太阳能光伏发电系统设备选型设计方案

太阳能光伏发电系统设备选型设计方案

太阳能电池方阵的基本计算

一、基本数据

1、负载基本数据：

3.5米庭院灯，光源配备2*5wLED灯，每晚全功率持续照明8小时后，转为半功率

照明，工作至天亮后（环境照度>10lux），自动停止供电。

2、单晶硅太阳能电池板特性数据：

设计拟采用KLY200-72型单晶硅太阳电池组件。

技术参数

■组件由72片125×125的单晶硅太阳电池串联组成。

■阳极氧化铝合金边框构成实用的方形结构，允许单个使用或阵列使用，

■配有标准支架系统，安装孔

■保证25年使用寿命。

■防尘接线盒，保证接线的安全可靠。

■银白色铝合金边框、高透光率绒面钢化玻璃、白色TPT衬底。

■典型参数：

标准测试条件：（AM1.5）辐照度=1000W/m2 ，电池温度=25℃

电池正常工作温度50℃峰值功率（Wp）200W 短路电流温度系数＋0.4mA/℃开路电压(Voc) 32.8V 开路电压温度系数－60mV/℃最大功率电压(Vmp) 26.6V 填充因子70％短路电流(Isc) 8.1A

边框接地电阻≤1ohm最大功率电流(Imp) 7.63A 迎风压强2400Pa 重量16.5Kg 绝缘电压≥1000V外型尺寸(mm) 1482*992 安装孔径Φ8 安装孔尺寸(mm)

3、使用地区基本条件：

北京地区处于亚洲大陆东岸，地处暖温带半温润地区，气候受蒙古高压的影响，属大陆性季风气候。

➢最冷月平均气温：－3.7℃

➢最热月平均气温：26.2℃

➢极端最低气温：-18.3℃

➢极端最高气温：39.5℃

➢最大日较差：16.8℃

➢降水量：年平均降水量650－750毫米

➢湿度：最大月平均湿度77％（八月），最低月平均湿度44％（一月）

➢冻土深度：850毫米

➢100年重现期的基本风压值为： 0.50 kN/m2

➢地面粗糙度为： C类

➢100年重现期的基本雪压值为：0.45 kN/m2

➢连续工作时间：全年每天夜晚连续工作；

二、负荷确定

三、蓄电池容量的设计

蓄电池在光伏发电系统中处于浮充状态，充电电流远小于蓄电池所需的正常充电电流。尤其是冬天，日照少，蓄电池常处在欠充状态，长期深放电后影响蓄电池的寿命，故必须留有一定余量，通常以放电深度表示：

d=(C-C R)/C=70%

d—放电深度

C—蓄电池额定容量

C R—蓄电池储备容量

据我公司经验数据，放电深度最大为70%，这样确定了蓄电池储备容量C R和放电深度d后，可选定蓄电池额定容量

C=（10～20）Q/d=1145.5≈1200Ah

Q—负载每天总耗电量

四、确定方阵倾角

为使方阵全年接受太阳辐射量均匀，通常可将方阵倾斜放置，方阵表面与地平面的夹角为方阵倾角。固定式平板方阵的表面总是朝向赤道。北方地区倾角应比当地纬度增加5～10º，北京地区纬度:北纬39°54′27〃,因此北京地区太阳能电池方阵倾角设定为45º。

五、太阳能电池方阵电流的计算

方阵应输出的最小电流为：I min=Q/（T m*η1*η2）≈13A

Q—负载每天总耗电量

η1--蓄电池充电效率，一般取90%

η2--方阵表面灰尘遮蔽损失一般取90%

Tm--北京地区每天峰值日照数

北京地区的太阳能资源情况如下：

基本要求：最长连续阴雨天3天，两个阴雨天之间的间隔最短30天；

使用地点：以北京为例，平均每日有效光照：5.06小时；

气象数据：纬度116.410，经度75.90 ，每日有效光辐射时间为5.06小时。

平均各月光辐射资源: 单位：KWh/m2/day

平均各月份充放电Ah数，见下表。

六、太阳能电池方阵容量计算

太阳能电池方阵容量

P=V p I[365*24-(1-ηb)T](VoN b+V1)Fc/{ηbηT[Vp+a(t2-t1)Nm]}

V p--太阳能电池组件在标准测试条件下取得的工作点电压（v）

I--负荷电流（A）

ηb--蓄电池充电效率，铅酸电池为0.84

T--当地年日照时数（h）

Vo--每只蓄电池浮充电压（v）

Nb--每组蓄电池只数

V1--串入太阳电池至蓄电池供电回路中的元器件和导线在浮充供电时引起的压降（v）Fc--影响太阳能电池发电量的综合修正系数，1.2-1.5

η--根据当地平均每天日照时数折合成标准测试条件下光照时数所取得的光强校正系数，一般取0.6-2.3

a--一个太阳能电池组件中单体太阳能电池的电压温度系数，其值为

-0.002---0.0022v/℃

t2--太阳能电池组件工作温度℃

t1--太阳能电池标准测试温度℃

Nm--太阳能电池组件中单体太阳能电池串联只数

按上式，太阳能电池方阵的总容量P=5645w≈6000w

七、系统部件设计选型

1．系统电压确定

为保证安全的系统电压和高性价比设备选型，选择适当的系统电压，尽量减少系统损耗，降低系统运行故障率，确保系统操作安全稳定，按《独立光伏系统-设计验证》（IEC62124-2004，IDT）中相关规定，我公司充分考虑相关产品的性能和运行状况，本项目6000w系统系统电压设定为DC48v，采用KL Y200-72型太阳能集电板30块，每2块串联后分成15组并联接出，形成系统标准电压48v的充电模式。

2．蓄电池充电控制器设计选型

我公司采用的自动充电控制器SD4055型设备，参数如下：

充电系统采用2块24v组件串联成48v系统，每5组接入1台SD4055型控制器，整套系统接入3台，三套充电系统并联接入储能部分。分组充电的设计形式既能保证单台