5kWp 光伏离网发电系统设计方案零一六年元月目录一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 31.1 太阳能离网发电系统简介 31.2 建设位置参数 31.3 项目用户负载参数 4二、相关规范和标准 5三、系统组成与原理 63.1 光伏太阳能离网发电系统组成 63.2 光伏太阳能离网发电系统主要组成 73.3 离网系统原理示意图 7四、离网发电系统方案设计过程 84.1 方案简介 84.2 使用具体要求信息 84.3 蓄电池设计选型 94.4 组件设计选型 144.5 离网逆变器设计选型 184.6 控制器设计选型 194.7 交直流断路器 204.8 电缆设计选型 224.9 方阵支架 224.10 配电室设计 234.11 接地及防 W 234.12 数据采集检测系统 24五、设备配置活单及详细参数 25六、系统建设及施工 256.1 施工顺序 256.2 施工准备 266.3 工程施工 27七、系统安装及调试 277.1 太阳电池组件安装和检验 277.2 总体控制部分安装 297.3 检查和调试 29八、工程预算分析报告 308.1 投资估算内容 308.2 工程预算 30九、运行及维护注意事项 . 329.1 日常维护 329.2 注意事项 35太阳能离网发电系统简介及建设内容参数1.1 太阳能离网发电系统简介独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供 电，如在一个 十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄 地理位置较偏远，无法直接利 用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。用这 种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统 是采用分散供电的方式提供电能， 如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一 套光伏系统，它比 起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载 都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。太阳能光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic BIPV)是应用太阳能发电的一种新形式，简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结 构外表面如建筑 幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构，不但具有围护结构的 功能，同时又能产生电能供本建 筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线 路离网发电，向电网提供电能。太阳能光伏方阵 与建筑的结合由于不占用额外的 地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式， 因而备受关注。1.2 建设位置参数1、项目名称：；2、项目地点：湖北省武汉市；3、经度：114 30 ，纬度： 30 60 ；4、平均海拔高度：23.3m;1.3项目用户负载参数用户平均日用电量如下表所列清单家用电器功率表序号电器名称功率电器数量平均使 用时间/h/day耗电量/Wh/day备注Min/WMax/W日电量Mi nWh日电量MaxWh1灯具/、日光灯4060423204802节能灯55042404003LED 丁520448032041.5匹空调1200140022480056005水空调1000120012200024006小型洗衣机100200111002007电液晶25100242008008视纯平1110014444009机模拟接线盒1015248012010卫星接收器152014608011笔记本电脑2050148020012风扇520244016013电热水壶800150010.540075014电吹风机600100010.318030015扌热 八、器电热毯6010026720120016电饭煲5009001150090017微波炉750110010.322530018冰箱交流10015012424003600电器总功率：821018420同时使用率为0.6 :492611052: 、相关规范和标准光伏离网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准 :GB/T 18479-2001地面用光伏 (PV) 发电系统导则GB/T 20046-2006光伏 (PV) 系统电网接口特性GB2297-89太阳光伏能源系统术语GB/T 18210-2000晶体硅光伏方阵 I - V 特性的现场测量GB/T 20514-2006光伏系统功率调节器效率测量程序GB/T 20513-2006光伏系统性能监测测量、数据交换和分析导则GBT 18911- 2002 IEC 61646 : 1999地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型GBT 20047.1 2006光伏 (PV) 组件安全鉴定 +第一部分结构要求GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程GB4064-1984电气设备安全设计导则GB/T 14549-1993电能质量 公用电网谐波DL5027-1993电力设备典型消防规程EN50178用于电力安装的电气设备中华人民共和国消防法电力监管条例 (国务院令 2005 第 432 号)中华人民共和国电力法太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法的通知关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见 ( 财建 2009128 号)三、系统组成与原理3.1 光伏太阳能离网发电系统组成光伏太阳能离网发电系统组成主要包括：太阳能电池板 ( 阵列 ) 、控制器、 蓄电池、逆变 器、用户 ( 即照明负载 ) 等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。(1) 太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分， 也是太阳能发电系统中价值 最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量转换为电能，或送往蓄电池中存储起来， 或推动负载 工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成 本；(2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保 护、过放电 保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的 功能。其他附加功能如光 控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；(3) 蓄电池： 一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镣氢电池、镣镉电池或锂电池。其 作用是在有 光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来， 到需要的时候再释放 出来。(4) 离网逆变器： 在很多场合，都需要提供 220VAG 110VAC 的交流电源。由于太阳能的直接 输出一般都是 12VDC 24VDC 48VDC 110VDC 220VDC 为能向 220VAC 的电器提 供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使变器，如 DC-D 硬用 DC-AC 逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到将 24VDC 的电能转换成 5VDC 的电能 ( 注意，不是简单的降压 )3.2 光伏太阳能离网发电系统主要组成 主要组成如下：(1) 光伏电池组件及其支架；(2) 太阳能控制器；(3) 蓄电池 (组)；(4) 离网逆变器；(5) 系统的通讯监控装置；(6) 系统的防雷及接地装置；(7) 土建、配电房等基础设施；(8) 系统的连接电缆及防护材料3.3 离网系统原理示意图下图为离网系统原理示意图：直流负载光伏阵列 匚二 控制器离网逆变器 = 交流负载蓄电池Con IfGlitrIMWTSolar FH&dul* BfrAyDC Load6DC Loadffi 营 潭离网系统示意图四、离网发电系统方案设计过程4.1方案简介本太阳能离网发电系统因考虑全年平均用电量，将系统设计成全年发电量均衡，以此设计组件阵列倾角等参数。本太阳能离网发电系统将米用分布式离网的设计方案，该5kWp的离网发电 系统，通过控制器将电能储存到蓄电池，再连接到离网逆变器，并通过逆变器将直流电转化成交流电供应交流负载使用。另外，系统可选择、配置 1套监控装置，可采用 RS232/RS485或Ethernet (以太网) 的通讯方式，实时监测离网发电系统的运行参数和工作状态。4.2使用具休要求信息(1)要求连续使用阴雨天数：2天;(2)负载类型：220Vac负载;(3)日用电量：根据用户电器设备功耗表统计，假设用户电器全额总功率为8210W 日均用 电量为18420WD 按照60知勺同时使用率计算，得出电器总功率为4926W 日均用 电量为11052Wh日均负荷平均耗电量时，增加5%勺预期负荷留量，所以日均耗电总量为： 11052Wh1.05 *11.6kWh。4.3蓄电池设计选型蓄电池容量计算是根据系统日用电量、白给天数、逆变器效率以及蓄电池放电深度决定蓄电池的容量选择是家用太阳能光伏系统的关键问题之一，是本系统中维护成本最高的，所以合理选择蓄电池容量是非常重要的。平均放电率计算公式一：加权平均负载工作时间=E (负载功率X工作时间” E负载功率=11052Wh/4926W=2.24h平均放电率(小时)=(白给天数x负载工作时间”最大放电深度=(2X2.24h ) /0.8=5.6h蓄电池容量计算公式一：CAP=(DL)/(DOD0.96=0.9 。 蓄电池容量计算公式二：蓄电池容量 =(日均耗电量 x 白给天数 )/ ( 蓄电池放电深度 x 逆变器效率 x 系统电 压) =(11.6kWhx 2) / (0.85 X 0.85 x 220V 146Ah蓄电池放电深度：取 0.85 ; 逆变器效率：取 0.85 ;系统电压： 220V; 白给天数 ： 2 天；