3～5kW家庭屋顶离网发电系统。太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统。......
2023-07-02
离网式光伏发电系统设计案例分析
【摘要】：表4-13SN485KSD1逆变器技术参数6.系统监控方案目前离网光伏发电系统的通信和监控方案可采用以下几种方式：RS485/232本地通信。图4-34GPRS远程通信模式系统的通信和监控装置需配置专用监控软件、工业PC机、显示器、通信转换设备以及通信电缆。
1.客户基本要求
现有客户需设计一套离网光伏发电系统，当地的日平均峰值日照时数按照4h考虑，现场负载为12盏荧光灯，每盏为100W，总功率为1200W，每天使用10h，蓄电池按照连续阴雨天2天计算，请计算出该系统的配置。
选用某公司180W光伏组件，其技术参数见表4-11。
表4-11 光伏组件的技术参数表
2.太阳能电池组件的设计
太阳能电池组件容量计算，参考公式：
P 0=（P×t×Q）/（η1×T）
式中 P 0——太阳能电池组件的峰值功率，Wp；
P——负载的功率，W；
t——负载每天的用电小时数，h；
η1——为系统的效率（一般为0.85左右）；
T——当地的日平均峰值日照时数，h；
Q——连续阴雨期富余系数（一般为1.2～2）。
根据公式计算：
P 0=P×t×Q/（η1×T）=（1200×10×1.2）/（0.85×4）≈4.235（kW）
太阳能电池组件数量：4235/180≈24块
太阳能电池组件串联数量：2块
太阳能电池组串数量：12串
因此，本项目选用24块180Wp太阳能电池组件，总功率为4.32kW，按照2块组件串联设计，共12个太阳能电池串列（注：本系统选用DC48V光伏控制器，太阳能电池串列分为4路接入光伏控制器）。
3.光伏控制器选型
系统选用DC48V光伏控制器额定电流计算，参考公式：
I=P 0/V
式中 I——光伏控制器的控制电流，A；
P 0——太阳能电池组件的峰值功率，Wp；
V——蓄电池组的额定电压，V。
根据公式计算： I=4320/48=90A
故可选用1台SD48100光伏控制器，其技术参数见表4-12。
备注：
（1）根据系统的电压和控制电流确定光伏控制器的规格型号。
（2）在高海拔地区，光伏控制器需要放大一定的裕量，降容使用。
表4-12 SD48100光伏控制器技术参数
续表
4.蓄电池组设计
蓄电池组的容量计算，参考公式：
C=P×t×T/（V×K×η2）
式中 C——蓄电池组的容量，Ah；
P——负载的功率，W；
t——负载每天的用电小时数，H；
V——蓄电池组的额定电压，V；
K——蓄电池的放电系数，考虑蓄电池效率、放电深度、环境温度、影响因素而定，一般取值为0.4～0.7。该值的大小也应该根据系统成本和用户的具体情况综合考虑；η2——逆变器的效率；
T——连续阴雨天数（一般为2～3天）。
根据公式计算： C=P×t×T/（V×K×η2）
=1200×10×2/（48×0.5×0.9）
≈1200Ah
得出，系统需配置的蓄电池组容量为1200Ah，同时要满足直流电压48V的要求，可采用24只2V/1200Ah的蓄电池进行串联。
5.逆变器选型
逆变器额定容量计算，参考公式：
P n=（P×Q）/cosθ
式中 P n——逆变器的容量，VA；
P——负载的功率，W，感性负载需考虑5～8倍左右的裕量；
cosθ——逆变器的功率因数（一般为0.8）；
Q——逆变器所需的裕量系数（一般选1.2～5）。
因荧光灯启动冲击电流较大，所以本系统的Q系数取3，根据公式计算：
P n=（P×Q）/cosθ=1200×3/0.8=4.5kVA
故可选择SN485KSD1离网型逆变器，其技术参数见表4-13。
备注：
（1）不同的负载（阻性、感性、容性），启动冲击电流不一样，选择的裕量系数也不同。
（2）在高海拔地区，逆变器需要放大一定的裕量，降容使用。
表4-13 SN485KSD1逆变器技术参数
6.系统监控方案
目前离网光伏发电系统的通信和监控方案可采用以下几种方式：
（1）RS485/232本地通信（图4-32）。
图4-32 RS484/232通信模式
（2）以太网远程通信（图4-33）。
图4-33 以太网远程通信模式
（3）GPRS远程通信（图4-34）。
图4-34 GPRS远程通信模式
系统的通信和监控装置需配置专用监控软件、工业PC机、显示器、通信转换设备以及通信电缆。多机版监控软件可实现多台设备同时监控，监控软件界面如图4-35、图4-36所示。
图4-35 监控软件界面一
图4-36 监控软件界面二
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2023-07-02
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