太阳能光伏发电系统.docx
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太阳能光伏发电系统
扬州大学能源与动力工程学院
本科生课程设计
题目：
北京市发电系统设计
课程：
太阳能光伏发电系统设计
专业：
电气工程及其自动化
班级：
电气0703
姓名：
严小波
指导教师：
夏扬
完成日期：
2011年3月11日
1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3
1.1Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3
1.2PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4
2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11
3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13
3.1负载计算（功率1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）-----------------------------13
3.2蓄电池容量设计（电压：
24V，48V）----------------------------------------13
3.3太阳能电池板容量设计，倾角设计--------------------------------------------13
3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。
-----------------------------------------16
3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17
3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17
3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18
第一章光伏软件介绍
一、Meteonorm
Meteonorm软件是一款分析各地的气象资料软件，包括当地的经度，维度，海拔高度，以及太阳辐射度等重要资料，要想设计当地的光伏发电系统，当地的气象资料必须准确，且完整，Meteonorm软件比较好的提供了各地的气象资料。
1、打开Meteonorm，选择语言
2、查询所在地气象数据，以北京为例
二、PVsyst
PVsyst是一款如何设计光伏发电系统的软件，他的设计流程如下:
1、获取设计所需相关信息
A、系统安装位置:
查询经纬度
B、应用类型：
离网/并网
C、荷载情况：
荷载的功率和使用时间
D、环境条件：
持续阴天数/遮阳情况
E、输出类型：
交流/直流，电压，频率
2、打开PVSYST软件，导入北京的气象数据
3、系统设计，选择独立系统
4、系统设计过程就是依次完成设计界面上面各项里面的参数的过程
5、导入北京的气象数据
如果PVSYST中没有安装地的信息，
可采用以下方式（也就是使用之前提到的meteonorm6.0软件）：
（一）利用Googleearth找到安装地点的经纬度
（二）利用meteonorm6.0软件计算该地点十年的气象参数，并保存为*.dat文件
（三）将该文件保存到PVSYST子目录的Meteo文件夹里面
（四）点击PVSYST主界面的TOOLS然后按图示步骤导入数据
（五）完成数据导入后，重新从步骤3开始进行设计
6、选择好安装点信息后，对其他数据进行设定
当地的太阳光漫反射数值一般选择0.2
7、选择orientation确定倾斜角
一般采用固定倾斜角度安装（Fixedtiltedplane），倾斜角度可以根据设计要求选择或选择能量损失最小来确定倾斜角度
8、需要考虑阴影时，选择nearshading来设定阴影情况
点击Construction/Perspective进行阴影设置，对建立好的模型进行阴影分析（阴影分析图），保存后，点击table得到阴影分析表
9、选择system进入荷载参数设置界面
10、选择simulation进行模拟计算
进行模拟计算并通过点击report得到模拟计算报告，保存报告
11、设计完成
其他类型设计基本相同，在设计过程中注意软件界面中的提示。
说明：
软件不同版本的界面可能有所不同。
第二章中国北京的气象资料
本设计采用Meteonorm收集北京太阳辐射资料，采用PVsyst设计独立光伏发电系统的。
设计的地点是中国北京，当地的维度是北纬39.930，经度是东经116.400，海拔高度是30m。
地区名字=中国北京
维度（度）=39.930，经度（度）=116.400，海拔高度（m）=30，气候区域=三，7
辐射模式=默认（每小时）；温度模式=默认（每小时）
温度选择：
老时间段=1961-1990
辐射选择：
新时间段=1981-2000
只添加3个站的值
最近的站：
gh：
北京（10km）,ta:
北京（10km）
月
G_Gh
G_Dh
Ta
FF
[W/m2]
[W/m2]
[C]
[m/s]
1
100
39
-4.3
2.8
2
135
56
-1.9
2.9
3
177
79
5.1
3.2
4
214
110
13.6
3.4
5
247
123
20.0
2.9
6
242
144
24.2
2.5
7
209
127
25.9
1.9
8
196
121
24.6
1.6
9
183
92
19.6
1.9
10
142
69
12.7
2.1
11
102
47
4.3
2.6
12
86
37
-2.2
2.7
年
169
87
11.8
2.5
说明
Ta：
空气温度
Ff：
风速
G-gh：
水平线上总的平均幅射度
G-dh：
水平线上发散的平均幅射度
第三章独立光伏系统设计
1、负载计算
家庭每天的用电量，平均=4.8kwh/day
数量
功率
使用时间
能量
灯
12
18w/盏
5h/小时
1080wh/天
电视机，电脑
2
120w/个
3h/小时
720wh/天
洗衣机
1
600wh/天
600wh/天
吸尘器
2
1200wh/天
2400wh/天
每天消耗的电量
4800wh/day
顾客的需要消费者家庭每天的用电量，全年的用电量
平均4.8kwh/天
2、蓄电池容量设计
电池的型号为volta6sb100，制造商是volta公司，蓄电池组电压为24v，正常容量900Ah，是由2组串联，9组并联得来的，温度在固定的20℃下，电池门限：
充电27.0v/26.2v放电23.5/25.2
3、太阳能电池板容量设计，倾角设计
Pv阵列的参数：
Pv组件的类型：
si-poly制造商SED
Pv组件数量8组串联，18组并联
Pv组件总数量144每个单元峰值功率为11wp
总的阵列功率1.51kwp实际1.37kwp（50oC）总的面积56.4m2
Pv阵列损失因数
热损因数uc（常数）20w/m2kuv（风）0w/m2km/s
线上电阻损失总的阵列阻值9.3mΩ损失部分1.5%atSTC
组件质量损失损失部分5.0%
组件错配损失损失部分4.0%（固定的电压）
入射影响，灰的参数1am=1-bo（1/cosi-1）boparameter0.05
倾角设计：
水平方位：
高度角55度，方位角0度
主要仿真结果
系统结果可使用能量1691kwh/yearspecificprod1118kwh/year
使用的能量1752kwh/year额外的（没有使用的）89kwh/year
Performanceratio（pr）71.7%solarfraction（sf）88.3%
BackupenergyformgeneratorBackupenergy204kwh/year
燃料消费123/year
标准的发电量：
标准功率1.51kwp
新的仿真变换平衡和结果
说明：
Globhor水平总的辐射Globeff
Eavail可用的太阳能Eunused能量损失
Euser可用的太阳能Eload负载所需的能量
Solfrac一部分太阳能
独立系统：
损耗图示
项目：
独立项目
仿真转换：
最新仿真
主要的系统参数系统类型带发电机的独立系统
Pv方向高度角55方位角0
Pv阵列组件数量144总功率1.51kwp
电池类型volta6sb100技术密封，tubular
电池包装每个单元数量18电压/容量24v/900ah
消费者家庭每天的用电量，全年的用电量总的为1752kwh/year
一年的损耗图示
4、太阳能电池板安装间隔计算及作图
组件间距3m,线性损失19.6%
5、逆变器选型
ModelNo.JN700-3
上海吉耐电子设备有限公司
持续功率:
300W峰值功率:
600W
效率:
≥90%静态电流：
≤0.2A波形:
修正正弦波
输入电压:
12Vor24V输出电压:
220-240V
过载保护，过压保护，短路保护，过温保护，低压关断
6、控制器选型窗体顶端
窗体底端
型号：
EPIP30小型太阳能充放电控制器
深圳市光澜世纪科技有限公司
产品说明
特点
■ PWM和开关串联充电方式 ■充电状态调节
■负载自动恢复，手动负载开关 ■温度补偿
■自识别电压（12/24V） ■四个按键选择调整参数
■ LCD以数字和图形形式显示系统状态及参数
■完整的电路保护，电子保险
参数表
型号
EPIP-30/20A
EPIP-30/30A
额定充电电流
20A（max26A）
30A（max39A）
额定负载电流（Ie）
20A
30A
过载、短路保护
1.25Ie时60秒，1.5Ie时5秒过载保护动作；≥2Ie短路保护动作
空载损耗
控制电路：
≤10mA；LED及LCD显示（MAX）≤10mA，合计（MAX）≤20mA
系统电压
12/24VAUTOWORK；
工作温度
工业级：
-20℃至+50℃
蓄电池容量
蓄电池组并联容量50AH至5000AH，设定
提升充电电压
14.8V；×2/24V；
直充充电电压
14.4V;×2/24V；
浮充充电电压
13.4V;×2/24V；
温度补偿
5mv/℃/2v;
过放电压
11.1V；
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