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国际太阳能光伏网

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想搞懂光伏离网系统看这里!

国际太阳能光伏网  来源:山西兴立晋光伏运维  日期:2019-06-19
    本文通过实际应用案例,介绍了光伏离网发电系统的配置及计算方式。

  01

  安装前必须了解的基本数据
 
  首先要了解清楚用户电压相位,是单相AC 220V,还是三相AC 380V?这决定了逆变器的输出特性;
 
  其次是负载类型,是感性负载,还是阻性负载?这决定了逆变器带载功率和输出波形。
 
  第三是负载的满载运行时间,亦即我们说的每天平均用电量需要多少度?如果是光伏并网发电站,由于没有储能装置,只须配置合理的光伏组件的功率;如果是光伏离网发电系统,还必须计算蓄电池的容量,包括遭遇持续阴雨天没有光伏发电条件时,系统的自储备电量。

  02

  光伏离网发电案例
 
  我们以某湖泊小型养殖户光伏离网发电站为案例。由于远距离拉电,成本高,而且输电导线功率损失和电压损失很大,以及遭遇台风吹袭,造成用电不稳定,经常意外停电,影响生产及生活用电。为此,拟采用光伏离网发电,白天阳光辐射强度大,由光伏发电直接逆变输出,供电器工作,并同时对蓄电池进行充电,晚上由电瓶逆变输出。
 
  电压为AC220V 50Hz,电器设备主要包括:
 
  鱼塘泵氧机(300W)10台
 
  电视机+卫星接受器(200W)1套
 
  电饭煲(750W)1个
 
  电磁炉(2000W)1个
 
  电冰箱(100W)1个
 
  照明(100W)
 
  负载不是同时使用,泵氧机是白天在太阳照射的时候工作,晚上不工作;其他电器功率约3000W,每天用电量约10度,由于湖面光照充足,因此不考虑阴雨天的自储备电量
 
  03

  光伏逆变器
 
  根据用户提供的上述数据,在本系统设计中,选用 离网型光伏逆变一体机,功率为48V 6KVA,功率因素0.9,逆变转换效率>88%,实际可带载功率达5000W,可满足用户的电器设备输出功率要求。
 
  04

  蓄电池容量
 
  该光伏离网发电系统采用的储能装置为常用的铅酸蓄电池,容量大,性价比高。
 
  电瓶的储备电量为10KWh,由于该光伏逆变器的直流输入电压为DC48V,由此计算出电瓶的理论容量:
 
  10000VAh/48V=208Ah
 
  根据蓄电池相关技术标准,电池的放电率以0.5C2较为经济合理,可保证电池的循环充放电次数,有效延长使用寿命。由于湖泊日照充足,白天光伏直接逆变输出,不用经过蓄电池重复放电程序,夜间电器用电量小,放电时间较短,因此本方案设计将电池放电率适当加大至0.6C2,因此,电瓶的实际容量计算:
 
  208Ah/0.6=347Ah
 
  这里取值400Ah,亦即总容量为:48V 400Ah
 
  铅酸蓄电池的规格为12V 200Ah/只,连接方式为4串4并,共需8只电瓶。
 
  05

  光伏组件功率
 
  通过上述计算得出电瓶的配置容量后,再计算出光伏组件的功率配置。
 
  湖泊所处地理位置太阳辐射强度大,有效日照时间长达6小时。选用多晶硅光伏组件,光电转换效率达16%,符合国家能源局规定的标准。
 
  光伏发电计算公式为:系统发电量=光伏组件功率×日照时间×综合系数。综合系数是指温度变化、线路损耗、控制器(或逆变器)转换效率等因素造成的损耗系数,一般取值0.5-0.7,此次取值0.6,因此,光伏组件功率计算:
 
  48V×400Ah/(6h×0.6)=5333W
 
  组件的规格为36V 275W,尺寸为1900×980×45mm,面积约2平方米。连接方式为每2片(72V)串联为一组,然后10个组串再并联,一共需要光伏组件20片,总功率为72V 5500W,光伏组件阵列面积为40平米。
 
  06

  光伏防雷汇流箱
 
  光伏汇流箱的作用是为了减少光伏组件阵列与逆变器之间的连线。用户可以将一定数量、规格相同的光伏组件串联起来,组成光伏串列,然后再将若干个光伏串列并联接入到光伏汇流防雷箱,在光伏防雷汇流箱内汇流后,通过直流断路器输出到逆变器。
 
  湖泊属于雷电多发区域,孤立的棚屋及附近是树林很容易招致雷击,因此光伏发电站必须注意雷电对设备的冲击。在光伏汇流箱增加了直流高压防雷模块,可有效保护逆变器、交流配电柜以及其他电器的使用安全;同时,汇流箱内置大功率防反二极管,可有效避免夜间没有光伏的时候,电瓶对组件反向放电,烧毁组件。

  07

  光伏支架与电缆
 
  光伏发电系统的辅件绝对少不了太阳能板支架,是将光伏组件固定,为减轻成本,用户也可以自行在现场定做支架,做到牢固以及防锈蚀措施
 
  电缆是连接组件、逆变器、交流配电柜之间的导线,有一部分暴露在户外使用,长久在太阳暴晒及雨水冲刷,为保证系统正常运转,必须选用耐高温、耐氧化并具防紫外线的电缆线。电缆必须选用横截面大的粗铜芯实线,电阻小,减少因距离过远造成的电压下降,影响发电效率。
 
  综上所述,相信大家就会对太阳能光伏离网发电系统的计算及配置有所了解。
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