KW通讯基站光伏发电系统实施方案.docx
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KW通讯基站光伏发电系统实施方案
山西省忻州市五台山联通通讯基站
光伏发电系统实施方案
南京禾浩通信科技有限公司
2014年3月13日
1地理位置3
2气象资料4
3技术方案5
3.1系统原理5
3.2技术说明5
3.2.1光伏支架的技术说明5
3.2.2光伏组件的技术说明6
3.2.3光伏汇流箱的技术说明9
3.2.4蓄电池9
3.2.5光伏控制器的技术说明10
4施工方案13
4.1施工技术要求13
4.1.1屋面走线管道敷设要求13
4.1.2光伏支架的安装要求13
4.1.3独立太阳能控制箱的安装要求13
4.1.4电力电缆的连接说明13
4.2工程实施步骤14
4.2.1现场勘察14
4.2.2工程设计14
4.2.3材料准备15
4.2.4设备材料验收及安装15
4.3独立太阳能发电系统验收15
4.3.1太阳能电池组件的验收15
4.3.2光伏支架的验收16
4.3.3电力电缆17
4.3.4太阳能电池组件汇流箱18
5设备清单19
6售后服务20
1地理位置
五台山位于山西省东北部，隶属忻州市五台县，西南距省会太原市230公里，与浙江普陀山、四川峨眉山、安徽九华山、共称“中国佛教四大名山”，位列中国佛教四大名山之首。
五台山与尼泊尔蓝毗尼花园、印度鹿野苑、菩提伽耶、拘尸那迦并称为世界五大佛教圣地。
五台山所在的山西处于黄土高原，地旱树稀，视野里整整一个是土黄色的世界，可以称为金色世界。
五台山属太行山系的北端，跨忻州市五台县、繁峙县、代县、原平市、定襄县，周五百余里。
在北纬38°50'～39°05'、东经113°29'～113°44'之间，由一系列大山和群峰组成。
其中五座高峰，山势雄伟，连绵环抱，方圆达250公里，总面积592.88平方公里。
2气象资料
气象资料参考NASASurfacemeteorologyandSolarEnergy资料，逐月数据为:
月份
地表太阳辐射量
空气温度
风速
降雨量
一
2.81
-13.3
3.29
0.13
二
3.75
-8.33
3.59
0.23
三
4.76
-0.18
4.29
0.44
四
5.95
9.05
5.17
0.65
五
6.09
16.1
4.88
1.14
六
6.23
20.5
4.01
2.23
七
5.57
21.4
3.42
3.68
八
5.09
19.6
3.04
3.07
九
4.48
14.7
3.18
1.72
十
3.80
7.28
3.27
0.75
十一
2.95
-1.83
3.53
0.35
十二
2.46
-9.92
3.30
0.16
平均
4.49
6.35
3.74
1.22
月份
地表太阳辐射量
空气温度
月发电量
日发电量
一
2.81
-13.3
1097.586
35.406
二
3.75
-8.33
1323.000
47.250
三
4.76
-0.18
1859.256
59.976
四
5.95
9.05
2249.100
74.970
五
6.09
16.1
2378.754
76.734
六
6.23
20.5
2354.940
78.498
七
5.57
21.4
2175.642
70.182
八
5.09
19.6
1988.154
64.134
九
4.48
14.7
1693.440
56.448
十
3.80
7.28
1484.280
47.880
十一
2.95
-1.83
1115.100
37.170
十二
2.46
-9.92
960.876
30.996
平均
4.49
6.35
1720.792
56.574
注：
理论最大值
3技术方案
3.1系统原理
太阳能发电分为光热发电和光伏发电。
通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这种技术的关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上光伏控制器等部件就形成了光伏发电装置。
太阳能光伏供电系统原理图
3.2技术说明
3.2.1光伏支架的技术说明
本系统支架的材料为型钢，由于是户外使用的支架，故做了热浸镀锌防腐处理。
作为紧固连接件，系统采用六角头螺栓，螺母，机械强度符合螺栓粗制和螺母粗制的标准，螺栓、螺母均表面热浸镀锌防腐处理。
根据当地纬度，以全年最大发电量考虑，光伏支架的角度选为35°。
支架可以在30°到50°范围内可调。
支架尺寸图如下：
（单位为cm）
太阳能光伏支架安装主视图
太阳能光伏支架安装俯视图
3.2.2光伏组件的技术说明
3.2.2.1通用安全细则
（1）安装太阳能光伏发电系统要求专门的技能和知识，必须由专业资格的工程师来完成。
（2）光伏组件在光照充足或其他光源照射下时生产电力。
应当操作时请采取相应的防护措施，避免人员与30VDC或更高电压直接接触。
（3）太阳能光伏组件能把光能转换成直流电能，电量的大小会随着光强的变化而变化。
（4）当组件有电流或具有外部电源时，不得连接或断开组件。
（5）安装、使用组件或进行接线时，应使用不透明材料覆盖在太阳能光伏组件阵列中组件的正面，以停止发电。
（6）应遵守所有地方、地区和国家的相关法规，必要时应先获得建筑许可证。
（7）太阳能光伏组件没有用户可维修的原件，不要拆解、移动或更改任何附属的部件。
（8）太阳能光伏组件安装时不要穿戴金属戒指、表带、耳环、鼻环、唇环或其它的金属配饰。
（9）在潮湿或风力较大的情况下，请不要安装或操作组件。
（10）不要使用或安装已经损坏的组件，不要人为地在组件上聚光。
（11）只有相同型号的光伏组件模块才能组合在一起。
避免光伏组件的表面产生不均匀阴影。
被遮阴的电池片会变热（“热斑”效应）从而导致组件永久性的损坏。
（12）当有意外情况发生时，请立即把控制器器和断路器关闭。
（13）缺陷或损坏的组件依旧可能会发出电量。
如果需要搬运请采取措施遮挡，以确保组件完全遮阴。
（14）在运输和安装组件时，使儿童远离组件。
（15）光伏组件在安装前请一直保存在原包装箱内。
3.2.2.2光伏组件参数列表及尺寸图（单位为mm：
）
输出功率
190W
工作电压
34.9V
开路电压
43.2V
开路电流
5.83A
重量
17Kg
工作电流
5.3A
尺寸
1580*808*40（mm）
光伏板尺寸图
3.2.2.3光伏组件的连接图
光伏发电系统由72块200W太阳能电板组装而成。
每两块200W的串联为一组，每12组为一个2400W的光伏矩阵，并配置一个汇流箱。
总共六个光伏矩阵汇成14400W的光伏阵。
光伏矩阵占地面积在1450平方米左右。
光伏矩阵连接示意图
3.2.3光伏汇流箱的技术说明
本系统所用汇流箱制作材质为不锈钢材料，而且箱体外安装了防盗锁。
箱内有7个直流63A的断路器及一个规格为20KA的防雷器。
光伏组件的连接方式为每两块组件串联，然后八组组件并联，组成一个功率为2960W的太阳能电池矩阵，故开关1的下端接第一组光伏板的输出，开关2的下端接第二组光伏板的输出，开关3的下端接第三组光伏板的输出，开关4的下端接第四组光伏板的输出，然后把开关1、2、3、4、5、6、7、8的上端都并联起来（“+”接“+”，“-”接“-”）。
引出来两根“+”“-”，分别接在总开关的上端，为了防止雷击，故在总开关的上端并联一个规格为20KA的防雷器。
防雷器的“地”用地线专用线接在汇线箱的箱体上，然后再引一根线接到地里。
总开关的下端接到光伏控制器的输入端。
汇线箱内的接线图如下（单位为mm：
）
汇线箱内主视图
3.2.4蓄电池
五台山基站目前需48V1000Ah蓄电池组4组（192块2V500AH蓄电池），负载电流大概在40A左右，考虑到蓄电池深度放电系数，故整个系统可以保障连续阴雨天80个小时左右的正常工作时间。
3.2.5光伏控制器的技术说明
3.2.5.1使用注意事项
太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对输出端起到过充电保护、过放电保护的作用。
合格的控制器还应具备温度补偿的功能。
使用时应注意以下几点：
（1）机柜内安装时在控制器周围应留有足够的空间进行散热，因为控制器工作时会产生很高的热量；不要把控制器和开口铅酸蓄电池安装在同一机柜内，开口铅酸蓄电池工作时产生的酸性气体可能会腐蚀控制器。
（2）虚接的连接点和腐蚀的电线可能造成极大的发热融化电线绝缘层，燃烧周围的材料，甚至引起火灾；所以要保证连接头都拧紧，电线最好用扎带都固定好，避免移动应用时电线摇晃而造成连接头松散。
（3）多台同型号的控制器可以并联使用给后端设备充电，但是要保证每台控制器有独立的光伏连接。
3.2.5.2控制器的性能参数
因为输入光伏功率较大，故我们将输入光伏等分成六个矩阵分别由6个控制器分别进行控制，然后再将其输出接入到直流母排上供负载使用。
光伏控制器是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。
光伏控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统。
既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，随时获得PV站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估PV系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据。
此外，光伏控制器还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。
控制器的性能参数：
（1）额定持续充电电流60A；
（2）光伏电池输入功率3000W；
（3）12V/24V/48V电压等级自动识别；
（4）系统额定电压：
48V；
（5）系统额定电流：
60A；
（6）最大光伏输入电压：
96V；
（7）输出端电压范围：
9～64V；
（8）最大输入功率：
3000W；
（9）空载损耗：
1.4～2.2W；
（10）接地类型：
负极接地；
光伏供电系统连接图
4施工方案
4.1施工技术要求
4.1.1屋面走线管道敷设要求
（1）走线管道一般采用PVC管，直径不小于φ20mm；
（2）所有管道之管口要光滑无毛刺，无锐边，无缺口。
管道接口处不得错位，要用管套固定，再用水泥混凝土封固。
注意在放置管道前应将管内清理干净；
（3）管道铺好后，要在所有的走线管道内穿入一根12号的镀锌铁丝，在最外端的管口两端均留出500mm以上，并用纱头堵住其管口。
4.1.2光伏支架的安装要求
（1）光伏支架均采用型钢拼装结构；
（2）安装时，立杆应垂直于水平面，其倾斜度不得大于立柱长度的0.5%，整个支架应牢固可靠；
4.1.3独立太阳能控制箱的安装要求
（1）控制箱应处于水平位置，安装牢固无晃动；
（2）机柜内安装时在控制箱周围应留有足够的空间进行散热，控制箱上下至少留有150mm空间，保证自然对流散热。
因为控制箱工作时会产生很高的热量；不要把控制箱和开口铅酸蓄电池安装在同一机柜内，开口铅酸蓄电池工作时产生的酸性气体可能会腐蚀控制箱；
（3）系统连接线建议按照不大于3A/mm2的电流密度进行选取。
4.1.4电力电缆的连接说明
本太阳能光伏的发电系统的光伏组件的所有连接线,必须在汇流箱中转接。
本系统提供的汇流箱采用不锈钢材质制作，经受得起风吹雨打，放在室外时可与光伏组件同等寿命，避免了木桶效应。
当接线需经常改动或当大线径导线很难连接时,导线端应压接铜制接线环或接线叉。
电线、电缆或导管与汇线间的连接一定要足够牢靠,以免导线在拖动中变松，具体如下：
（1）在每一电路中,导线的载流量是否与总的负载相匹配；
（2）在任何一条支路中,电压降是否超出2%或从输出端到负载的电压降,是否超出5%；
（3）过流保护是否超出导线的载流量；
（4）导线颜色代码是否正确；
（5）电线、电缆和导管是否运用正确；
（6）导线类型和导管的尺寸数目是否正确；
（7）汇流箱尺寸是否正确、有盖、便于接线；
（8）电气接线端子是否都便于接线；
（9）需要防潮的电气接线是否都避免了湿汽的浸蚀；
（10）断路器与其需转换的电压、电流是否相匹配；
（11）电气设备的地是否使用了绿色导线；
（12）在系统中,电气设备的“地”和接地导体地线是否接在同一点；
（13）警告：
电击的危险！
接线前请在光伏阵列端及蓄电池端接入保险或断路器，防止接线时或误操作时发生电击危险，且接线前要确保保险或断路器处于断开状态；
（14）警告：
高压危险！
光伏阵列可能会产生很高的开路电压，接线前要断开断路器或保险，接线过程中请一定小心；
（15）警告：
爆炸的危险！
输出端正负极端子及连接到正负极上的导线一旦短路会引起火灾或发生爆炸。
请一定小心操作。
4.2工程实施步骤
工程内容包括：
现场勘察、工程设计、材料准备、基础施工、设备材料验收及安装调试等几个部分。
4.2.1现场勘察
相关技术人员到设备待装地点进行实地勘测，现场勘测内容包括：
根据各安装点位的情况，如地势高度、采光效果、供电线路和网络线路的分布走向，确定设备的具体安装位置、数量、各种管线综合走向。
4.2.2工程设计
根据现场勘察情况，由相关技术人员绘制各监控路口的工程施工图纸，明确施工方法、施工步骤和工程量；绘制各结构件图纸、总装图纸，明确加工工艺和装配工艺。
4.2.3材料准备
根据设备配置清单和零部件制造清单，进行设备采购、结构件加工造及辅助材料采购，按要求交货期交货。
在采购和制造过程中，应严格按照质量体系的要求，对所有采购物资和结构件的质量进行检验，对有质量缺陷的物资进行及时处理，绝不流入现场，并对相关产品的检验证明文件进行整理归档。
施工材料及工具：
电缆，光伏支架，光伏板，汇流箱，太阳能控制器，直流断路器，直流防雷器，PVC管，剥线钳，斜口钳，尖嘴钳，老虎钳，不锈钢螺丝，不锈钢螺栓，螺丝刀，角铁，绝缘胶带，活动扳手等。
施工人员：
8-10名。
4.2.4设备材料验收及安装
在设备安装之前，由工程技术人员及相关负责人员，共同组成的验收小组进行设备验收，验收的详细条款按合同执行。
设备验收完毕后，由设备安装小组根据设备安装图、电气安装图和综合布线图，进行现场设备连线、安装、调试、功能测试。
4.3独立太阳能发电系统验收
4.3.1太阳能电池组件的验收
（1）外观要求
（a）边框应平整、无腐蚀斑点；
（b）组件表面应整洁、无破碎、无裂纹；
（c）组件背表面不得有划痕、损伤等缺陷；
（d）太阳能电池组件不得有破碎或裂纹、排列整齐；
（e）互连条和栅线应排列整齐、无脱焊、无断裂；
（f）封装层中不得有连续的气泡或在电池盒边框之间有脱层现象；
（g）引线端应密封，机性标记准确、清晰。
（2）背板采用优质材料封装，抗老化、使用寿命长（极限寿命达20年）、衰减小。
（3）面板采用优质高透低铁钢化玻璃封装，透光率和机械强度高。
承受22.7g钢球1米高度自由落下不破碎。
（4）太阳能电池组件的接线盒应采用镀锌金属或塑料等防晒、防潮、防腐蚀材质，并采用防水防潮设计，满足IP65要求。
（a）接线盒应采用盒体、盒盖压接一体式密封处理，加强整个接线盒结构密封性和密封强度。
（b）接线盒应装配旁路二极管，防止太阳能电池板由于遮蔽而产生的热斑效应。
（c）接线盒宜设置导气阀以带出合体内部热量，或在接线盒内部采用薄片状金属端子，增加散热片，以达到降温的作用。
（5）阳极氧化铝合金结构边框，轻便、抗机械强度高。
（6）使用20年后功率下降不超过使用前的10%。
（7）绝缘性能
组件的绝缘性能应符合GB/T9535中《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定性》的相关规定。
（8）环境条件
能经受GB9535地面用太阳电池组件环境试验方法和GB/T14007《陆地用太阳电池组件总规范》规定的各项要求和试验方法。
（9）太阳能电池板在下列条件下连续工作满足其所有性能指标：
（a）环境温度：
－55℃～+85℃；
（b）相对湿度：
≤95%；
（c）海拔高度：
≤6000米；
（d）最大积雪厚度：
20cm；
（e）最高风速：
120km/h；
4.3.2光伏支架的验收
4.3.2.1光伏支架
4.3.2.1.1支架的材质
作为一般支架材料常用的角钢、槽钢等材质，机械性能应符合GB700-79、GB1591-79中的规定。
对一些特殊材料视具体要求进行选择。
4.3.2.2表面防腐处理
对户外使用的支架或其他结构体材料或其他结构件材料均要求热浸镀锌。
对户内设备或材料按户内相应防腐处理相关标准执行。
对远海有盐雾的地区，应采用铅合金支架阳极钝化防腐处理。
4.3.2.3螺栓、螺母的要求
作为紧固连接件，要求保证联接强度。
通常采用六角头螺栓、螺母，机械强度参照粗制和螺母粗制等标准。
螺栓、螺母均需表面热浸镀锌防腐处理。
对沿海有盐雾腐蚀严重的地区，应采用不锈材质螺栓、螺母。
为了加强防盗能力，宜使用防盗螺母。
4.3.3电力电缆
太阳能系统的电力电缆用于联接太阳能电池组件、集电单元和直流供电系统，由于是户外敷设，必须能经受风吹雨打、日暴夜寒、霜雪冰冻、紫外线等自然条件的侵蚀，因此应具备抗臭氧、抗紫外线、耐酸碱、耐高温、耐严寒、耐凹痕、无卤、阻燃等特性，具备与标准的接头、连接系统的兼容性等特点。
4.3.3.1太阳能电力电缆应具备的基本要求：
（1）具有良好的耐紫外线，抵御恶劣气候环境和经受机械冲击。
（2）具备良好的抗臭氧和耐化学腐蚀特性。
（3）承受温差变化大，一般从-40℃～120℃。
（4）具备良好耐湿热性能，可在90℃@85%湿度条件下连续工作1000h以上。
（5）良好低温卷绕和低温弯曲性能。
（6）具备阻燃性能和低烟无卤性能。
（7）必须通过耐凹痕、热收缩、动态穿透试验。
（8）较长使用寿命，正常使用寿命超过20年。
4.3.3.2材质
（1）导体要求：
IEC60228，5类绞合镀锡铜丝，电气性能参照相应的国家标准。
（2）绝缘材质要求：
交联低烟无卤阻燃聚烯烃双层绝缘。
（3）护套材质要求：
交联低烟无卤阻燃聚烯烃。
4.3.3.3电缆抗老化要求
（1）子方阵间的串联线和并联线应采用双层护套电缆；
（2）汇流箱到功率模块电缆应采用穿管或类似防护材料进行保护处理
（3）室外部分敷设电缆需要达到防水、绝缘的要求。
4.3.3.4电缆的固定
组件与组件间和各子阵间的户外电缆固定，应采用带有保护材料的架子或有一定强度的细软线将电缆固定在支架或阵列的结构件上，不会因风吹摇摆、振动造成磨损甚至短路。
4.3.4太阳能电池组件汇流箱
4.4.4.1汇流箱中汇流铜排应采用镀锡铜排或其他镀层的抗氧化抗腐蚀材质，禁止使用裸铜。
4.4.4.2汇流箱内汇流铜排接口孔洞数量、孔径应根据系统容量和接入电力电缆缆线线径合理配置。
禁止单孔多缆并接。
4.2.4.3汇流箱应采用热浸镀锌金属材质或具有抗高温、抗紫外线、抗老化的塑料材质制成。
能保证20年使用寿命期限中，不锈蚀、不褪色、不变形、不龟裂。
4.4.4.4汇流箱内应安装不低于C级浪涌保护单元，有独立的接地接口。
4.4.4.5汇流箱应能具备IP55以上等级的外壳防护等级。
5设备清单
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
太阳能电池组件
HH-GFB-190Wp
72
2
安装支架
HH-ZJ-08
12
3
控制器
HH-KZQ-4860
6
4
光伏汇流箱
HH-HLX-3000
6
5
连接电缆
16mm2和6mm2
若干
6
安装螺栓
若干
7
空气开关
直流63A
78
8
直流防雷器
20KA
12
9
蓄电池
2V500AH30.5KG
192
如有需要，可添加
10
蓄电池安放柜
1300*750*1000/1150（mm）
1
9
其他辅材
走线管，围栏等
6售后服务
本套独立节能利用型太阳能供电系统有2年的免费保修期，并且保修期从销售之日开始。
在要求维修前，对照用户使用手册来确定控制器确实有问题。
若无法解决，将有问题的控制器递送回本公司，运费预付，并提供与购买有关的日期和地点信息。
为了享受快速返修担保服务，返回的产品必须标明型号，序列号和故障的详细原因，以及系统中组件的类型及相关参数，蓄电池和系统负载的情况；这些信息对于快速解决您的维修要求非常重要。
若由于客户原因使用不当或未遵循本使用手册进行操作，而造成控制器损坏的，本公司概不负责！
维修程序参照上述流程进行，只收取维修成本费。
附：
凡属以下情况之下的，本公司不予承担产品退换责任：
（1）超过本公司承诺的换货期或在本公司承诺换货期内已开箱的产品不予更换；
（2）擅自打开壳盖、壳体；
（3）人为因素造成的部件受损或缺失；
（4）将产品作为调光和电子开关使用；
（5）有雨淋、水浸、潮湿或密封环境下使用；
（6）违背产品使用说明中规定的各项技术指标及安装要求而造成的损失；
（7）超过产品性能限度如高温、高压或低压等非本公司质量责任而引起的元器件损坏。
（8）擅自撕毁或更改公司日期标贴的产品不予承担产品退换责任。
南京禾浩通信科技有限公司
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