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太阳能发电系统参考设计

目录n第一部分:光伏系统设计基础知识介绍1、几个较重要的光伏能源术语2、几个重要的性能曲线n第二部分:光伏系统分类及其原理介绍n第三部分:光伏系统设计总体说明(设计考虑及设计影响因素分析)1、设计依据2、设计原则3、设计说明n第四部分:PV辅助设计软件介绍n第五部分:光伏系统设计(电气和结构)n第六部分:光伏系统设计时的一些经验考虑因素光伏能源术语n光伏Photovoltaic(s) (PV)n交流电Alternating Current (AC)主要国家国名电压(V)频率(H z)中国2050美国12060德国2050日本1050喀麦隆2050n一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。

它的最基本的形式是正弦电流。

(方波、修正弦波)n直流电Direct Current (DC)是指方向和时间不作周期性变化的电流,但电流大小可能不固定。

n并网系统Grid-Connected S y ste mn离网系统Off -Grid photovoltaic po w er system S y ste m独立光伏系统Stand-alone ph oto v ol taic power sy ste mn千瓦Kilowatt (kW)n千瓦时Kilowatt-Hour (kWh) n峰瓦w att-p eak(Wp)n峰值日照时间Peak Sun Hours (kWh/m2/da y)n光伏组件Photovoltaic (PV) Module/Photovoltaic (PV) Paneln标准测试条件STC - (Standard Test Conditions) 1 kW/m2, AM 1.5, and 25 °C,0 m/s wind speed cell or module junction temperaturen电池的额定工作温度(平均结温)(NOTC)normal operating cell temperature is the cell temperature when irradiance is 800 W/m2 , ambient temperature is 20°C and wind speed is 1 m/s at a module tilt‐angle 45o.。

n NCOT测试结果n USA标准测试电池的额定工作温度PVUSA Test Conditions (PTC )1000 W/m2 水平面, 20o C 环境温度, 1 m/s.PTC differs from STC in that its test conditions of ambient temperature and wind speed will result in a PV module temperature of about 50o C ,是STC条件下的70%~85%。

n充电控制器Charge controllern蓄电池Ba tte r yn Voc –开路电压at STC.n Vpeak –(Vmpp) 最大功率点电压at STC.n Isc –短路电流at STC.n Ipeak –(Impp) 最大功率点电流at STC.n Maximum Input Current –Maximum current of the Array at Max Power Point.n Max DC Short Circuit Current –Maximum Array Isc.n温度系数temperature coefficient(n逆变器In v er tern逆变器效率Inverter Efficiencyn蓄电池额定(标称)容量(C10)阀控式铅酸蓄电池规定在25℃环境温度下,以10小时率电流放电,应该放出最低限度的电量(Ah)。

n孤岛效应光伏并网发电系统分布式安装时。

当由于电气故障、误操作或自然因素等原因造成电网中断供电时,各个光伏并网发电系统仍在运行,并且与本地负载连接处于独立运行状态,这种现象被称为孤岛效应。

n热斑效应在一定条件下,太阳能电池组件中被遮蔽的太阳电池,会作为负载消耗其他有光照的太阳电池所产生的能量。

被遮蔽的太阳电池部分此时会发热,这就是热斑效应。

这种效应能严重的破坏太阳电池。

n逆功率用户侧并网系统(用户自备电源),消耗不完的光伏能源反送电网。

n太阳高度角对于地球上的某个地点,太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角,专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。

性能曲线填充因子F.(i l F a c t o r)=(V m xI m/V o c xI s c)x10%(越高越好)效率η(E f i c e n y)=(V m xI m/P i n)x10%n日照运行曲线光伏发电系统分类光伏系统设计依据n GB/T19939--2005《光伏系统并网技术要求》n IEC61215 --2005 《地面用晶体硅光伏组件设计和定型》n SJ/11127-1997 《光伏发电系统过电压保护导则》n GB/T 19064-2003 《家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法》n GB 50054-95 《低压配电设计规范》并网发电系统1GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求2GB\Z19964-2005光伏电站接入电力系统技术规定(已经废止)3国家电网2009-747号文国家电网公司光伏电站接入电网技术规定(试行)4GB/T 20046-2006Eqv.IEC61727(1995)光伏(PV)系统电网接口特性5IEC 61727 Ed.2.0 (2004)Characteristics of the utility interface - Photovoltaic (PV) systems 电能质量技术要求6IEC 62116 Ed.1.0Testing Procedure-Islanding Prevention Measures for Power Conditioners used in grid connected photovoltaic (PV) generation systems 逆变器的“孤岛”保护标准防雷/接地和抗风设计1GB50057-94建筑物防雷设计规范2GBJ 65-83工业与民用电力装置的接地设计规范3GBJ 64-83工业与民用电力装置过电压保护设计规范4SJ/T 11127-1997Eqv. IEC61173(1992)光伏(P V)发电系统过电压保护-导则5YD 5098 - 2005通信局(站)防雷与接地工程设计规范6YD 5068 - 98移动通信基站防雷与接地设计规范7IEC 60364-7-712 (2002)Electrical installations of buildings – Part 7-712: Requirements for special installations or locations – Solar photovoltaic (PV) power supply systems 光伏与建筑结合标准太阳电池标准No标准编号标准名称国际标准编号1GB/T9535-1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型IEC61215(1993)2GB/T18911-2002地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型IEC61646(1996)蓄电池标准No标准编号标准名称国际标准编号1GB/T 13337.1-1991固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件2GB/T 19638.2-2005固定型阀控密封式铅酸蓄电池3GB/T 19639.1-2005小型阀控密封式铅酸蓄电池技术条件4YD/T 799-2002通信用阀控式密封铅酸蓄电池逆变器?控制器?B IPV(BA PV)系统验收?大型并网光伏电站系统验收?n 太阳能资源气象地理依据(NASA National Aeronautics and Space Administration 美国国家航空航天局 )中国太阳能资源n一类地区全年日照时数为320~30h。

在每平方米面积上一年内接爱的太阳总辐射量为680~840M J。

这一地区主要包括宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部和西藏西部等地,是我国太阳能资源最丰富的地区,尤以西藏自治区的太阳能资源最为丰富。

n二类地区全年日照时数为30~320h。

在第平方米面积上一年内接受的太阳总辐射量为582~680M J。

这一地区主要包括洒北西北部、山西北部、内蒙古西部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。

为我国太阳能资源较丰富的地区。

n三类地区全年日照时数为20~30h。

在第平方米面积上一年内接受的太阳总辐射量为5016~582M J。

这一地区主要包括山东东南部、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部安徽北部、天津、上海和台湾西南部等地。

为我国太阳能资源的中等类型区。

n四类地区全年日照时数为140~20h。

在每平方米面积上一年内接受的太阳总辐射量为4190~5016M J。

这一地区主要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。

是我国太阳能资源较贫乏的地区。

n五类地区全年日照时数10~140h。

在每平方米面积上一年内接受的太阳总辐射量为34~4190M J。

这一地区主要包括四川、贵州及重庆等地区,是我国太阳能资源最少的地区。

处于太阳能资源第三类及以上地区时太阳能发电装置能发挥更高的系统发电效率。

设计原则n依据《光伏系统并网技术要求》(GB/T19939--2005)、《独立光伏系统的特性参数》(IEC 61194)确定电站建设及供电方案的设计原则n光伏系统的设计应对环境条件、系统性能进行综合评价,确定使用合理的光伏子系统功率和功率调节系统容量,同时还应考虑系统的可扩展性。

n系统设计应有冗余量,具有保护功能以满足系统可靠工作的要求配置提高系统运行可靠性。

n系统设计应考虑建站地点的地理条件,如高海拔、海洋环境或潮湿环境等。

设计时要充分考虑建站地点特殊的地理条件,如:海洋环境或潮湿环境、高海拔地区等应考虑特别的系统耐候性设计。

在地震多发地区的系统工程应考虑相应的防震设计。

n设计使用的环境气象数据主要有:现场地理位置(包括地点、纬度、经度和海拔等)、气象资料(包括逐月太阳总辐射、直接辐射或散射辐射、年平均气温、最高、最低气温、最长连续阴雨天数、最大风速、冰雹、降雪、雷电等情况)。

在无完整气象资料时,可参考条件相似地点的气象资料或采用经验公式/方法进行估算。

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