最新版家用分布式光伏系统设计项目解决方案Word格式文档下载.docx
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若在人字结构屋顶建设太阳能光伏电站,不能像地面电站那样设计最佳倾角,并且考虑前后遮挡间距。
为了便于光伏组件和屋顶结合,一般都在屋面上直接平铺支架,北半球铺朝南面,南半球铺朝北面,这样方可最大效率利用光能。
支架与屋顶采用夹具连接,电池组件再安装于支架上。
这种方
式不仅美观,而且可以实现屋顶面积利用最大化,见图2
最佳倾角和组件前后间距,见图3
图2人字屋顶安装方式图3
平顶屋顶安装方式
若选择安装在自家空地上,可以采用锚桩和混凝土条基做支架基
础,见图4和图具体选哪种则需要从地质情况和成本综合考虑了。
另
外,支架基础强度的设计还要以当地气象条件做依据。
图4锚桩基础
水泥条基础
需要注意一点,考虑到组件的热胀冷缩效应,安装时上下左右组
件之间的间隔要达到3cm左右为佳
5.家用分布式光伏系统设计
5.1光伏组件
目前使用较多的两种太阳能电池板是单晶硅和多晶硅太阳电池组件。
(1)单晶硅太阳能电池
目前单晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率为16%t-18%是
转换效率最高的,但是制作成本高,还没有实现大规模的应用。
(2)多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率约15%-17%制作成
本比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总生产成本较低,因此得到大量发展。
目前主流的组件是250Wp多晶硅太阳电池组件,技术参数见表1。
太阳能电池组件
种类
多晶硅
指标
单
位
数据
峰值功率
Wp
250
组件效率
%
15.3
最大工作电压
V
30.3
(Vmpp
最大工作电流
(Impp)
A
8.27
开路电压(Voc)
38.0
短路电流Isc
8.79
开路电压系数
/C
0.32%
短路电流系数
0.053%
抗风力
Pa
2400
最大保险丝额定
电流
15
最高系统电压
1000
尺寸
mm
1650X992
X40
表1250Wp太阳电池组件技术参数
(3)我国太阳能资源分布情况如下
一类地区年日照3200〜3300小时,辐射量7500〜9250MJ/m2
青臧咼原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。
二类地区年日照3000〜3200小时,辐射量5850〜7500MJ/m2
河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
此区为我国太阳能资源较丰富区。
三类地区年日照2200〜3000小时,辐射量5000〜5850MJ/m2
山东、河南、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、江苏中北部和安徽北部等地。
四类地区年日照1400〜2200小时,辐射量4150〜5000MJ/m2
长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区。
五类地区全年日照时数约1000〜1400小时,辐射量3350〜
4190MJ/m2
四川、贵州两省。
此区是我国太阳能资源最少的地区。
结合现在的光伏发电技术,1kWp的多晶硅太阳能电池组件五类
区域年发电量大致如下:
地区
1kWp发电量(kW-h)
一类地区
1666〜2055
二类地区
1300〜1666
三类地区
1111〜1300
四类地区
922〜1111
五类地区
744〜922
用户可以根据系统的安装地点和自己年用电量情况来合理选择装机规模。
例如A家庭位于太阳能资源四类区域,平均年用电量是3000kWh装机3000W就够用了;
B家庭位于二类地区,平均年用电量也是3000kWh,装机2000W就可以了。
5.2光伏组件阵列安装朝向和角度
如果安装地点是平面,则要计算光伏支架的倾角,北半球朝南,南半球相反。
考虑到跟踪系统虽然能提高系统效率,但需要维护,而且会增加故障率,再结合费用、实用性等因素,家庭分布式光伏系统采用固定的光伏方阵较好。
从气象站得到的资料,均为水平面上的太阳能辐射量,需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。
对于某一倾角固定安装的光伏阵列,所接受的太阳辐射能与倾角有关,较简便的辐射量计算经验公式为:
Rb=Sx[sin(a+B)/sina]+D
式中:
FB――倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量
S――水平面上太阳直接辐射量
D――散射辐射量
a——中午时分的太阳高度角
B――光伏阵列倾角
根据当地气象局提供的太阳能辐射数据,按上述公式可以计算出不同倾斜面的太阳辐射量,确定太阳能光伏阵列安装倾角。
现在用得
很多的是利用RETScreen软件来分析不同倾角是斜面上的辐照度,再根据组件的相关参数计算出不同倾角的年发电量,最后取年发电量最大所对应的倾角。
例如A地不同倾斜面各月的辐射量(KWh/m见表2所示,
顾弟|3
©
ar
369
33f
4护
42s
4r
4賓
妙
丄月
136.5
140.5
1.42.,3
144
145x6
147
148.3
14S.4
151.4
2月
24S.8
1乩L
1瓯4
154+3
1販;
15E.7
156+B
3月
193.1
194.7
195.3
195.8
196,1
196.2
1S6
195.1
4月
ISO.4
ISO.2
179.9
ITS.4
178.9
178,9
178.2
177.4
176,4
5月
247.a
245.6
244..3
242.7
240.9
239
236-9
234.S
229.3
&
月
241+6
斓+E
236t7
234.7
232*6
230*:
227.5
224.3
21fi»
7
T月
230*1
228,1
226*5
224,7
222*i
220*5
218,1
215.E
20©
+日
E月
236,2
225,2
224,5
223.5
222.3
220,9
21S.3
217,5
213.3
9月
136,3
197.0
1S8
198.2
19&
.2
1S8.1
197.7
197.?
195.5
10月
181..g
185..6
187.1
188.4
189.6
190.6
191.4
192
192.B
11月
142+3
146.6
14£
+5
1BO.3
151.9
153.4
154+“
155.9
l&
7+a
12月
127,4
131*7
133.T
135.6
137.2
138.a
140*5
141*6
143.8
全年
2251.3
2264.?
2263.4
2Z70
2270
2238
2233
2257
2S39
表2
从中可以看出,当倾角在38°
〜40°
之间时,光伏阵列上的辐射量能达到最大,固A地的太阳能光伏阵列安装最佳倾角就在38°
〜40°
之间。
5.3太阳电池方阵间距计算
计算当太阳能电池组件子阵前后安装时的最小间距D。
一般确定原则:
冬至当天早9:
00至下午3:
00太阳能电池组件方阵不应被遮挡。
计算公式如下:
tan[arcsin(O.648co50-
式中:
为纬度(在北半球为正、南半球为负),根据项目地点经纬度
计算;
H:
为光伏方阵阵列的高度;
光伏方阵阵列间距应不小于D。
6.并网逆变器的选择
6.1选型
并网逆变器主要分高频变压器型、低频变压器型和无变压器型三
大类。
根据所设计系统以及业主的具体要求,主要从安全性和效率两
个层面来考虑变压器类型。
以下是它们之间的对照表:
类型因素'
'
、、、
安全性
转换效
率
成本价
格
重量、尺
寸
咼频变压器
型
中
低
低频变压器
高
大
无变压器型
小
家用分布式光伏系统是小系统,不需要很高的技术指标,逆变器
不带隔离变压器时,能源转换效率更高,再结合成本等因素,选择无
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