10KW太陽能光伏電站設計

1、10KW太陽能光伏電站設計 一社會背景我國是能源生產(chǎn)和消費大國，開發(fā)利用新能源與可再生能源已成為我國緩解能源供需矛盾、減輕環(huán)境污染、調(diào)整能源結構的重要舉措。在眾多的新能源中，太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，極具增長潛力。同時太陽能具備環(huán)保、經(jīng)濟的特點，也決定了太陽能將有更廣泛的應用。二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介1、 太陽能光伏發(fā)電原理太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導體的光電效當晶片受光后，PN結中，N型半導體的空穴往P型區(qū)移動，而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動，從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結中形成電勢差。2、太陽能光伏系統(tǒng)組成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能光伏電池組，光伏系統(tǒng)

2、電池控制器，蓄電池和交直流逆變器是其主要部件。其中的核心元件是光伏電池組和控制器。各部件在系統(tǒng)中的作用是：光伏電池：光電轉換。控制器：作用于整個系統(tǒng)的過程控制。光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用的控制器類型很多，如2點式控制器，多路順序控制器、智能控制器、大功率跟蹤充電控制器等，智能型控制器適用于較大型的光伏電站和通信系統(tǒng)。蓄電池：蓄電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關鍵部件，用于存儲從光伏電池轉換來的電力。交直流逆變器：由于它的功能是交直流轉換，因此這個部件最重要的指標是可靠性和轉換效率。并網(wǎng)逆變器采用最大功率跟蹤技術，最大限度地把光伏電池轉換的電能送入電網(wǎng)。三、10KW太陽能光伏發(fā)電站系統(tǒng)方案現(xiàn)場資源和環(huán)境條件光伏系

3、統(tǒng)方案1設計總則（1）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在原有的線路基礎上增加，采取盡量不改造原有回路的原則。因此，將光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)點選擇在并網(wǎng)點的低壓配電柜上。（2）考慮到并網(wǎng)系統(tǒng)在安裝及使用過程中的安全及可靠性，在并網(wǎng)逆變器直流輸入加裝直流配電接線箱。（3）并網(wǎng)逆變器采用三相四線制的輸出方式。2電池組件及方陣支架的設計2.1電池組件選用型號為120（34）P1447x663，主要參數(shù)為：輸出峰值功率120Wp、峰值電壓17V、峰值電流7.05、開路電壓22V、短路電流7.5A。太陽能電池由18塊串聯(lián)成1路，共5路，需要120Wp規(guī)格組件90塊方陣總功率為：120x18x5=10800Wp。太陽能電池方陣的

4、主要技術參數(shù)為：（1）工作電壓306V，開路電壓396V；（2）工作電流35A，短路電流37.5A；（3）轉換效率大于14%；（4）工作溫度-4090。太陽能電池方陣的主要特點：（1）采用高效率晶體硅太陽電池片，轉換效率高：14%；（2）使用壽命長：25年，衰減??；（3）采用無螺釘緊固鋁合金邊框，便于安裝，抗機械強度高；（4）采用高透光率鋼化玻璃封裝，透光率和機械強度高；（5）采用密封防水的多功能接線盒。2.2方陣支架及光電場設計太陽能電池支架采用混凝土標樁、槽鋼底框、角鋼支架（見支架基礎圖、支架加工圖），支架傾角30度。3 逆變器逆變器采用最大功率跟蹤技術，最大限度地把太陽能電池板轉換的電能

5、送入電網(wǎng)。逆變器自帶的顯示單元可顯示太陽能電池方陣電壓、電流，逆變器輸出電壓、電流、功率，累計發(fā)電量、運行狀態(tài)、異常報警等各項電氣參數(shù)。同時具有標準電氣通訊接口，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。具有可靠性高、具有多種并網(wǎng)保護功能（比如孤島效應等）、多種運行模式、對電網(wǎng)無諧波污染等特點。根據(jù)以上要求選用德國進口Line Back 10KW并網(wǎng)逆變器。本逆變器的特征如下：（1）無變壓器，實現(xiàn)了小型輕量化。（2）功能模塊化，可根據(jù)需要制定出合理的安裝模塊。（3）有自立運行功能。停電時自動進行自立運行，向負荷供電。（4）自立運行或者并網(wǎng)運行時有相同容量的功率。（5）由顯示單元，可顯示輸出功率、累計電量、運行狀態(tài)及異常

6、等內(nèi)容。（6）帶有通信功能，使用GS標準計量軟件，可由PC機計量其電流、電壓等值。（7）可全自動運行。（8）主要技術參數(shù)為：額定容量：10KVA；直流額定電壓：300V，直流額定電流：37A；直流電壓輸入范圍：160V480V；交流輸出功率因數(shù)0.99，頻率50Hz，三相AC220V；輸出電流失真度：THD5，各次THD3；逆變器效率90%。4.配電室設計由于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)沒有蓄電池及太陽能充放電控制器及交直流配電系統(tǒng)，因此，如果條件允許的話可以將并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器放在并網(wǎng)點的低壓配電室內(nèi)，否則只要單獨建一座46平米的低壓配電室就可以了。5.光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷為了保證系統(tǒng)在雷雨等惡劣天氣下能夠安

7、全運行，要對這套系統(tǒng)采取防雷措施。主要有以下幾個方面：（1）地線是避雷、防雷的關鍵，在進行配電室基礎建設和太陽電池方陣基礎建設的同時，選擇光電廠附近土層較厚、潮濕的地點，挖一個2米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用35mm2銅芯電纜，接地電阻應小于4歐姆。（2）在配電室附近建一避雷針，高15米，并單獨做一地線，方法同上。（3）太陽電池方陣電纜進入配電室的電壓為DC220V，采用PVC管地埋，加防雷器保護。此外電池板方陣的支架應保證良好的接地。（4）并網(wǎng)逆變器交流輸出線采用防雷箱一級保護（并網(wǎng)逆變器內(nèi)有交流輸出防雷器）。6.系統(tǒng)建設及施工項目的施工包括：配電室及太陽電池支架

8、的基礎制作、配電室，太陽電池支架制作安裝、太陽能電池方陣的安裝、電氣設備的安裝調(diào)試、系統(tǒng)的并網(wǎng)運行調(diào)試。6.1施工順序基礎及配電室土建施工太陽電池支架制作安裝太陽電池方陣安裝調(diào)試電氣儀表設備安裝調(diào)試并網(wǎng)運行調(diào)試試運行竣工驗收。6.2施工準備6.2.1技術準備技術準備是決定施工質量的關鍵因素，它主要進行以下幾方面的工作：（1）先對實地進行勘測和調(diào)查，獲得當?shù)赜嘘P數(shù)據(jù)并對資料進行分析匯總，做出切合實際的工程設計。（2）準備好施工中所需規(guī)范，作業(yè)指導書，施工圖冊有關資料及施工所需各種記錄表格。（3）組織施工隊熟悉圖紙和規(guī)范，做好圖紙初審記錄。（4）技術人員對圖紙進行會審，并將會審中問題做好記錄。（5

9、）會同建設單位和設計部門對圖紙進行技術交底，將發(fā)現(xiàn)的問題提交設計部門和建設方，并由設計部門和建設方做出解決方案（書面）并做好記錄。（6）確定和編制切實可行的施工方案和技術措施，編制施工進度表。6.2.2現(xiàn)場準備（1）物資的存放準備一座臨時倉庫：主要貯存并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的逆變器、太陽電池、太陽電池支架、線纜及其它輔助性的材料。（2）物資準備施工前對太陽能電池組件、方陣支架、并網(wǎng)逆變器等設備進行檢查驗收，準備好安裝設施及使用的各種施工所需主要原材料和其他輔助性的材料。7.設備安裝部分7.1太陽電池組件安裝和檢驗預埋太陽電池陣列架基柱，檢查其橫列水平度，符合標準再進行鐵架組裝。檢測單塊電池板電流、電壓，

10、合格后進行太陽電池組件的安裝。最后檢查接地線、鐵架緊固件是否緊固，太陽電池組件的接插頭是否接觸可靠，接線盒、接插頭須進行防水處理。檢測太陽電池組件陣列的空載電壓是否正常，此項工作應由組件提供商技術人員完成。7.2總體控制部分安裝參照產(chǎn)品說明書的要求，對并網(wǎng)逆變器、太陽電池組件、交流電網(wǎng)的低壓配電室按相應順序連接，觀察并網(wǎng)逆變器的各項運行參數(shù)，并做好相應記錄，將實際運行參數(shù)和標稱參數(shù)做比較，分析其差距，為以后的調(diào)試做準備。8.檢查和調(diào)試（1）根據(jù)現(xiàn)場考察的要求，檢查施工方案是否合理，能否全面滿足要求。（2）根據(jù)設計要求、供貨清單，檢查配套元件、器材、儀表和設備是否按照要求配齊，供貨質量是否符合要

11、求。對一些工程所需的關鍵設備和材料，可視具體情況按照相關技術規(guī)范和標準在設備和材料制造廠或交貨地點進行抽樣檢查。（3）現(xiàn)場檢查驗收：檢查太陽電池組件方陣水泥基礎、配電室施工質量是否符合要求，并做記錄。此項工作應由組件提供商技術人員完成。（4）調(diào)試是按設備規(guī)格對已完成安裝的設備在各種工作模式下進行試驗和參數(shù)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)調(diào)試按設備技術手冊中的規(guī)定和相關安全規(guī)范進行，完成后須達到或超過設備規(guī)格所包含的性能指標。如在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)實際性能和手冊中的參數(shù)不符，設備供應商須采取措施進行糾正，達標后才具備驗收條件。9.光伏電站建設流程圖1、 系統(tǒng)的主要設備序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1太陽能電池組件120W塊902支

12、架線纜套53逆變器10KW臺1并網(wǎng)型3相4線4接線箱臺15避雷器及接地設備套1避雷針高15米6配電室平方米4-6太陽能光伏電站系統(tǒng)概算名稱規(guī)格數(shù)量單價總金額備注太陽能光伏組件120W90單晶硅/晨煜公司制造太陽能專用逆變器10KW1接電箱1四、經(jīng)濟和社會效益 太陽能光伏發(fā)電是獨立的系統(tǒng)：它是由采集太陽光，轉化為電能，通過控制和逆變設備，把直流電轉換成為目前家庭用的220V的交流電，采用控閥式免維護密封太陽能專用蓄電池作為儲能裝置，能有效地為用戶在任意時間提供電力。這種獨立的光伏電站目前主要應用于與國家電網(wǎng)離得比較遠的別墅，邊遠山區(qū)，城市郊區(qū)，農(nóng)村，邊防等。系統(tǒng)優(yōu)點：（1） 結構簡單，體積小且輕

13、，使用方便，免維護 （2）易安裝，易運輸，建設周期短，一次性投資，長期受益，無輻射，無污染，節(jié)能環(huán)保。 （3）清潔能源，安全，無噪聲，零排放； （4）可靠性高，壽命長，可長25年； （5）太陽能幾乎無處不有，所以光伏發(fā)電應用范圍廣，； （6）轉換效率高。節(jié)能減排：一般發(fā)電量的計算都是平均值，也就是說在太陽能系統(tǒng)計算中，每天都是晴天。這樣的話，實際每天有10個小時的光照，但是計算中有效光照可能只有4個小時（地區(qū)不同，此數(shù)值不同）。10KW的太陽能光伏電站一般可以按10000W*0.6（各種損耗后的最佳利用比）*4（日平均有效光照）=24000WH (24度電) 10KW太陽能光伏電站平均每天發(fā)電24度，在壽命期25年之內(nèi)共計可發(fā)電219000度。據(jù)環(huán)保專家測算：每節(jié)約1度電，就相應節(jié)約0.35公斤標準煤、4升凈水，同時減少0.272公斤碳粉塵、0.997公斤CO2、0.03公斤SO2。10KW太陽能監(jiān)控系統(tǒng)使用壽命為25年，發(fā)219000度電，可達到以下環(huán)保指標：1、節(jié)標準煤：0.35kg×219000÷1000=76.65噸。2、減少碳粉塵：0.272kg×219000÷1000=59.57噸。3、減少CO2排放：0.997kg