光伏电站电池板陈列设计有哪些内容
并网发电系统的光伏阵列设计需要考虑以下几点:
(一)光伏阵列朝向
光伏阵列正向赤道是其获得最多太阳辐射能的主要条件之一。一般情况下,方阵朝
向正南(即方阵垂直面与正南的夹角为0°)。
1、 不同朝向与倾角安装的太阳电池的发电量比较(见图示):
假定向南倾斜最佳倾角安装的太阳电池发电量为100,则其它朝向全年发电量均有不同程度的减少。
2、光伏组件安装方向应一致,朝向正南,有利于最大收集太阳辐射。
(二)光伏阵列倾角
在并网发电系统中,光伏阵列相对于水平面的倾斜角度一般应该按照使阵列获得全年最多太阳辐射能的设计原则。根据当地的地理位置及气象环境,可计算得出最佳的安装角度。对于光电建筑示范项目,也应充分靠考虑建筑美观性。
(三)遮挡计算
1)、应当避免遮挡:
对于晶体硅太阳电池组件,很小的遮挡就会引起很大的功率损失,对于整个电站来说,如果过多组件有遮挡,系统直流电压会大幅度衰降,不能达到并网设备最低的起动电压要求,造成实际不发电。
2)、太阳电池方阵间距计算:
按照标准公式计算间距:
当光伏电站功率较大,需要前后排布太阳电池方阵,或当太阳电池方阵附近有高达建筑物或树木的情况下,需要计算建筑物或树木的阴影,以确定方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。
一般确定原则:冬至当天早9:00至下午3:00 太阳电池方阵不应被遮挡。
计算公式如下:
太阳高度角的公式:sina = sinf sind+cosf cosd cosw
太阳方位角的公式:sinβ = cosd sinw/cosa
式中:f为当地纬度;
d为太阳赤纬,冬至日的太阳赤纬为-23.5度;
w为时角,上午9:00的时角为45度。
D= cosβ×L,L = H/tana,a = arcsin (sinf sind+cosf cosd cosw)
(四)光伏组件串联数量的设计依据
逆变器在并网发电时,光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制,以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。
在设计光伏组件串联数量时,应注意以下几点:
1、接至同一台逆变器的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。
2、需考虑光伏组件的最佳工作电压(Vmp)和开路电压(Voc)的温度系数,串联后的
光伏阵列的Vmp 应在逆变器MPPT范围内,Voc应低于逆变器输入电压的最大值。
太阳电池结温和日照强度对太阳电池输出特性的影响,
一般来说,1兆瓦1个组,每组两台500kw逆变器,这样共40组。根据逆变器允许的开路电压,确定串联光伏组件的数量。串联数量确定了,再算出并联支路的数量。
一般来说要考虑一个1.1左右的系数,所以总共应该装44mw左右的组件。
屋顶安装形式主要有水平屋顶、倾斜屋顶和光伏采光顶。其中:
•水平屋顶:在水平屋顶上,光伏阵列可以按最佳角度安装,从而获得最大发电量,并且可采用常规晶体硅光伏组件,减少组件投资成本,往往经济性相对较好。但是这种安装方式的美观性一股。
•倾斜屋顶在北半球,向正南、东南、西南、正东或正西倾斜的屋顶均可以用于安装光伏阵列。在正南向的倾斜屋顶上,可以按照最佳角度或接近最佳角度安装,从而获得较大发电量:可以采用常规的晶体硅光伏组件,性能好、成本低,因此也有较好经济性。并且与建筑物功能不发生冲突,可与屋顶紧密结合,美观性较好。其它朝向(偏正南)屋顶的发电性能次之。
•光伏采光顶:指以透明光伏电池作为采光顶的建筑构件,美观性很好,并且满足透光的需要。但是光伏采光顶需要透明组件,组件效率较低:除发电和透明外,采光顶构件要满足一定的力学、美学、结构连接等建筑方面要求,组件成本高;发电成本高:为建筑提升社会价值,带来绿色概念的效果。
侧立面安装形式主要指在建筑物南墙、(针对北半球)东墙、西墙上安装光伏组件的方式。对于多、高层建筑来说,墙体是与太阳光接触面积最大的外表面,光伏幕墙是使用的较为普遍的一种应用形式。根据设计需要,可以用透明、半透明和普通的透明玻璃结合使用,创造出不同的建筑立面和室内光影效果。双层光伏幕墙、点支式光伏幕墙和单元式光伏幕墙是光伏幕墙安装中比较普遍的形式。除了光伏玻璃幕墒以外,光伏外墙、光伏遮阳蓬等也可以进行建筑立面安装。
屋顶安装固定式光伏阵列,安装支架必须考虑前后排间距以防止前排遮挡住后排而影响方阵的输出功率。
在电站设计过程中,避免阵列间阴影遮挡是设计人员着重考虑的部分,一般设计的阵列间距要考虑在冬至日9:00至15:00的6个小时内不受前一光伏阵列遮挡,但在一般情况下,实际布置为减少光伏项目占地面积,阵列排布会较为紧密,造成阵列间存在阴影遮挡。
1000v是欧洲对光伏组件的系统 电压限值,一般按照工作电压计算。
需要根据实际情况来设计;
如果只是在理论上计算获得需要电压,其实很简单,只要满足电气性能一致的组件就可以了,
在电站建设过程中,经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够,认为其技术性不强,工艺较简单,往往在施工中出现不规范作业或纰漏,所以造成光伏系统雷击事故。因此,防雷与接地工程在监理及验收工作中至关重要,其质量直接影响整个系统的使用功能、安全及寿命。
图1
根据光伏电站工程的特殊性,所有屋顶电站都可以依附在所属建筑的主体结构的防雷系统上,不用独立去设计独立的防雷系统,这样不仅可以节约工期、资金,更可充分利用现有资源。对于混凝土结构,大部分建筑在建时期都做了专业的防雷系统,混凝土结构在做防雷系统时候一般会做避雷带或者是避雷网。
钢结构厂房光伏电站防雷思路与混凝土大体想差不多,接闪器、引下线、接地体的选择,材料的连接都与混凝土屋面相似。
工商业光伏发电系统防雷接地材料选用
1、接闪器
一般选用直径 12-16mm的圆钢,如果采用避雷带,则使用直径不低于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢。
图2
2、引下线
引下线宜采用热镀锌圆钢或扁钢,宜优先采用圆钢,直径不小于 8mm;如用扁钢,厚度应不小于 4mm。要求较高的要使用截面积为 35mm 2 的双层绝缘多股铜线。
图3
3、接地体
宜采用热镀锌钢材,其规格一般为:直径 50mm 的钢管,壁厚不小于 3.5mm;50mm*50mm*5mm 角钢,长度不低于2.5米;或者 40mm*4mm 的扁钢,长度一般为 2.5-4m。扁钢接地体的水平埋设深度不小于 0.5m,角钢垂直埋深不低于2.5m,连接焊接过的部位要重新做防腐防锈处理。
图4
4、组件与支架等电位连接
组件铝边框与镀锌支架或铝合金支架都做了镀层处理,仅仅通过压块的压接满足不了接地要求,只有组件的接地孔连接到支架上才算组件有效接地。因此在这些位置必须建立外部防雷系统和金属光伏组件之间的直接等电位连接,一般可以采用4mm2的黄绿双色线。
图5
5、支架阵列间等电位连接
支架间的连接应是持久的电气贯通,一般采用使用直径不低于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢。可采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、
光光伏阵列:即是光伏电池组件,光伏电池通过串联和并联形成的分组。
其实就是你的问题。
首先建立光伏阵列最大功率跟踪数学模型,即光伏阵列在任意太阳辐射强度、及环境温度下的功率表达式,其次求出功率对电压的极值条件dP/dV=0,用迭代法求出超越方程得到最大工作电压Vmax。最后在simulink中编程,实时求解对应任意太阳辐射、环境温度下太阳电池的最大功率点电压Vmp 和电流Imp。
如果等加范围时间,将会增加方阵倾斜角度,从占地面积以及阵列支架尺寸上来说是不划算的。
8点-9点和3点-4点这个区间来说,增加阵列倾斜角度,对光伏系统总发电量来说,影响不大。大约能提高1%左右。
阵列支架升高,造成前后排阵列间距的增加,会浪费相当大的土地面积。
阵列支架升高,同时会造成钢材使用量的增加。
考虑整体投资收益,不建议将阵列倾角抬高,可适当根据当地气象数据,降低阵列倾角。
降低阵列倾角可增加散射光的辐射量,减少支架钢材使用量,以及减少了土地使用量。
计算公式
D=cosA×H / tan[arcsinsin∅sinδ+cos∅cosδcosω]
D为 遮挡物间距
A为太阳方位角
∅为纬度(在北半球为正、在南半球为负)deg
δ为赤纬角-23。27”
H为方阵上下高边差
ω为时角