溫度在固定的20下，電池門限：充電 27.0v/26.2v 放電23.5/25.23、太陽(yáng)能電池板容量設(shè)計(jì)，傾角設(shè)計(jì)Pv陣列的參數(shù)： Pv組件的類型：si-poly 制造商SED P

8、v組件數(shù)量 8組串聯(lián)，18組并聯(lián) Pv組件總數(shù)量 144 每個(gè)單元峰值功率為11wp 總的陣列功率 1.51kwp 實(shí)際 1.37kwp（50oC） 總的面積 56.4m2Pv陣列損失因數(shù)熱損因數(shù) uc（常數(shù)） 20w/m2k uv（風(fēng)） 0w/m2k m/s線上電阻損失 總的陣列阻值9.3m 損失部分 1.5% at STC組件質(zhì)量損失 損失部分 5.0%組件錯(cuò)配損失 損失部分 4.0%（固定的電壓）入射影響，灰的參數(shù) 1am=1-bo（1/cos i-1）bo parameter 0.05傾角設(shè)計(jì)：水平方位：高度角55度，方位角0度主要仿真結(jié)果系統(tǒng)結(jié)果 可使用能量 1691kwh/year

9、 specific prod 1118kwh/year使用的能量 1752kwh/year 額外的（沒(méi)有使用的） 89kwh/yearPerformance ratio（pr）71.7% solar fraction（sf）88.3%Back up energy form generator Back up energy 204kwh/year 燃料消費(fèi) 123/year標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電量：標(biāo)準(zhǔn)功率1.51kwp新的仿真變換平衡和結(jié)果說(shuō)明： Globhor 水平總的輻射 Globeff E avail 可用的太陽(yáng)能 E unused 能量損失E user 可用的太陽(yáng)能 E load 負(fù)載所需的能量S

10、olfrac 一部分太陽(yáng)能 獨(dú)立系統(tǒng)：損耗圖示項(xiàng)目：獨(dú)立項(xiàng)目仿真轉(zhuǎn)換：最新仿真主要的系統(tǒng)參數(shù) 系統(tǒng)類型 帶發(fā)電機(jī)的獨(dú)立系統(tǒng)Pv方向 高度角 55 方位角 0Pv陣列 組件數(shù)量 144 總功率 1.51kwp電池 類型 volta 6sb100 技術(shù) 密封，tubular電池包裝 每個(gè)單元數(shù)量 18 電壓/容量 24v/900ah消費(fèi)者家庭每天的用電量 ，全年的用電量 總的為1752kwh/year一年的損耗圖示4、太陽(yáng)能電池板安裝間隔計(jì)算及作圖 組件間距3m,線性損失19.6%5、逆變器選型Model No. JN700-3上海吉耐電子設(shè)備有限公司持續(xù)功率: 300W 峰值功率:600W 效率

11、: 90% 靜態(tài)電流 ： 0.2A 波形: 修正正弦波 輸入電壓: 12 V or 24V 輸出電壓: 220-240V 過(guò)載保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，短路保護(hù)，過(guò)溫保護(hù)，低壓關(guān)斷6、控制器選型窗體頂端窗體底端型號(hào)：EPIP30小型太陽(yáng)能充放電控制器深圳市光瀾世紀(jì)科技有限公司產(chǎn)品說(shuō)明特點(diǎn)  PWM和開(kāi)關(guān)串聯(lián)充電方式            充電狀態(tài)調(diào)節(jié) 負(fù)載自動(dòng)恢復(fù)， 手動(dòng)負(fù)載開(kāi)關(guān)         溫度補(bǔ)償

12、自識(shí)別電壓（12/24V）              四個(gè)按鍵選擇調(diào)整參數(shù)  LCD以數(shù)字和圖形形式顯示系統(tǒng)狀態(tài)及參數(shù) 完整的電路保護(hù)， 電子保險(xiǎn)參數(shù)表型號(hào)EPIP-30 /20AEPIP-30 /30A額定充電電流20A(max26A)30A(max39A)額定負(fù)載電流（Ie）20A30A過(guò)載、短路保護(hù)1.25Ie時(shí)60秒，1.5Ie時(shí)5秒過(guò)載保護(hù)動(dòng)作；2Ie短路保護(hù)動(dòng)作空載損耗控制電路：10 mA； LED及LCD顯示（MAX）10mA，合計(jì)（MAX）20mA系統(tǒng)電壓12/24V AUTOWORK；工作溫度工業(yè)級(jí)：-20至+50蓄電池容量蓄電池組并聯(lián)容量50AH至5000AH，設(shè)定 提升充電電壓14.8V；×2/24V；直充充電電壓14.4V; ×2/24V；浮充充電電壓13.4V; ×2/24V；溫度補(bǔ)償5mv/2v;  過(guò)放電壓11.1V； ×2/24V；控制方式充