太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)PVsyst運(yùn)用

1、揚(yáng)州大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)題目：北京市發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：電氣工程及其白動(dòng)化班 級(jí)：電氣0703姓 名：嚴(yán)小波指導(dǎo)教師：夏揚(yáng)完成日期： 2011 年3月11日目錄1光伏軟件 Meteonorm 和 PVsyst的介紹31.1 Meteonorm31.2 PVsyst42中國北京市光照輻射氣象資料113獨(dú)立光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)133.1 負(fù)載計(jì)算（功率 1kw, 2kw, 3kw, 4kw, 5kw） 133.2蓄電池容量設(shè)計(jì)（電壓：24V, 48V 133.3 太陽能電池板容量設(shè)計(jì)，傾角設(shè)計(jì) 133.4太陽能電池板安裝間隔計(jì)算及作圖。 16

2、3.5逆變器選型173.6控制器選型173.7系統(tǒng)發(fā)電量預(yù)估1823第一章光伏軟件介紹一、MeteonormMeteonorm軟件是一款分析各地的氣象資料軟件，包括當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度，維度，海拔高度，以及太陽輻射度等重要資料，要想設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)氐墓夥l(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料必須準(zhǔn)確，且完整,Meteonorm軟件比較好的提供了各地的氣象資料。1、打開 Meteonorm,選擇語言2、查詢所在地氣象數(shù)據(jù)，以北京為例F1JU1LMETEONORM Verwan fisD m5g_L337mode-,666 dayTKrLniLhilJru likLELtktpul fHTKIitT300q|?J200-”卜r-

3、i號(hào)亡.日.口.6.油一 .一備一卜+ilW- 0-RRRrinnnnHRp1'11*|<1'1'1'1*11'11'Jar Fth Maf Apr Mfi>- Jun Jul Aug Sep Oct Nov Decifj tdicl*hld ± tdi. h114EL Aftr L e-aa.Lt!G_OiG_Wi4.3IDd33F的MJ135陸ii1OTpia.e214煩20.02i7123瞬W*U25凸職-心2i.I耶IEE暗163£ktt2.7142Dec4.322102 晡d二、PVsystPVsyst是

4、一款如何設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的軟件，他的設(shè)計(jì)流程如下1、獲取設(shè)計(jì)所需相關(guān)信息A、系統(tǒng)安裝位置：查詢經(jīng)緯度B、應(yīng)用類型：離網(wǎng)/并網(wǎng)C、荷載情況：荷載的功率和使用時(shí)間D、環(huán)境條件：持續(xù)陰大數(shù)/遮陽情況E、輸出類型：交流/直流，電壓，頻率2、打開PVSYST軟件，導(dǎo)入北京的氣象數(shù)據(jù)3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇獨(dú)立系統(tǒng)PVSYST. V5.21Files Preferences Language Licence He-lp WebOpiionPreliminary design* Project destgnL ToolsSystemC GriidrConnected荷 tanid alonelMiMiMmm rv

5、i iwnr wnilL Pumpingr DC GridPro|ed designFulKealuredi studry and aniaiysES of a proved-AcCsurnte system yield Computed usng detailed hourly simukaSiDns,-Dtfie<enl simulatk>n variants can be f>erformed and Minpared.-Horizan BhadingB, and 3D tod for n&ar s-hadiiga effects slmSy-Delaied t

6、osses anAlysisR EcDno-mic evaluflEion perfonned with real oo rnponeirt prices回 Exit4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程就是依次完成設(shè)計(jì)界面上面各項(xiàng)里面的參數(shù)的過程5、導(dǎo)入北京的氣象數(shù)據(jù)如果PVSYST中沒有安裝地的信息，可采用以下方式（也就是使用之前提到的meteonorm6.0軟件）：（一）利用Google earth找到安裝地點(diǎn)的經(jīng)緯度（二）利用 meteonorm6.0軟件計(jì)算該地點(diǎn)十年的氣象參數(shù)，并保存為*.dat文件（三）將該文件保存到 PVSYST子目錄的Mete。文件夾里面（四）點(diǎn)擊PVSYST主界面的TOOLS然后

7、按圖示步驟導(dǎo)入數(shù)據(jù)（五）完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入后，重新從步驟3開始進(jìn)行設(shè)計(jì)6、選擇好安裝點(diǎn)信息后，對(duì)其他數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定當(dāng)?shù)氐奶柟饴瓷鋽?shù)值一般選擇0.27、選擇orientation確定傾斜角一般采用固定傾斜角度安裝(Fixed tilted plane ),傾斜角度可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇或選擇能 量損失最小來確定傾斜角度8、需要考慮陰影時(shí)，選擇 near shading來設(shè)定陰影情況點(diǎn)擊Construction/Perspective進(jìn)行陰影設(shè)置，對(duì)建立好的模型進(jìn)行陰影分析（陰影分析圖） 保存后，點(diǎn)擊table得到陰影分析表W N酗ShMifE &際甫,Va憂吊 aNew Srlxior Wig

8、'Cwmt |hfM eclhgCcnpil研 Q liflt帥郵Owtjw SbMfrgiAd而畛Iil2n2FetisH5 土UiAliwdFetis amihUrKklHedReece kiiShScaiervrfelH GhbzJ scene- wewI Vkw TdqIi HdpPlwre drow T醐咿1禎 v "UM buiionUmP時(shí)rP ACQ3ilD>W(l4HIISelert - Ne* shadnq scene- h»p II HrnenMy由dirg由edb J L 叩抽可| f Cpoced pbect V RfdarajUr

9、PV plant(qne or mere 闖 pirn m §h«h一是ffilEHzCIH+BPaslr板身PiMiliwi in wereRotate- whale scene C tri+RPV pknruSunSliKUs阿鄢irylPV仙ntTiMkFng PV p防自puu""5 叫m|iog m9、選擇system進(jìn)入荷載參數(shù)設(shè)置界面Consumption definition by d Yeai:為 Daily u$# of Energy. Variant *N#w simulation ¥ariantMWeek-end use

10、 n Useon during 7djra in a weeka叫 consuNumbermpuur 牌PowerMean Daily useDaily energyFluortscem lampsgW/lamp何.0h/dayioeoWhTV / Magnetoscopa / PC175W/app.h/dsy450Wh廠mDomestic appliancesW7app.h/dw0Wh廠芻Fndgt ? Dwp-frwse|Q即kWh/dv頜V/hDish'washef. CJrtFi-washerpo-kWIV臨24C0V/hthei u$e&|oW tot|o.oh/da

11、0WhStand-by consumersLW tot24h/day0Whi MonthsTotal daily energy Total monthly eneigv4530135 9Wh/day kWh/monlh.<U Eack區(qū) Other profileX CancelNe?d 畛0? Appiancn infoHourly distrlution10、選擇simulation進(jìn)行模擬計(jì)算進(jìn)行模擬計(jì)算并通過點(diǎn)擊report得到模擬計(jì)算報(bào)告，保存報(bào)告Results, variant VCO 'Nevj simulation variant"-Simulation

12、 parametersProjectStand Alone Project at KabulSiteBEIJING (PEKING) CHSystem type Stand aloneSimulation 01/01 to 31/12(G eneric meteo data) System jFV modulesNominal PowerMPP VoltageMPP CurrentBiber (solar tile)1.34 kWp31 V44.2 ABdtteriJ：Battery voltage T otaI capacityCompact Power24 V810 Ah-Main res

13、ultsSystem Production Specific prod.Perforrridnce Ratio1485 kWh/yr Normalized prod.1105 kWh/kV/p/yr Array losses0.649System losses2.91 kWh4=|1.49 kWhM0.08 kWh原m噤擊生成報(bào)告 p.'ddV1Daily Input/Output diagram876543210 【ABPf 言三 B£Ho-sd-so如 £15a餐一loBit:山11、設(shè)計(jì)完成其他類型設(shè)計(jì)基本相同，在設(shè)計(jì)過程中注意軟件界面中的提示。說明：軟件不同

14、版本的界面可能有所不同。第二章中國北京的氣象資料本設(shè)計(jì)采用 Meteonorm收集北京太陽輻射資料，采用 PVsyst設(shè)計(jì)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的。設(shè) 計(jì)的地點(diǎn)是中國北京，當(dāng)?shù)氐木S度是北緯39.930,經(jīng)度是東經(jīng)116.400,海拔高度是30m。地區(qū)名字=中國北京維度（度）=39.930，經(jīng)度（度）=116.400,海拔高度（m） =30,氣候區(qū)域=三，7輻射模式=默認(rèn)（每小時(shí)）；溫度模式=默認(rèn)（每小時(shí)）溫度選擇：老時(shí)間段 =1961-1990輻射選擇：新時(shí)間段 =1981-2000只添加3個(gè)站的值最近的站：gh：北京（10km）,ta:北京（10km）月G_GhG_DhTaFFW/m2W/m2Cm

15、/s110039-4.32.8213556-1.92.93177795.13.2421411013.63.4524712320.02.9624214424.22.5720912725.91.9819612124.61.691839219.61.9101426912.72.111102474.32.6128637-2.22.7年1698711.82.5說明Ta：空氣溫度Ff：風(fēng)速G-gh：水平線上總的平均幅射度G-dh：水平線上發(fā)散的平均幅射度C:'Program F ilesAMETEO TE S TMN_0OkoutpuhFig_9hdh1 .p ngC:kProgram F ile

16、sMETEOTES TMN_60o ut puftiig J am ima 1 .p ngC APiogum F ilesMETEOTHS TMN_00ioutputfigJjd jilrpngCAP io gram F ileAME TEO TH S TXMNOOio utpuhfigjgh dailyl p ng選擇電池之后根據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果，在不超過要求電壓電流或功率的條件下選 擇匹配度較好的控制和逆變器，隨后便可進(jìn)行仿真計(jì)算。光伏方陣直流工作電壓為24V,輸出峰值電流為2.9818=53.1A。因此控制 器應(yīng)滿足如下要求：額定工作電壓為 24V;額定工作電流應(yīng)大丁 53.1A。故選擇 控

17、制器Isofotonltel60 ,他的系統(tǒng)電壓為24V,最大充電及最大負(fù)載電流為 60A。第三章獨(dú)立光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)i，i i>i w控制器，逆變器P V | 1515151蓄電池組負(fù)載1、負(fù)載計(jì)算家庭每天的用電量，平均 =4.8kwh/day數(shù)量功率使用時(shí)間能量燈1218w/ 盞5h/小時(shí)1080wh/ 天電視機(jī)，電腦2120w/ 個(gè)3h/小時(shí)720 wh/ 夭洗衣機(jī)1600wh/ 天600 wh/ 天吸塵器21200wh/ 天2400 wh/ 夭每天消耗的電量4800wh/day顧客的需要消費(fèi)者家庭每天的用電量，全年的用電量平均 4.8kwh/大2、蓄電池容量設(shè)計(jì)電池的型號(hào)為 volt

18、a6sb100，制造商是 volta公司，蓄電池組電壓為24v,正常容量900Ah ,是由2組串聯(lián)，9組并聯(lián)得來的，溫度在固定的20 C下，電池門限：充電 27.0v/26.2v 放電 23.5/25.23、太陽能電池板容量設(shè)計(jì)，傾角設(shè)計(jì)Pv陣列的參數(shù)：Pv組件的類型：si-poly 制造商SEDPv組件數(shù)量8組串聯(lián)，18組并聯(lián)Pv組件總數(shù)量144每個(gè)單元峰值功率為 11wp總的陣列功率 1.51kwp 實(shí)際1.37kwp （50oC）總的面積56.4m2Pv陣列損失因數(shù)熱損因數(shù) uc （常數(shù)）20w/m2k線上電阻損失 總的陣列阻值 9.3m Q組件質(zhì)量損失組件錯(cuò)配損失uv （風(fēng)）0w/m2

19、k m/s損失部分 1.5% at STC損失部分5.0%損失部分4.0% （固定的電壓）入射影響，灰的參數(shù)1am=1-bo (1/cos i-1) bo parameter 0.05傾角設(shè)計(jì)：水平方位：高度角55度，方位角0度主要仿真結(jié)果系統(tǒng)結(jié)果1118kwh/year89kwh/year可使用能量1691kwh/yearspecific prod使用的能量1752kwh/year額外的（沒有使用的）Performance ratio ( pr) 71.7% solar fraction (sf) 88.3% Back up energy form generator Back up ene

20、rgy 204kwh/year 燃料消費(fèi)123/year標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電量：標(biāo)準(zhǔn)功率1.51kwpNormalized productions (per installed kWp): Nominal power 1.51 kWpLu : UfTUitdfull0.15 kWh/lWp-? ayLo ； Col lection Los FV*野 los») O .BS kWhAWlpAfayLt: SyttAITi Imws and battery diargirtg -0.27 kWhAWp/dayYf : Enfy uppli&d la the user3.17 kW+i/VW

21、p 'da/C4 苗lxauu河切£“0_新的仿真變換平衡和結(jié)果GlobHorkWh/m2GlobEff耐礎(chǔ)E AvailkWliEUnusedkWtiEU»rkWhELoadkWhScIFracJanuiry*7105.2126.S0.&5143814&80.831February00.6111.6142 11B.001344134 4。.拋March115,3II 30.5164.31400148.8148.81.000April150.51137.5172.814.SB143.9144 00.999May166.91131.2150.22.44

22、143.7143.81.DQ0June164.2119,2141.53.86144.0144.01.DMJuly130.299.8115.80.39145.814B.80719August130.9II 09.412790.23148J8148.8。.知September117.4117.2141.64.17144.0144 00.862OcWD&r9G2122.0156723.1?148.814B.81.D0DNovfmbeF662115.012436.A1141。0.683December55897.1118.1D.1fl146.8143.80.827Year1342.91M2.3

23、1690.888.6B1751717520Q.娜GlobeffE unused 能量損失E load負(fù)載所需的能量說明： Globhor 水平總的輻射E avail 可用的太陽能E user 可用的太陽能Solfrac一部分太陽能獨(dú)立系統(tǒng)：損耗圖示 項(xiàng)目：獨(dú)立項(xiàng)目 仿真轉(zhuǎn)換：最新仿真 主要的系統(tǒng)參數(shù) Pv方向Pv陣列 電池 電池包裝 消費(fèi)者家庭每天的用電量，全年的用電量系統(tǒng)類型高度角55組件數(shù)量144類型 volta 6sb100每個(gè)單元數(shù)量 18帶發(fā)電機(jī)的獨(dú)立系統(tǒng)方位角0總功率 1.51kwp技術(shù)密封，tubular電壓/容量 24v/900ah總的為 1752kwh/year一年的損耗圖示

24、effiaerey at STC = 2 7%Back-up generator11.7%20J.3 kWh1602 kWhDirect use37. S%Stored62 4%2123 kWh1752 kWhHorizontal global irradiationGlobal incident in coll, planelAM factor on k)balEffective irradiance on collectorsPV conversionArray nominal energy at STCPV loss due to irradiancG levelPV loss due

25、to temperatureModule quality IdssMediae array rnismatcii lossOhmic wiring lossLoss by respect to ttie MPP runningUnused er*ergy (ful battery) lossEffective energy at the output of the arrayBattery StorageBattery Stored Energy balanceBattery efTioency lessGassing Current (electrolyte dissociation)Battery Self-discharge CiMrentEnergy supplied to tfie userEnergy ne«d of Uh# us«r Load4、太陽能電池板安裝間隔計(jì)算及作圖Shading loss on clear day:Beam linear toss 19.6%6810121416 1E組件間距3m,線性損失19.6%