沈阳市光伏发电系统设计

目录

第一章 光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍-----------1

第二章 中国沈阳市光照辐射气象资料-----------------------9

第三章 3.1 3.2 3.3 3. 4 3.5 3.6 3.7 3.8

独立光伏系统设计--------------------------------------11

负载计算 功率3kw---------------------------11 蓄电池容量设计（电压：24V，48V）-----------11 太阳能电池板容量设计，倾角设计-------------12 Pv阵列损失因数---------------------------12 太阳能电池板安装间隔计算及作图-------------12 逆变器选型---------------------------------13 控制器选型---------------------------------14 系统发电量预估-----------------------------15 1

第一章 光伏软件介绍

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。

PVsys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、获得相关信息－从你的客户手中得到或自己去寻找 A、系统安装位置－由此得到经纬度 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软件开始设计

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界面左侧有功能选择，右侧为系统类型选择

B、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

对各项内容进行设置，绿色部分在其他设置完成后会被激活 C、选择project/variant输入相关信息

D、选择系统安装地点的信息（如果软件有该地点信息，不需要进行以下步骤

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如果PVSYST中没有安装地的信息，可采用以下方式：（一）利用Google earth 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A开始进行设计

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E、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 F、选择orientation确定倾斜角

一般采用固定倾斜角度安装（Fixed tilted plane），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

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G、需要考虑阴影时，选择near shading 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

H、选择system进入荷载参数设置界面

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根据情况和软件建议对各项参数进行设置，并注意界面右下角出现的警报

I、 选择module layout 对组件进行布置

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J、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

K、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。

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第二章 中国沈阳的气象资料

本设计采用Meteonorm收集兰州太阳辐射资料，采用PVsyst设计独立光伏发电系统的。 地区名字=中国沈阳

维度（度）=41.800，经度（度）=123.450，海拔高度（m）=91，气候区域=三，6

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=1996-2005 辐射选择：新时间段=1981-2000 Rd：有2个站的值 Gh：有4个站的值 Ta：有4个站的值 Rh：有1个站的值 Sd：有2个站的值

最近的站：gh：沈阳(4km),ta:永阳（366km）

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

G-gh W/m2 82 123 169 202 230 223 196 187 175 130 87 70 G-dh W/m2 36 54 70 98 121 128 120 96 78 59 41 34 9

Ta C -11.5 -7.8 0.7 9.8 17.2 21.7 24.5 23.6 17.3 9.5 0.3 -7.9 Ff M/s 2.6 2.9 3.4 4.0 3.7 3.1 2.6 2.4 2.5 2.8 3.0 2.7 说明

Ta：空气温度 Ff：风速 G-gh：水平线上总的平均幅度 G-dh：水平线上发散的平均幅度

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第三章 独立光伏系统设计

独立光伏发电系统结构框图

3.1负载计算

家庭每天的用电量，平均=3.1kwh/day 灯 电视 冰箱 洗衣机/其他 每天总能量 数量 10 2 2 1 功率 18W 75W 使用时间 5h/day 3h/day 600Wh/day 能量 900Wh/day 450Wh/day 600Wh/day 1200Wh/day 1200Wh/day 3150Wh/day 3.2蓄电池容量设计

电池的型号为Compact Power，制造商是Oerlikon公司，蓄电池组电压为24v，额定容量 575ah，是由4组串联，5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 3.3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，12组并联 Pv组件总数量 96块 每个单元峰值功率为11wp 总的阵列功率 1.01kwp 实际 911kwp 总的面积

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25.417.6m2 倾角设计：水平方位：高度角56度，方位角0度 入射影响，灰的参数 1am=1-bo（1/cos i-1）bo parameter 0.05 3.4 Pv阵列损失因数

热损因数 uc（常数） 20w/m2k uv（风） 0w/m2k m/s 线上电阻损失 总的阵列阻值14mΩ 损失部分 1.5%stc 组件质量损失 损失部分 5.5%

组件错配损失 损失部分4.0%（固定的电压） 3.5太阳能电池板安装间隔计算及作图

d?rcos?sH?rtan?H?Lsin?d?Lsin?cos?stan?D?Lcos??d0.7071tan??0.43380.7071?0.4338tan??Lcos??Lsin?s?Lcos??Lsin?0.7071tan??0.43380.7071?0.4338tan?

L—方阵高度 D—两排方阵之间的距离

s??—方针倾角 ?s—太阳方位角 ?—太阳入射线水平面上投影在前后排方阵之间的长度

已知沈阳地区的纬度为：41.800° 方阵最佳倾角为 β=56° 方阵高度为 L=1.5m 因此 方阵间最小距离为： D=1.5*0.56+1.5*0.83*3.34 =5m

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3.6控制器选型

品牌：尚博太阳能科技有限公司 型号：SPCON

◆主要特点：

1. 使用单片机和专用软件，实现智能控制，自动识别12/24V系统。

2. 采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。

3. 多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。

4. 具有丰富的工作模式,具有直流输出或0.5Hz频闪输出2种输出选择，频闪输出特别适用于LED 等。在频闪输出模式，负载可以使用感性负载。 5. 浮充电温度补偿功能。 6. 先进的智能延时工作模式。

7. 具有市电充电控制接口，此接口可用于控制其它的蓄电池充电设备。 8. 使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，方便直观。 9. 直观的LED发光管指示当前电瓶状态，让用户了解使用状态。

◆技术参数：

型号 最大组件短路电流/负载电流 系统工作电压 自耗电 浮充电压 快速充电电压 均衡充电电压 低电压保护 低电压恢复电压值 过压保护 过压恢复 过流、短路、过载保护 蓄电池反接保护 外部市电控制功能 接线端子 保护等级/ 重量 SPC0N 10A 50℃ 自动识别：12/24v ≤6mA 13.8v 14.4v 14.7v ≤11.2V ×2/24V 持续5s后负载关断 ≥12.6V×2/24V持续5s后负载自动开启 >15v×2/24V 持续5s后负载关断 ≤15V ×2/24V 持续5s后负载自动开启 >11A,负载关断，间隔10s自检 烧保险 蓄电池<11.5v 市电旁路导通 2.5mm Ip22/120g 2 13

3.7逆变器选型

品牌：为民电源 型号：WI30-48

性能特点：

◆ 工频环形变压器，使得整机逆变效率高，空载损耗低 ◆ 完善的保护和报警功能，使得系统具有较高的稳定性 ◆ 液晶显示功能，可直观显示蓄电池电压和交流输出电压

◆ 纯正弦波输出，相对于方波或修正波具有更强的带负载效果和带负载能力 ◆ 核心器件采用单片机进行控制，使得电路结构简单，控制方式和控制策略灵活强大 ◆ 可选择市电切换功能，保证了系统运行的连续性和稳定性 ◆ 欧盟CE认证 技术参数： 型号 输出额定容量 额定蓄电池电压 逆变器输入过压保护 逆变器输入过压恢复 蓄电池过放保护电压 蓄电池过放恢复电压 空载电流 输出波形 显示方式 显示参数 散热方式 额定输出电压 波形失真率 输出频率 动态响应 过载能力 逆变效率 噪音（1米） 绝缘强度 保护功能 使用环境温度 使用海拔 WI30-48 3kVA 48V 68V 66V 42V 48V 0.45A 纯正弦波 LCD（液晶屏显示） 蓄电池电压，输出电压，状态参数 风扇散热 110/120/220/230/240 VAC ≤4％ 50/60 Hz±0.05Hz 5% 120% 1分钟,150% 10秒 最大90% ≤40dB 1500VAC,1分钟 蓄电池过充电保护、蓄电池过放电保护、蓄电池接反保护、 输出过载保护、输出短路保护、过热保护 -20～50℃ ≤4000m 14

3.8系统发电量预估 3.8.1主要仿真结果

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3.8.2系统结果

可使用能量1241kwh/year specific prod 1232kwh/year 使用的能量 1079kwh/year 额外的（没有使用的）119kwh/year Performance ratio（pr）69.4% solar fraction（sf）93.8% 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

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3.8.3消费者家庭每天的用电量 ，全年的用电量 总的为1150kwh/year 一年的损耗图示

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o6ig.html