第五章-太阳能光伏课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本节内容结束,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 太阳能光伏发电系统的容量设计,5.1,系统的设计原则、步骤和内容,5.1.1,系统设计原则,遵循合理性、实用性、可靠性、高性价比原则。,5.1.2,设计步骤和内容（见下页）,5.2,与设计相关的因素和技术条件,5.2.1,系统用电负载的特性,交流负载、直流负载、冲击性负载、阻性负载（电流时额定电流的,5,10,倍）等。,负载工作电压是多少？,第五章 太阳能光伏发电系统的容量设计 5.1,第五章-太阳能光伏课件,5.2.2,当地的太阳能辐射资源及气象地理条件,1.,太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角,方位角：正南为,0,；正东,-90,；正西,+90,。,倾斜角：水平面,0,；垂直面,90,。,（,1,）太阳能电池方位角的选择,正南,20,对发电量影响不大。,（,2,）太阳能电池倾斜角的选择,0,25,，倾斜角,=,纬度；,26,40,，倾斜角,=,纬度,+5,度；,41,55,，倾斜角,=,纬度,+10,15,度；,55,以上 ，倾斜角,=,纬度,+15,20,度；,5.2.2 当地的太阳能辐射资源及气象地理条件,第五章-太阳能光伏课件,2.,平均日照时数和峰值日照时数,3.,全年太阳能辐射总量,了解当地几年或,8,10,年太阳能辐射总量年平均值。,再将水平面上的太阳能辐射换算成倾斜面上的太阳能辐射。,中国太阳能资源分布：,2.平均日照时数和峰值日照时数,第五章-太阳能光伏课件,4.,最长连续阴雨天数,又叫,“,系统自给天数,”,；,可根据经验或需要在,3,7,天内选取。,5.2.3,发电系统的类型、安装场所和方法,（,1,）杆柱安装,4.最长连续阴雨天数,（,2,）地面安装,（2）地面安装,（,3,）屋顶安装,（3）屋顶安装,（,4,）墙壁安装,（4）墙壁安装,5.3,太阳能光伏发电系统容量的设计与计算,功率与方阵构成的设计和计算,蓄电池容量与蓄电池组合的设计和计算,5.3.1,设计的总思想,在光照最差的季节蓄电池也能够基本上天天充满电。,5.3.2,太阳能电池组件及方阵的设计,方法一：根据负载所需电量，直接计算出太阳能,电池组件或方阵的功率、组件尺寸。,方法二：先选定组件尺寸，根据组件功率设计,工作电流和日发电量。,5.3 太阳能光伏发电系统容量的设计与计算,1.,基本方法,计算太阳能电池组件的基本方法：,负载日平均用电量（,Ah,）,组件日平均发电量（,Ah,）,组件日平均发电量,=,峰值工作电流（,A,）,峰值日照时数（,h,）,系统工作电压（,V,）,1.43,组件峰值工作电压（,V,）,电池组件的并联数,=,电池组件的串联数,=,1.基本方法电池组件的并联数=电池组件的串联数=,例如：系统工作电压为,48V,，峰值工作为,17V,，,则串联数,=48V,1.43/17V=4.03,4,（块）,总功率（,W,）,=,并联数,串联数,组件峰值功率,2,、相关因素的考虑,（,1,）太阳能电池组件的功率衰减,灰尘的覆盖、自身功率衰减、线路损耗,（,2,）蓄电池的充放损耗,电池发热、电解液损耗,蓄电池效率：,9095%,；,例如：系统工作电压为48V，峰值工作为17V，,3.,实用的计算公式,应考虑各种因素的影响：,负载日平均用电量（,Ah,）,组件日平均发电量（,Ah,）,充电效率系数,组件损耗系数,变压器损耗系数,系统工作电压（,V,）,1.43,组件峰值工作电压（,V,）,为例保证系统全年的正常运行，只好按照冬季所需的数量确定系统容量。,电池组件的并联数,=,电池组件的串联数,=,3.实用的计算公式电池组件的并联数=电池组件的串联数,例如：系统采用直流负载，工作电压,48V,；,日用电量：,150Ah,；斜面日照时数：,3.5h,；,峰值工作电压：,34.2V,；峰值工作电流：,3.65A,计算：组件数量；方阵设计；,确定：组件损耗系数,=0.9,；,充电效率系数,=0.9,；,直流系统无需变压器。,150,（,Ah,）,（,3.65A3.5h,）,0.90.9,48V 1.43,34.2V,总功率,=152125W=3750W,组件并联数,=14.49,电池组件串联数,=2,例如：系统采用直流负载，工作电压48V；组件并联数=,5.3.3,蓄电池和蓄电池组的设计方法,1.,基本计算方法,日平均用电量（,Ah,）,连续阴雨天数,最大放电深度,2.,相关因素考虑,（,1,）放电率对蓄电池容量的影响,蓄电池容量,=,蓄电池容量=,连续阴雨天数,负载工作时间,最大放电深度,对于有多路不同负载的系统：,负载功率,负载工作时间,负载功率,（,2,）环境温度对蓄电池,容量的影响,平均放电率（,h,）,=,负载工作时间,=,3.,实用的蓄电池容量计算公式,日用电量,阴雨天数,放电修正系数,最大放电深度,低温修正系数,系统工作电压,单个蓄电池标称电压,蓄电池总容量,单个蓄电池标称容量,应尽量选择大蓄容量电池，以减少蓄电池之间的不平衡性。,一般要求并联的蓄电池数量不得超过,4,组。,蓄电池容量,=,蓄电池串联个数,=,蓄电池并联个数,=,3.实用的蓄电池容量计算公式蓄电池容量=蓄电池串联个数=,计算举例,：某通信基站采用直流,48V,供电，一套设备需,1.5A,电流，每天,24,小时；另一套设备需,4.5A,每天,12,小时。气温,-20,；连续阴雨,6,天。,解,：根据气候条件确定：,最大放电深度系数为：,0.6,；,低温修正系数为：,0.7,；,（,1.5A,24h,）,+,（,4.5A,12h,）,（,1.5A+4.5A,）,=15,h,平均放电率,=6,阴天,15/0.6=150,小时率,平均负载工作时间,=,计算举例：某通信基站采用直流48V供电，一套设备需1.5A电,日平均用电量,=,（,1.5A24h,）,+,（,4.5A12h,）,=90Ah,90Ah60.85,0.60.7,若选用,2V/600Ah,蓄电池，则：,蓄电池串联数,=48V/2V=24,节；,蓄电池并联数,=1092.86Ah/600Ah=2,组,电池总块数,=24,节,2,组,=48,节,蓄电池容量,=1092.86Ah,蓄电池容量=,5.4,其他几种计算公式和设计方法,5.4.1,以峰值日照时数为依据的简易设计方法,用电器功率,用电时间,当地峰值日照时数,用电器功率,用电时间,系统电压,连续阴雨天数,系统安全系数,损耗系数：线路损耗、控制器接入损耗、玻璃,脏污、倾角等，一般在,1.6,2,之间。,系统安全系数：放电深度、低温、逆变器效率等,一般在,1.6,2,之间。,电池组件功率,=,损耗系数,蓄电池容量,=,5.4 其他几种计算公式和设计方法电池组件功率=,设计实例：,庭院灯：二只,9W/12V,节能灯，,4,小时,3,个阴雨天。当地峰值日照时数,4.46h,。,计算：,18W,4h,4.46h,18W,4h,12V,可考虑选用一只,38Ah/12V,的蓄电池。,5.4.2,以年辐射总量为依据的计算方法,K,（负载电压,电流,用电时间）,当地年辐射总量,蓄电池容量,=,电池放电系数,安全系数,负载电压,电流,用电时间,阴雨天数,低温系数,组件功率,P,=2=32.28W,蓄电池容量,B=32=36Ah,组件功率,=,设计实例：庭院灯：二只9W/12V节能灯，4小时组件功率P=,设计实例,1,：,如上题，当地全年辐射总量为,580kJ/cm,。,计算：,负载工作电流,=18W/12V=1.5A,；,18W,4h,580,可考虑选用,35W,的太阳能电池组件。,蓄电池容量,B=1.8,1.5A,4h31.1=35.64Ah,可考虑选用,38Ah/12V,的蓄电池。,安全系数取,1.8,；,当地可达,-10,，,低温系数取,1.1,。,2,电池组件功率,P=276=34.26W,；,设计实例1：2电池组件功率P=,设计实例,2,：,某通信基站，负载功率,125W,，,48V,，,工作电流,2.6A,，,24h,连续工作，年辐射总量,640,kJ/cm,，,-20,，阴天,7,天，条件恶劣。,解：,电池组件功率：,48V,2.6A24h,640,可选用,130W/24V,电池组,10,块，二串,5,并。,蓄电池容量：,B=1.8,2.6A24h7d1.2=943Ah,；,可选用,2V/1000Ah,铅酸蓄电池,24,块串联；,也可选用,2V/500Ah,蓄电池,48,块,24,串二并。,2,P=,2761292W,；,设计实例2：某通信基站，负载功率125W，48V，,5.4.3,以年辐射总量和斜面修正系数,为依据的计算方法,负载总用电量,Wh=,负载功率,日工作时间,5618,安全系数,负载总用电量,斜面修正系数,水平面年平均辐射量,5618,是充放电效率系数、电池组件衰减系数经换算简化得到的。,水平面,年平均辐射量的单位：,kJ/m,d,；,10,负载总用电量,工作电压,组件功率,W=,2,蓄电池容量,=,5.4.3 以年辐射总量和斜面修正系数组件功率W,设计实例：,北京，负载一：,11W/12V,节能灯，,5h,负载二：,3W/12V LED,，,12h,；,解：,查得北京：斜面修正系数为：,1.0976,；,水平年平均日辐射量为：,15261,；,安全系数取：,1.2,；,负载总用电量,=11W,5h,3W12h=91Wh,56181.291,1.097615261,10,91Wh,12V,可选用,38W,电池组件；,80Ah/12V,蓄电池。,组件功率,=36.6W,蓄电池容量,=75.8Ah,设计实例：北京，负载一：11W/12V节能灯，5h组件功率=,5.4.4,以峰值日照时数为依据的,多路负载计算方法,方法：,先将各路负载的日消耗电量计算出来，,并合计出总耗电量，留出,5%,10%,的余量。,再按峰值日照时数进行计算。,统计表模板：,5.4.4 以峰值日照时数为依据的,计算步骤：,根据总耗电量，计算组件发电电流：,负载日耗电量,Wh,电压,峰值日照时数,系统效率,根据发电电流计算总功率：,组件总功率,=,发电电流,系统直流电压,1.43,（,1.43,是组件工作电压与系统工作电压的比值）,例如：系统工作电压为,12V,，组件工作电压为,17V,负载日照电量,Wh,连续阴雨天数,系统直流电压 逆变器效率,放电深度,逆变器效率,80%,93%,；蓄电池放电深度,50%,75%,。,组件发电电流,=,B=,计算步骤：组件发电电流=B=,设计实例：,某监测站,220V,，年辐射量,670kJ/cm,平均峰值日照时数,5.17h,，连续阴雨天,5,天。,监测站各设备耗电一览表（直流,48V,）：,2,设计实例：某监测站220V，年辐射量670kJ/cm2,组件发电电流,I,：,4596Wh,1.05,48V5.17h,（,0.90.850.9,）,组件输出总功率,P=28.24A48V1.43=1939W,可选用峰值功率：,100W,、,峰值电压：,34.5V,峰值电流：,2.98A,组件,20,块,，,2,串,10,并,。,蓄电池容量,B,：,4596Wh,1.055,48V0.850.5,可选用,2V/600Ah,铅酸蓄电池,48