福建电力职业技术学院毕业设计报告( 20 ～20 学年第学期)题目某大学太阳能供电方案课程名称专业班级学号姓名指导教师设计时间：自2018 年11月5日至2019年1 月18 日太阳能与电能和其他大部分不同，太阳能是一种彻底清洁的能源，太阳能作为重要能源未能得到像核能一样的重视，虽然在科学研究方面太阳能研究已经得到了足够多重视和发展，但是在实施方面仍然还有很多的不足。
太阳能在中国有很大的潜力，如果加以高效运用，则中国完全有可能达到“充满阳光充满亮”的美好生活，随着政府的重视和实业届的大量运用，光伏发电运用的范围也会也来越大，学校作为用电量大、用电峰值明显的区域，光伏发电的介入会高效的降低成本，随着实证校园光伏发电系统的大量建设与应用，光伏系统的效率和应用也越来越成熟，越来越多的高校参与到建设高校光伏系统的行列中，能源的节省越久越来越多，无疑会给未来校园或其他区域的能源消费结构和环保上起到重要的指导作用。
关键词：光伏发电；校园；供电方案第一章引言 (4)1.1 太阳能并网光伏发电原理及组成 (4)1.2国内外校园新能源应用研究 (4)1.3应用太阳能光伏发电的必要性 (5)第二章福建太阳能资源概述 (7)2.1概述 (7)2.2某校园地区光伏发电工程太阳能资源分析 (7)2.3日照时数 (8)第三章并网光伏系统设计 (9)3.1并网光伏系统设计的大致步骤 (9)3.2并网光伏系统设计的器件选定 (9)3.3光伏系统总体设计分析 (9)3.4节能降耗分析 (11)3.5校园运行照明部分设计 (11)第四章四川大学太阳能光伏发电系统实证分析 (13)第五章结束语 (14)参考文献 (14)第一章引言人类对能源越贪婪，环境问题就越严重，这是一个死循环。
但是随着国际社会的广泛关注，太阳能作为有可能打破这种死循的关键所在，作为一种清洁能源，它的明显特点是，无污染、安全清洁。
传统的火力发电已经为我们带来了雾霾，酸雨，飞尘，植被破坏等严重的不可逆的环境破坏。
太阳能的研究，对于国家战略层面以及节能减排有重要的关键性作用我国的可再生能源计划的重要目标是建立大范围的光伏工程。
来缓解火电供电对于环境的压力。
以大学校园5MW金太阳示范工程为例，阐述了在大学校园建设光伏系统的可能性和益处，同时促进大学校园重视能源利用、节能和环境保护，促进环境友好型社会的形成。
1.1 太阳能并网光伏发电原理及组成太阳能光伏发电是一种将太阳转化为电能的重要方式，其中，最重要的太阳能电池是有半导体构成，这种半导体的基本原理是半导体的光伏效应。
当然，光伏电池也是多种多样的，其中有我们常见的单晶硅电池，以及多晶硅、非晶硅电池等等，这些电池现阶段被广泛应用到光伏发电行业中，各有优缺点。
太阳能发电的原理是光伏效应，太阳能电池的作用是将收集在太阳能电池板上面的光能转化为电能存储，光伏发电系统最重要的是电子元件，因此，光伏发电设备现阶段发展的很可靠以及稳定，使用寿命较长，不易受环境影响，易于安装和维护。
1.2国内外校园新能源应用研究台湾是第一个提议开始建设绿色大学和生态大学的国家。
台湾首先注意到校园的环境教育与生态校园循环系统的建设是十分重要的。
但是同阶段，收到技术以及国内经济的制约，我国大陆的生态校园循环系统概念提出的比较晚。
1998年，清华大学对于该问题有了先进的思考，首先提出创建全国第一所生态大学的口号，将可持续发展引入到校园建设中，，制定了绿色教学以及绿色科研的主题，并向国家环保局提交了绿色工程的建设计划。
2003年，同济大学作为代表，在全国率先开展了节约型校园建设。
2006年，“十一五”期间，建设部加大了建筑节能力度，校园节能开始受到重视。
近年来，在碳社会的背景下，低碳校园的建设得到了推动，一系列法律和文件相继出台。
相对而言，国外较早提出了绿色学校的概念。
在1972年斯德哥尔摩人类环境会议上，对于环境教育以及科研环境改善提出了相应发起概念。
1.3应用太阳能光伏发电的必要性在能源枯竭和温室效应等日益严重的问题的影响下，发展清洁和可再生能源，特别是清洁和可再生电力的需求日益增加。
太阳能对比矿气能源有无污染、数量可观的优点，太阳能大量投入使用，并且逐年增加。
硅光伏电池板的组件不含有毒物质，在建筑火灾和其他事故中不会有任何危险，例如有毒气体的释放。
选择在大学校园建造光伏电站有几个优势:（1）光伏电站建设占用的空间主要是光伏组件的放电。
使用BAPV 模式，光伏模块可以放置在建筑物的顶部，如教学楼和校园宿舍，以满足要求，而不占用更多的地面面积。
（2）光伏发电系统具有可靠性高、使用寿命长、无环境污染、独立发电和并网的优点，可以保证校园长期安全供电，缓解校园供电压力，减少环境污染。
（3）“金太阳示范工程”是我国自2009年以来实施的一项政策，旨在支持国内光伏发电产业的技术进步和大规模发展以及战略性新兴产业的培育。
校园光伏建筑不仅得到了国家的补贴和支持，也促进了我国光伏产业的进一步发展。
（4）一旦安装光伏系统，它可以稳定可靠地以固定价格供电至少25年，不会出现燃料短缺和运输短缺等问题，也不会像传统发电厂一样受到国际市场燃料价格波动的影响。
第二章福建太阳能资源概述2.1概述福建省位于东南沿海。
根据相关数据，福建省年总太阳辐射在( 42.5 ~ 52.5 )×108 J / m2之间。
其空间分布:漳州、厦门、泉州沿海地区和龙岩东南部地区大多在( 47.5 ~ 52.5 )×108 j / m2之间，东山县最高为54.6×108 j / m2；南平市北部在( 47.5 ~ 50.0 )×108 J / m2之间，是福建省第二高的地区。
福州北部沿海的宁德和泉州的德化约为52.5×108 J / m2[6]。
图中显示了福建省全年太阳总辐射的分布[6]。
到整个春季，太阳能年总辐射量( 3.0 ~ 4.25 )×108 j / m2之间，对于福建来说到了一个小峰值。
第一高是东南沿海、第二是南平。
闽东北和闽西是这个阶段的波谷区域，其中武平地区最小，为3.0×108 J / m2。
夏季，全省太阳能源的年总太阳辐射在( 5.500 ~ 6.25 )×108 J / m2之间[6]，这是一年中太阳总辐射最高的月份。
月总辐射为5.5×108 J / m2。
秋季，全省太阳能源年总辐射量在( 3.50 ~ 4.75 )×108 / m2之间。
东部沿海地区和龙岩地区是高价值地区，宁德地区和闽江下游地区是低价值地区。
到了冬季，福建省太阳能源年总辐射量在( 2.50 ~ 3.5 )×108 j / m2之间。
2.2某校园地区光伏发电工程太阳能资源分析校园位于福建省东南沿海中部。
闽南市属亚热带湿润季风气候，冬季无严寒，夏季无酷暑，气候温和，降雨量适中。
年平均温度为20.9℃，最热月份7月的日平均温度为28.6℃，冷月1月的日平均温度为10.7℃，历年极端最高温度为39.0℃，历年极端最低温度为- 1.8℃。
夏季和第二季度的年平均相对湿度为76。
6月份相对湿度最高，5月份达到82倍。
一月份的相对湿度是每个月最低的，相对湿度是69[6]。
2.3日照时数春天(二月至三月)经常下雨。
5月至9月受副热带高压控制，阳光充足。
夏季平均日照时间超过145小时/月。
七月和八月是一年中日照时间最长、日照最多的月份。
受秋季和冬季高压大陆脊的控制，一年中每个月的日照时数较少，超过98小时。
2003年至2008年闽南地区的年日工作时间见表。
在这六年中，最大的年日工作时间是2154.0小时，最小的是2001.0小时，平均值是2070.1小时。
2 . 2 . 2全年和每个月的平均日照百分比结果见表5。
表5闽南气象站年平均日照百分率和月平均日照百分率。
第三章并网光伏系统设计3.1并网光伏系统设计的大致步骤（1）获得基本数据。
（2）现场勘查。
（3）选择合适的并网逆变器。
3.2并网光伏系统设计的器件选定校园项目首先要对并网逆变器进行选择，本次首先选择八个630千瓦的逆变器。
将最初的功率跟踪工作电压定至450VDC和820VDC之间。
最优的工作电压通过文献阅读定为550VDC和600VDC之间。
在此次的校园光伏系统之中，首先确定光伏系统为并网的方式，接下里的工作极为重要，是要确定太阳能电池模块部分的串行方式以及并行方式与数量。
在本项目中，串联NS = 550 ~ 600 / 31.2的太阳能光伏组件数量≈18或20 (块)。
考虑到整个电池阵列的布置，20个太阳能电池模块串联连接。
单个630K逆变器需要配备最大数量的并联NP = 630，000 / 5000 = 126列太阳能电池模块。
考虑到实际使用的模块数量，并联的太阳能电池模块数量为125列。
整个太阳能电池阵列被设计成125串8个平行阵列，总共有20，000个太阳能电池模块。
太阳电池阵最佳倾角的计算。
该项目根据日照强度分析和其他数据分析发现，当光伏组件与阳光组成34度时，电池接受板上接收到的太阳辐射量最大，相应来说发电量也就多。
之后要根据现场的考察情况确定布置方式以及布局，对现场进行整体规划设计，确定所有的辅用设备的数量以及配置情况。
最后一步工作室是计算模拟出光伏发电站的发电量，评估其发电成本，与过去对比，看是否有有需要改进的地方。
3.3光伏系统总体设计分析该项目的总体设计路线是由太阳能电池部分、并网逆变器，显示装备、电站管理设备等重要部分组成，其中DC控制柜也比较重要。
太阳能电池模块为主要部分，选用CNPV-250PB型多晶硅电池模块它的尺寸为5mW。
电池组通过两种方式，也就是上文提到的并联与串联的方式，并连接到8个ASP-630K并网逆变器。
太阳能电池模块分布在学院办公楼、教学楼和学生宿舍的屋顶上。
分布式光伏通过10kV线路连接到学校的10kV配电室。
电气设计包括初级电气设计和次级电气设计。
主要电气设计包括系统光伏模块的安装、系统光伏模块的布置、方形接线盒的设计、DC 控制柜和低压交流控制柜的设置、系统防雷和接地的设计、电缆选择的设计以及用户终端系统接入的设计。
电气二次设计主要包括数据采集和显示，以及系统为确保电网质量和安全所采取的措施。
3.4节能降耗分析太阳能光伏并联发电站主要是在建设过程中会消耗大量的人力物力，而之后的过程基本是绿色环保的，将太阳能转化为电能储存起来，不需要消耗其他能源，不产生灰尘污染，大气污染，废料污染，甚至连声音污染也不存在。
根据有关数据：每省电一千瓦时，标准煤节约0.326公斤，污染排放减少0.072公斤灰分，0.72千克二氧化碳(CO2)，0.007公斤二氧化硫(SO2)，表2 0.015公斤氧化氮，是发电节能的预测表。