圖1 pvsyst負載輸入1.太陽能電池板的選型
我們采用徐州希凱德能源有限公司的xkd-200型太陽能電板。
參數為：
表1 xkd-200電池板
功率 | 200W |
外形 | 1547x983x35 |
重量 | 20kg |
工作電壓 | 34.4V |
工作電流 | 5.81A |
開路電壓 | 43.2v |
開路電流 | 6.5A |
2.項目的負載統計與計算
為了滿足客戶需求，我們對宿舍的負載進行了以下的統計和計算。
表2 負載統計
序號 | 名稱 | 數量 | 功率 | 工作時間H | 每日用電量W.H |
1 | 電燈 | 100 | 15 | 6 | 9000 |
2 | 空調 | 25 | 700 | 6 | 105000 |
3 | 風扇 | 20 | 70 | 6 | 9000 |
合計 |
|
|
|
| 123000 |
圖1 pvsyst負載輸入
（2）項目的負載計算；
計算方法
P=P0*t*Q/（N1*T） （1）
P0-------------負載功率
N1------系統效率
P=123000*2/（0.7*2.89）=121610W=121.61KW
Ns=Uf+Ud+Uc/Udc （2）
Uf-------蓄電池浮電壓
Ud---------二極管壓降
UDC-------電池組件最佳工作電壓
Ns=（Uf+Ud+Uc）/Udc=（200x2+0.7）/32≈13塊
通過軟件驗算我們知道組件串聯數量在8-19之間。
圖2 組件串聯驗證
由（1）式得到組件總數121610/200≈608塊，并聯數608/13≈46塊
組件占地面積為608×1.5×0.9=820m2
圖3 pvsyst初步仿真結果
Pvsyst計算的裝機容量是128kw與計算得到的121kw相差不大所以不需要去平均值。
3.光伏陣列前后排的距離及安裝傾斜角度
對光伏陣列的安裝支架必須考慮前后排的間距，以防止在日出日落時前排光伏組件產生的陰影遮擋住后排的光伏組件而影響光伏陣列的輸出功率。根據光伏發電系統所在的地理位置、太陽運動情況、安裝支架的高度等因素，可以由pvsyst計算出固定式支架前后排之間最小距離.
圖4 pvsyst計算組件間距
通過pvsyst并網設計，我們發現組件距離1.5m不會產生陰影影響。
傾斜角度：根據pvsyst軟件的分析和部分資料顯示，成都地區全年安裝最佳的標準，最佳安裝角度大約在14-19°之間。
圖5 傾斜角的確定
4.控制器的選型
光伏控制器的選型規則主要是，額定工作電壓和二極管工作電流，點確定裝機容量和蓄電池組電壓后，我們便可以確定控制器的選型。
我們采用光合硅能有限公司的60A型控制器。
控制器規格：
表3 控制器參數
電壓 | 12V/24V |
最大發電電流 | 60A |
自我損耗 | 小于等于13MA |
充電模式 | PWM |
防水級別 | IP32 |
尺寸 | 187*122*57mm |
重量 | 850g |
圖6 pvsyst控制器與逆變器的選擇
5.蓄電池的容量計算
圖7 光電電池計算軟件
表4 光合硅能蓄電池參數
光合.硅能12v300ah | |
名稱 | 參數 |
25℃浮充電壓 | 13.5-13.8v |
容量 | 300ah |
連續陰雨天數為2天，放電深度為70%，蓄電池容量為46071AH。串聯數=24/12=2，并聯數=46071/300=153，總數=2x153=306個。
6.逆變器的選型
逆變器的選型大概遵從也下幾點
①.因地制宜，跟場景匹配
②.高效發電，效率為先
③.安全可靠，順暢運行
④.電網友好性，監控運維。
因為，直流逆變升交流的時候，會產生一定的諧波，如果大量諧波涌入電網，會造成電網振蕩和不穩定，對電網的電壓和頻率造成影響，降低對電網的供電質量，所以，逆變器的選擇很重要。
我們采用固德威60kw光伏逆變器兩個和30kw光伏逆變器一個，組成光伏逆變器網絡，這樣既可以滿足使用需求，又可以減少對電網的震蕩，提升對電網供電的質量。
表5 逆變器參數
最大轉換效率 | 97.6% |
直流電壓范圍 | 180-1000v |
額定直流電壓 | 64v |
MPPT電壓范圍 | 200-850v |
最大直流工作電壓 | 11/11a |
額定交流功率 | 60kw |
電網頻率 | 50hz |
7.安裝角度和支架選型
（1）查閱資料后得知--成都地區最佳安裝角度在34-38°之間。
（2）我們采用河北諾維有限公司生產的光伏支架，售價為0.8元/w，121000*0.8=96000元。
在pvsyst中勾選自由通風
圖8 pvsyst設置安裝條件
圖8 支架結構
8.光伏電纜我們采用勝華PV1-F2，4平方光伏電纜直流太陽能專用電線鍍錫銅芯軟銅絲200米。
圖9 電纜歐姆接觸設置
9.光伏匯流箱戶外光伏并網不銹鋼光伏配電箱高壓計量箱交流箱匯流箱單相電表箱，安裝方式選擇原則，光伏匯流箱安裝方式可以根據工作現場的實際情況做出選擇，通常采用的有掛墻式、抱柱式和落地式。10.絕緣性能測試
圖10 絕緣測試示意圖
對于光伏陣列和逆變器，根據要求有時需要進行絕緣耐壓試驗，測量光伏陣列電路和逆變器電路的絕緣耐壓值。測量的條件和方法與前述的絕緣電阻測試相同。
（1）光伏陣列電路絕緣耐壓測試
（2）光伏逆變器電路絕緣耐壓測試
11.光伏發電系統維護
（1）確認控制器被牢靠地安裝在清潔、干燥的環境。
（2）確認控制器周圍的氣流不會被阻擋住，清除散熱器上的污垢或碎屑。
（3）檢查裸露的導線是否因日曬、與周圍其他物體摩擦、干朽、昆蟲或鼠類破壞等導致絕緣受到損壞。如果必要維修或更換導線。
（4）仔細檢查設備連接端子的螺絲是否擰緊。
（5）檢查系統部件的接地，核實接地導線都被牢固而且正確地接地。
（6）檢查接線端子，查看是否有腐蝕、絕緣損壞、高溫或燃燒/變色跡象。
（7）檢查是否有污垢、筑巢昆蟲和腐蝕現象，按要求清理。
（8）若避雷器已失效，及時更換失效的避雷器以防止造成控制器甚至用戶其他設備的雷擊損壞。
其中最重要的是（7）太陽能電池表面污垢會造成太陽能電池熱斑效應，導致其發電達不到預期要求，嚴重的可能會造成電池損壞。
表6 投資計算
名稱 | 數量 | 單價（元） | 總價（元） |
太陽能電池板 | 608 | 445 | 270560 |
蓄電池 | 306 | 1200 | 367200 |
控制器 | 1 | 166 | 166 |
逆變器 | 3 | 14880 | 44640 |
支架 | 121000 | 0.8 | 96000 |
4平方光伏電纜 |
| 479 | 479 |
光伏配電箱 |
| 179 | 179 |
安裝人工 |
| 2000 | 2000 |
合計 |
|
| 781224 |
13.年發電量計算
圖11 Pvsyst初步仿真結果
根據pvsyst仿真得到的年發量為104766°，根據國家對光伏發電的文件規定：用戶每一度電0.8元，所以，年產生利潤104766x0.8=83812元，預計781224/83812≈9.3年后回本
14.系統年節約能源
根據專家統計：每節約1度電，就相當于節約0.328kg的標準煤、同時減少污染排放0.27kg風塵、0.99kg二氧化碳。
系統年發電量66000度
節約標準煤：66000X0.328=21648kg
減少的污染排放：66000X0.27=17820kg
減少的二氧化碳排放：66000X0.99=65340kg
15.附件及說明
圖12 pvsyst遮擋設計
上圖為pvsyst給出的冬至日，太陽能輻射曲線圖。通過上圖可以說明組件的輻照度是完全足夠的。
因為在一棟寢室旁邊存在著高大的居民公寓，所以必須設置遮擋。然后通過pvsyst建模仿真得到Beam linear loss1.1%（光線線性損失）所以，系統旁邊的高大建筑會對系統的年發電量產生0.2%的影響。為了最大限度光線損失避免應該與高大的居民樓保持一定的距離。
圖13 pvsyst建模仿真線性損失
圖14 組件質量與失配設置
圖15 灰塵損耗（soling losses）設置
圖16 pvsyst初步仿真報告結果
圖17 pvsyst詳細損耗
圖18 組件排列圖
圖19 蓄電池排列圖
5樓寢室120kw離網光伏設計.docx
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