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光伏离网系统典型设计

2018-08-02 14:10:02 深圳晶福源科技股份有限公司

当今世界上还有很大一部分人生活在缺电或无电的世界中,他们居住在贫困或偏远地区,远离发电厂和公共电网,因为没有电,无法享受到现代文明给生活带来的信息和便利。光伏离网发电系统是一种独立自给的可再生新能源供电系统,可以解决他们的基本用电问题。

典型光伏离网发电系统主要由太阳能组件,支架,太阳能控制器,离网逆变器,蓄电池,配电箱等六部分组成,太阳能组件接入到太阳能控制器后,首先满足用户负载使用,之后将多余的电量存储于蓄电池中,以备夜间及阴雨天使用,当蓄电池没电,大部分逆变器还可以支持市电输入(或者柴油发电机)作为补充能源给负载供电。

光伏离网系统的设计不同于并网发电系统,需要考虑用户的负载大小,日用电量,当地的气候条件等因素,根据客户的实际需求选择不同设计方案,相对较为复杂,为了保证离网系统能够可靠工作,做好前期的客户需求调查是非常有必要的。光伏离网系统的设计,主要包含逆变器的选型,组件容量的设计和蓄电池容量的设计:

一.逆变器选型:根据用户负载大小和类型确定逆变器功率

逆变器功率大小的选择一般要不小于负载总功率,但是考虑到逆变器的使用寿命和后续扩容,建议逆变器功率需要考虑留有一定的裕量,一般为负载功率的1.2~1.5倍,另外,如果负载包含有类似于冰箱,空调,水泵,抽油烟机等带电动机的感性负载(电动机的启动功率是额定功率的3~5倍),需要把负载的启动功率考虑进来,即负载的启动功率要小于逆变器的最大冲击功率。以下是逆变器的功率选择的计算公式,供设计时参考。

二.组件容量确定:根据用户日用电量和光照强度确定组件容量

光伏组件白天发的电一部分供给负载使用,剩下部分给蓄电池充电,到了晚上或者太阳辐射不足情况下,储存在蓄电池的电将放电给负载使用,由此可见,在没有市电/或者柴油机作为补充能源情况下,负载的所耗电全部来自光伏组件白天所产生的电,考虑到不同季节,不同地区的光照强度会有差异,为了保证系统的可靠运行,光伏板的容量设计应该在光照最差的季节也能满足需求,以下是光伏板的容量计算公式:

三.蓄电池容量确定:根据夜晚用电量或者后备时间确定电池容量

光伏离网系统的蓄电池主要用于储能,保证在太阳辐射不足时负载还能够正常工作。对于有重要负载的光伏离网系统,蓄电池容量的设计需要考虑当地的最长阴雨天数。普通的光伏离网系统负载供电要求不高,考虑到系统成本原因,可以不考虑阴雨天数,只要根据实际的光照强度来调整负载的使用。另外,大部分光伏离网系统选用铅酸电池,一般取铅酸电池的放电深度为0.5-0.7,蓄电池容量的设计可以参考以下公式:

四.10kVA光伏离网系统典型设计方案

项目背景:给刚果布首都一所学校设计一套光伏离网系统满足其日常用电。

1)项目需求调查

设计方案前期,需要做好客户需求调查(负载信息要准确),具体如下:

2)逆变器选型

客户的负载主要是教室照明,教室风扇,公共场所照明,围墙照明以及广播系统等,负载总功率为6.84kw,逆变器功率选择 不小于9.8kVA,可以选用晶福源ESS10K逆控一体机,输出功率为10kVA。

3)组件容量确定

根据客户需求调查表可以看出,学校平均每天用电量约为61.5kWh,当地光照条件较好,按照每天4.23h的日照时间计算,组件配置1.1倍裕量,设计采用88块270W多晶光伏组件,总功率为23.76kW,平均每天发电100.5kwh,考虑到系统效率,一般为0.8,每天可用电80kwh。

4)蓄电池容量确定

学校的照明大部分使用时间是在晚上,考虑电池的使用寿命,应适当增加电池容量,且客户要求的电池备用时间为2天,取电池放电深度为0.7,该项目采用110节的1000AH/2V的胶体电池串联,总容量为220000VAH,可利用电量约为154kwh,可以满足2天的后备时间的用电需求。

5)系统方案图

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