别墅区风光储微电网发电系统方案中节能绿洲（北京）太阳能科技有限公司2014年3月目录前言 (3)1.项目概况 (4)1.1项目地点 (4)1.2项目地理位置 (4)1.3太阳辐射条件 (4)2系统设计 (7)2.1项目建设规模及主要内容 (7)2.2系统主要配置表 (7)2.3主要产品介绍 (8)3.效益分析 (17)3.1项目发电量计算 (17)3.2经济效益分析 (17)附件：项目图 (18)前言光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。

由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。

随着其技术不断完善，采用太阳能建筑一体化设计的太阳能建筑将来必定成为我国今后几年里建筑业发展的主流方向，太阳能建筑一体化的大规模出现已经成为一种时代的必然。

1.项目概况1.1项目地点北京市昌平区拉菲特城堡某别墅1.2项目地理位置本项目位于北京市。

北京是中华人民共和国的首都，简称京，位于华北地区，面积 1.68 万平方公里，东南部为平原，西北部为燕山、太行山山地。

北京位于北纬 39°56′，东经 116°20′；西北毗临山西，内蒙古高原，南与华北大平原相接，东近渤海。

市中心海拔43.71 米。

属于北温带亚湿润气候。

1.3太阳辐射条件北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。

2010年为例，全年平均气温14.0℃（北京市气象局）。

1月-7至-4℃，7月25至26℃。

极端最低-27.4℃，极端最高42℃以上。

全年无霜期180至200天，西部山区较短。

2010年平均降雨量369毫米，为华北地区降雨最多的地区之一。

降水季节分配很不均匀，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月，7、8月有大雨。

北京市主要气象要素特征值项目单位北京市主要气象要素特征值指标发生时间气温多年平均℃12.15 1951—2009年多年极端高℃41.9 1999年多年极端低℃-27.4 1966年降水量多年平均年总量Mm 589 1951—2009年 年最多降水量 Mm 1404.6 1959年 多年一日最大 Mm 244.2 1959年 多年平均降水日数天1954年统计年限为1951—2009年北京地区开发利用太阳能有着非常有利的自然条件。

通过对北京太阳能资源的普查表明北京地区太能资源属于较丰富区，年日照时数达到2600小时左右，年累计太阳能辐射量达到1576.8KWh/m2。

并且，北京各地太阳能资源稳定程度很好，属于稳定等级，为北京地区利用太阳能提供了极为有利的自然条件。

因此，北京发展太阳能资源的前景良好。

北京地区各月总辐射量北京地区逐日平均温度北京市月平均含湿量北京地区的水平面光照辐射量表（NASA 大气科学数据中心）月 每日的太阳辐射 - 水平线风速 度/平方米/日米/秒 一月 2.15 2.8 二月 3.00 2.9 三月 3.94 3.2 四月 4.903.4 五月 5.48 2.9 六月 5.19 2.5 七月4.59 1.9 八月 4.38 1.6 九月 3.93 1.9 十月 3.10 2.1 十一月 2.23 2.6 十二月 1.82 2.7 年平均数3.732.5根据NASA 的观测结果，获得了日平均水平总光照辐射量，总体来看，北京市全年太阳能年辐射量大于5000MJ/m 2，属太阳能资源丰富区。

北京地区水平面的日平均太阳辐射强度统计2系统设计2.1项目建设规模及主要内容本项目设计采用风光储微电网方案，光伏子系统与储能子系统为共交流并接方式，风机子系统与储能子系统为共直流并接方式，微网逆变器为系统主控单元，本系统可离网独立供电，也可与市电并网运行。

经现场勘察其中一个屋顶可安装太阳能组件，屋顶的可利用面积约60~70平米，采用240W的光伏组件21块，串并联后接入5KW的光伏并网逆变器，采用400W的风力发电机1台，经风机控制器接入蓄电池组。

最终实现将整个风光储系统并网接入市电交流电网进行并网发电的方案。

2.2系统主要配置表名称规格数量单位光伏组件240Wp 24 块光伏组件支架240W 24 套并网逆变器3000W 2 台储能型逆变器XTH-6000-48 1 台蓄电池（含支架）2V 400Ah 24 块风机HY-400 1 套风机控制器48V-600W 1 台风机塔架10米 1 套线缆4mm2光伏组件线20 米YJV-2*6 200 米RV16红黑线10 米YJV-3*16 300 米配电箱 1 台其他零部件 1 套总价￥：182000元2.3主要产品介绍2.3.1光伏组件本工程计划选用功率为250Wp的多晶硅电池组件。

250Wp电池组件组件效率≥15％，峰值功率偏差在0－+5W以内，2年内衰减率不大于2％，25年总衰减率不大于20％。

工作温度范围为-40℃～+85℃，初始功率不低于组件标称功率。

组件参数如下：太阳电池组件技术参数太阳电池种类多晶硅指标单位数据峰值功率Wp 240功率偏差W 0 ~ +5组件效率% ≥14.5 开路电压（Voc）V 36.9短路电流（Isc） A 8.55工作电压（Vmppt）V 29.7工作电流（Imppt） A 8系统最大耐压Vdc 1000尺寸Mm 1650*990*40重量Kg 19.5 峰值功率温度系数%/K -0.44%开路电压温度系数%/K -0.32%短路电流温度系数%/K 0.047%10年功率衰降% «10%25年功率衰降% «20%运行温度范围摄氏度-40--+85最大风/雪负载Pa 5400 注：上述组件功率标称在标准测试条件（STC）下：1000W/m2、太阳电池温度25℃、AM1.5。

2.3.2风力发电机本项目计划采用400KW的风力发电机，此系列风机采用的叶片经有限元分析软件ANSYS进行载荷及疲劳分析；风机后座偏航系统采用简支梁结构，跨中只有正弯矩，张拉预应力都不会在梁中产生附加内力，从而增强了风机抵抗暴风冲击的能力本系列风机的叶片采用了经过高温高压制造的尼龙材料制作的失速叶片，摆脱了传统的限速方式,从空气动力学的角度出发，控制机械动力的缺陷。

叶片叶型的特殊结构使其在风大时利用叶尖的负力来限制叶片转速，当叶尖速度越快，产生的负压及高频振动则越强，而此种柔性叶片，正能分解高频振动，防止叶尖损坏。

同时，采用电磁制动，比机械制动停机速度更快，约3~6秒就能使风机处于停止状态。

CP 值下降，无电流输出。

1）选用高强度的耐低温工程塑料，采用大型注塑机模压成型技术制造叶片，可以保证叶片的翼形及质量的分布一致，从而保证叶片运行平稳、无振动、低噪音、高强度和优越的气动性能。

叶片的不平衡引起的振动是导致风机故障的主要原因，我们所采用的叶片制造技术从根本上消除了引起叶片振动的因素，大大提高了产品的可靠性。

2）采用N38SH高磁性钕铁硼永磁材料制造发电机，大大提高了发电机的效率，减小了发电机的体积和重量。

3）采用铝合金压铸成型技术制造风力发电机部件，保证每个部件的一致性，提高了产品的合格率和批量化生产的能力。

采用铝合金材料不仅强度高，而且重量轻，散热性好，提高了风机的过载能力。

4）特殊的内压式集电环结构和锁线装置保证发电机的引出线可靠，彻底清除了引出线的缠绕和接触不良的故障。

5）精密的产品加工质量保证发电机极低的起动阻力矩（小于0.08Nm），确保HY-400风力发电机低于2.0m/s的起动风速。

6）所有的紧固件选用不锈钢材料，外表采用防紫外线的喷塑工艺，全密封结构设计，不仅保证产品的防腐、防锈、防霉、防紫外线、防尘性能（防护等级达到IP66的标准），而且使其外表光亮、外形美观。

7）失速型叶片设计加电磁限速保护，确保风机的抗大风强度。

8）叶片和发电机的匹配设计，保证风机有很宽的有效工作风速区域，提高了机组的发电量。

9）自动调向灵活，无明显震动和异常噪音，大规模使用于风光互补路灯和风光互补系统。

10）设计寿命为15年。

11）HY-400L风力发电机主要参数：风轮直径：1.55m启动风速：2 m/s切入风速：2.5m/s额定风速：12m/s额定功率：400W额定电压：DC 12V/24V叶片数量：5叶片最大风抗：50m/s大风保护：叶片失速，电磁制动，卸荷器认证： CE、RoHS、ISO9001、cETL2.3.3光伏并网逆变器逆变器具有电网过/欠压保护、过/欠频保护、防孤岛保护、恢复并网保护、过流保护、极性反接保护、过载保护功能和绝缘阻抗监测、残余电流监测功能，电磁兼容性能应满足相应的环境使用要求。

（1）供电电网相序保护并网逆变器必须具备电网相序检测功能，当连接到逆变器的电网电压是负序电压时，逆变器必须停机并报警或通过逆变器内部调整向电网注入正序正弦波电流。

（2）输入过流保护并网逆变器的额定输入电流应大于光伏组串在+85℃时的短路电流，当出现输入过流时，过流保护电路动作并报警。

（3）内部短路保护当并网逆变器内部发生短路时（如IGBT直通、直流母线短路等），逆变器内的电子电路、保护熔断器和输出断路器应快速、可靠动作，任何情况下都不能因逆变器内部短路原因导致电网高压侧的高压断路器动作，否则，认为并网逆变器存在设计缺陷。

（4）过热保护并网逆变器应具备机内环境温度过高保护（例如着火引起的机箱内环境温度过高）、机内关键部件温度过高保护等基本过热保护功能。

（5）保护的灵敏度和可靠性在正常的逆变器运行环境和符合国标要求的电网环境下，逆变器不应出现误停机、误报警和其他无故停止工作的情况。

（6）整机阻燃性IEC 62109（CE认证安规测试标准）和UL1941认证中的阻燃要求是对逆变器提出的最低要求。

逆变器走线应使用阻燃型电线和电缆，线槽和线号标记套管等应采用阻燃材料，逆变器机体内应装有环境温度保护继电器（温度继电器）以加强整机的故障保护能力。

逆变器在任何情况下均不会产生蔓延性明火。

2.3.4风机控制器风光互补控制器是控制风力发电机、光伏电池板将风能、太阳能转化为电能并贮存到蓄电池组的控制装置。

风光互补控制器是离网发电系统中最为重要的部件，其性能影响到整个系统的寿命和运行稳定性，特别是蓄电池的使用寿命。

在任何情况下，对蓄电池的过充电或过放电都会使蓄电池的使用寿命缩短·选用优质的军工级元器件确保产品的稳定性·完善的保护功能，使得系统的可靠性更高·LCD液晶显示功能，可自由查看各种运行参数·限压、限流充电方式，保证蓄电池始终处于最佳充电状态·采用PWM方式进行无极卸载，将多余的电能释放到卸荷器上，使蓄电池处在最佳的充电状态产品型号WWS06-48-B01蓄电池额定电压48V风机额定输入功率600W风机最大输入功率900W风机刹车电流点13A光伏额定输入功率300W充电停止电压点58V充电恢复电压点52.8V显示方式LCD静态电流≤20mA工作温/湿度范围-20～+55℃/35～85%RH（但无结露）通信功能RS232 、可选（RS485、 RJ45、 GPRS）-4mV/℃/2V ,–35℃～+80℃ , 精温度补偿功能（可选）度：±1℃参考尺寸（长×宽×高）205×150×82mm参考重量 2.2 kg2.3.5微电网逆变器本项目计划采用STUDER的XTH-6000-48，其产品性能特点如下：非常适合家别墅等地方，建设使用可再生能源的备用系统。