光伏离网发电系统的设计和应用

nullnull 独立光伏系统的设计和应用王斯成 国家发改委能源研究所 2011年2月12日 北京中电投光伏发电技术研讨会（三） 1、独立光伏发电系统的设计和应用 2、风光互补混合发电系统 3、交流总线离网电站（微电网） 4、太阳能路灯 5、太阳能水泵 1、独立光伏发电系统的设计和应用 2、风光互补混合发电系统 3、交流总线离网电站（微电网） 4、太阳能路灯 5、太阳能水泵 目 录null光伏发电系统的系统配置和设备选型光伏电站的系统配置和设备选型光伏电站的系统配置和设备选型系统配置 太阳电池组件 (品种和安装) 蓄电池 (品种、质量和运行维护) 充电控制器 (功能和品种) 直流/交流逆变器 (品种、质量、效率和容量选择) 充电控制器 (功能和品种) 输出电子限荷器(功能和品种) 备用电源的考虑 整流充电设备(功能和品种) 照明灯具 的选择(可靠性和寿命) 其他部件 (端子、导线、包装、说明书） 光伏发电系统配置光伏发电系统配置直流光伏发电系统直流光伏发电系统交流光伏发电系统交流光伏发电系统光伏电站设备配置图光伏电站设备配置图null10W光伏户用一体化电源null20W光伏户用一体化电源null20W光伏户用一体化电源200Wp光伏户用一体化电源null蓄电池蓄 电 池蓄 电 池蓄电池种类：固定式防酸蓄电池、工业型密封电池、小型密封电池、汽车/摩托车启动电瓶蓄电池常用型号字母定义蓄电池常用型号字母定义蓄电池充放电基本原理蓄电池充放电基本原理正极： 负极：铅酸蓄电池充电后期，电极上发生的电化学反应如下： 正极： 负极：电池反应：吸液式密封电池（AGM）和胶体密封电池（GEL）的比较吸液式密封电池（AGM）和胶体密封电池（GEL）的比较铅酸蓄电池的充电曲线铅酸蓄电池的充电曲线当充电到相当于D点的电压出现时就标志着该蓄电池已充满。依据这一原理，在控制器中设置电压测量和电压比较电路，通过对D点电压值的监测，即可判断蓄电池是否应结束充电。蓄电池的充满点一般设定在：2.45－2.5V（固定开口式铅酸电池）和2.3-2.35V（阀控密封电池）。铅酸蓄电池的放电曲线铅酸蓄电池的放电曲线由放电曲线可以看出，蓄电池放电过程有三个阶段，开始（OE）阶段电压下降较快，中期（EG）电压缓慢下降，延续较长时间，G点后放电电压急剧下降。图 上G点电压标志着蓄电池电池已接近放电终了，应立即停止放电，否则将给铅酸蓄电池带来不可逆转的损坏。null蓄电池的生产null蓄电池的化成nullnullnull控制器和 微机监控系统充电控制器的功能和品种充电控制器的功能和品种 防止蓄电池被过充电和过放电 电参数监测（电压、充/放电电流） 过流/短路保护（自动恢复） 串联型、旁路型、二点式、多路控制、PWM、MPPT型、常规/智能型等 蓄电池温度补偿 蓄电池荷电状态（SOC）显示 数据采集、存储和传输 null优点： 简单 价格低 易实现旁路型充电控制器缺点 二极管d1消耗热量 需要通风散热 对电压源来说，需要串联电阻null优点 开关T1消耗热量少 只需要少量的通风散热 能够控制电流源（光伏）和电压源（风机） 串联型控制器缺点 开关经常工作 结构较复杂null实际2点式充放电控制器电路null脉宽调制控制器原理nullsource: Fraunhofer ISE脉宽调制控制器原理先进的太阳能路灯控制器技术特点先进的太阳能路灯控制器技术特点光控开关机（注意太阳电池不同的影响） 定时工作，到时关机：2 - 12小时可调 手动开关机 PWM三段充电控制（可以提高20-30%效率） 蓄电池过放电保护（强迫断开） 蓄电池SOC放电过程控制（大大提高抵抗连续阴雨天的能力，有效延长蓄电池的寿命） 其它短路、过流、防浪涌电流、防反接、防反充电等保护功能。SOC蓄电池的剩余容量，即蓄电池中还有多少电，用%表示； DOD 放电深度，即蓄电池放掉了多少电，也用%表示； DOD＝1－SOC蓄电池理想的充电过程蓄电池理想的充电过程nullPWM控制器的优势null多路控制器原理用于大型光伏电站null最大功率跟踪（MPPT）控制器原理温度基本不变的条件下，可以采用恒定电压跟踪（CVT）控制来代替MPPT。对于温度变化较大的条件下，则应采用最大功率跟踪（MPPT）控制。null最大功率跟踪（MPPT）控制器原理Buck电路，降压型斩波电路。用于电流接受型负载。Boost电路，升压型斩波电路，用于电压接受型负载。应用于蓄电池充电回路。PV Products & ComponentsPV Products & Components小型充电控制器和直流灯PV Products & ComponentsPV Products & Components大型充电控制器 12V/5A to 220V/200A 智能控制器的特点 智能控制器的特点 蓄电池温度补偿（－3-5 mv/ °C.cell) 蓄电池荷电状态（SOC）显示 防止蓄电池被过充电和过放电 数据采集、存储和数据通信智能控制器智能控制器PV Products & ComponentsPV Products & Components光伏电站微机监控系统null光伏电站微机监控系统null光伏电站微机监控系统nullDC/AC逆变器DC/AC 逆变器DC/AC 逆变器逆变器的功能和分类 用于将直流电转变为交流电 方波逆变器和正弦逆变器 正弦逆变器分单相和三相逆变器 高频逆变和工频逆变（输出均为50Hz） DC/AC 逆变器的分类DC/AC 逆变器的分类方波 准正弦波 正弦波方波逆变器、准正弦逆变器、正弦波逆变器； 推挽逆变器，全桥逆变器； 单相逆变器，三向逆变器，双向逆变器； 独立逆变器，并网逆变器； 电流型逆变器，电压型逆变器。独立逆变器的技术特性独立逆变器的技术特性1．使用环境条件 逆变器正常使用条件：海拔高度不超过1000m，空气温度0～+40℃。 2．直流输入电源条件 输入直流电压波动范围：蓄电池组额定电压值的 ±15%。 3．额定输出电压 在规定的输入电源条件下，输出额定电流时，逆变器应输出的额定电压值。 电压波动范围： 单相 220V±5%，三相380±5%。 4．额定输出电流 在规定的输出频率和负载功率因数下，逆变器应输出的额定电流值。 5．额定输出频率 在规定的条件下，固定频率逆变器的额定输出频率为50Hz； 频率波动范围：50Hz士2%。 6．最大谐波含量 正弦波逆变器，在阻性负载下，输出电压的最大谐波含量应≤10%。 7．过载能力 在规定的条件下，在较短时间内，逆变器输出超过额定电流值的能力。 8．效率 一般来讲，小型逆变器（5kW以下）的效率应当达到80%以上，10kW以上的逆变器效率应达到90%以上。 9．负载的非对称性 在10%的非对称负载下，固定频率的三相逆变器输出电压的非对称性应≤10%。 10．保护功能 逆变器应设置：短路保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护及缺相保护。 11．噪声 不经常操作、监视和维护的逆变器，应≤95db； 经常操作、监视和维护的逆变器，应≤80db。 12．显示 逆变器应设有交流输出电压、输出电流和输出频率等参数的数据显示，并有输入带电、通电和故障状态的信号显示。null推挽式逆变器电路原理null全桥式逆变器电路原理null高频升压式逆变器电路原理一般用于小功率逆变器PV Products & ComponentsPV Products & Components12V/150W 逆变/控制一体化机 小型逆变控制器小型逆变控制器null逆变器的生产null光伏发电系统的其它设备交流配电设备交流配电设备多种电源的配电、互锁和切换 交流输出电参数的显示（电流、电压） 输出电量计量（KWh） 机电保护（短路、过流） null整流充电设备整流充电设备当蓄电池初次安装或欠压时利用备用电源为蓄电池补充电的设备； 高频开关型、调压器型和可控硅充电设备； 双模式充电（均充/急充，浮充）； 蓄电池充电控制。 nullnull光伏发电系统的容量设计计算机辅助光伏系统设计软件计算机辅助光伏系统设计软件加拿大环境资源部/美国NASA/GEF联合开发的RetScreen软件； 计科公司的PVCAD 计科公司的Excel 光伏系统设计软件 美国NREL的 Hybrid II Burgey 风能公司的风光互补发电系统设计软件光伏系统容量设计步骤光伏系统容量设计步骤用户负载为100瓦，每日工作6小时，系统电压24V，当地日照条件为每日5.2kWh/m2，光伏系统效率为70%，太阳电池选用峰值功率120瓦（额定电压17V，电流7.06A）的组件，蓄电池选用12V的小型密封铅酸蓄电池，储存天数为3天，放电深度为50%，问需要多少太阳电池组件和多大容量的蓄电池？ 负载每日耗电：1006=600Wh 负载每日耗电量：600Wh/24V=25Ah； 需要太阳电池电流：25Ah/5.2（峰值日照时数）/0.7 = 6.9A 需要太阳电池并联数：1块 需要太阳电池的串联数：24V/12=2块 太阳电池功率：21120=240Wp 蓄电池的串联数：24V/12V = 2只 蓄电池的并联数：25Ah3（天）/0.5 = 150Ah 选用12V/75Ah（或80Ah）的蓄电池2只并联。 答：需要2块120Wp（2串1并）的太阳电池组件和4只12V/75Ah的蓄电池（2串2并）。利用辅助设计程序计算太阳电池和蓄电池的容量（1） 利用辅助设计程序计算太阳电池和蓄电池的容量（1） 利用辅助设计程序计算太阳电池和蓄电池的容量（2） 利用辅助设计程序计算太阳电池和蓄电池的容量（2） 光伏发电系统容量设计速查表 （太阳电池的用量和蓄电池的用量）光伏发电系统容量设计速查表 （太阳电池的用量和蓄电池的用量）利用速查表进行容量设计的实例利用速查表进行容量设计的实例PHH (hour): 水平面上的太阳能峰值日照时数 PHT (hour): 太阳电池方阵面上的太阳能峰值日照时数 PV/LDC (Wp/Wh): 太阳电池功率与直流负载耗电量的比值 PV/LAC (Wp/Wh): 太阳电池功率与交流负载耗电量的比值 SHB/PV (Wh/Wp): 浅放电型蓄电池容量与太阳电池功率的比值 (蓄电池储备3 天， DOD=50%) DB/PV (Wh/Wp): 深放电型蓄电池容量与太阳电池功率的比值 (蓄电池储备3 天， DOD=80%)   举例说明: 使用地点: 青海玉树 (4.88KWh/m2.day) 负载: 户用电源 — 48V/12.5A (600W) 5.4 小时/天 耗电： 600  5.4 = 3240 Wh 太阳电池功率: 从上表查出, PV/LAC= 0.312 3240 x 0.312 = 1011Wp 24块50W板： 1200Wp 蓄电池容量: 假定使用深放电蓄电池 SHB/PV=13.5 1200 x 13.5 = 16200Wh 16200/48= 338Ah 蓄电池最少容量为: 48V/338Ah, 取 48V/400Ahnull光伏发电系统的负载要求光伏系统对负载的要求和选择（一）光伏系统对负载的要求和选择（一）1、负荷的分类：直流／交流，特性（冲击性／非冲击性），重要／一般； 不同类型的交流负载 ： 电阻性负载：白炽灯泡，电子节能灯、电加热器等。 ——电流与电压同相，无冲击电流； 电感性负载：例如电动机，电冰箱，水泵等。 ——电压超前于电流，有冲击性； 电力电子类负载：荧光灯（带电子镇流器的），电视机，计算机等。 ——有冲击电流。 光伏系统对负载的要求和选择（二）光伏系统对负载的要求和选择（二）电感性负载的浪涌电流： 电动机：额定电流的5-8倍，时间为 50 ...150 ms 电冰箱：额定电流的5-10倍，时间为 100 ...200 ms 彩电的消磁线圈和显示器：额定电流的2-5倍，时间为 20 ...100 ms 电力电子类负载的峰值电流(振幅系数 >1) 光伏系统对负载的要求和选择（三）光伏系统对负载的要求和选择（三）负荷参数和对电源的要求：电压、电流、功率、功率因数，波形，频率等； 光伏系统对负载的要求和选择（四）光伏系统对负载的要求和选择（四）负载的数量、每日工作时间、时段以及负载的同时率； 今后可能再增加的负载（如果是光伏电站，其容量应当能够覆盖建站后5年的负荷增长）。 光伏系统对负载的要求和选择（五）光伏系统对负载的要求和选择（五）结论： 1、用高效率电器 --> 不用:白炽灯泡，使用:荧光灯 2、不用电加热器（电热水器、电暖器、电饭煲等）； 3、禁止使用：冲击钻、电焊机、空调； 4、对于冲击电流大的负荷，如电冰箱、洗衣机、电视机、水泵等时，要求逆变器留有较大余量以保证可靠性，另外增加逆变器的软起动功能和合适的过流延时； 5、对于某些具有待机功能的电器，如电脑、遥控电视等，一定要彻底关机，不要用待机状态；断电时，也应当将逆变器关断以减少不用电时的损耗； 6、户用电源除太阳电池外应尽可能装在一体化机箱内，并且做成即插即用（plug and play).null太阳能电站的土建施工和方阵基础nullnullnullnullnullnullnullnullnull太阳能村庄供电系统 输电线路nullnullnullnullnullnull光伏发电系统的安装、调试和运行光伏系统的安装、调试和运行（一）光伏系统的安装、调试和运行（一）太阳电池的安装 ：安装地点（防止遮挡），太阳电池支架，电池板的螺丝，电缆的选型（抗高低温和紫外线老化），电缆的密封引出，方阵引出线，安装方向、角度和安全，接头注意牢靠和防腐；光伏电站还要考虑方阵基础 ，安装高度，电池板的一致性，接线箱（含防反充二级管和防雷保安器），太阳电池方阵间距以及方阵支架的接地等。 太阳电池的调试：安装结束要检查正负极性，测量开路电压和短路电流，并检查接线质量；光伏电站安装完毕要先测量总的电压和电流，如果不正常，则应当断开各个支路分别测量。 国内方阵接线箱国内方阵接线箱国外方阵接线箱国外方阵接线箱太阳电池方阵间距计算太阳电池方阵间距计算计算当太阳电池子阵前后安装时的最小间距D。 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。null按照国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 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：sin = sin sin+cos cos cos 太阳方位角的公式：sinβ = cos sin/cos 式中：为当地纬度； 为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为-23.5度； 为时角，上午9:00的时角为45度。 D = cosβ×L，L = H/tan， = arcsin (sin sin+cos cos cos)null太阳电池地面安装null太阳电池屋顶安装（一）null太阳电池屋顶安装（二）null太阳电池屋顶安装（二）null太阳电池立柱安装冬季施工，立柱埋地安装冬季施工，立柱埋地安装光伏系统的安装、调试和运行（二）光伏系统的安装、调试和运行（二）蓄电池的安装 ：安装位置尽可能靠近太阳电池的进线和控制器，电缆和接头的选择和连接（最好事先做好），蓄电池的安装方向，安装顺序和安全，防止短路（使用绝缘工具），接头注意绝缘、牢靠和防腐蚀；开口电池要注意安装时不要泄漏，要求单独放置；光伏电站蓄电池的安装还要考虑蓄电池的组合。电池组电压很高，为了避免误触电和以外短路，一般串联回路中留出一只连接板先不接，与控制器接好后，确定无短路现象后最好再接通这一连接板。蓄电池室的地面防腐，蓄电池室的通风、防冻、防高温、防爆和排水。 蓄电池的调试：安装结束（蓄电池和控制器两侧都已接好）要测量蓄电池的电压，正负极性，并检查接线质量和安全性。开口电池还要测量电液比重；光伏电站安装完毕要先测量蓄电池总电压和单只电压。单只电压要求一致（静止开路电压的差别不得超过0.1V）。如果是固定式电瓶，还应当测量比重（充满后）和调整液面高度。安装完毕要将蓄电池盖盖好，以免失水。 null蓄电池箱内安装null蓄电池落地和上架安装光伏系统的安装、调试和运行（三）光伏系统的安装、调试和运行（三）控制器的安装 ：户用控制器一般已经安装在一体化机箱内。安装时注意先连接蓄电池，再连接太阳电池和输出，连接时注意正负极性并注意接线质量和安全性 ；光伏电站大型控制器一般都经过远程运输，所以就位后先检查内部连线和螺丝是否松动，拧紧后再开始接线。大型控制器同样要求先接入蓄电池。连接太阳电池时应当将太阳电池的输入开关打在关断状态，以免拉弧。电站控制器一般都有防雷和抗干扰保护，因此就会有接地端，一定要接地（< 10欧姆）。 控制器的调试：安装结束后，首先观察蓄电池的电压是否正常，然后测量充电电流，如果有条件，再观察蓄电池的充满保护和蓄电池欠压保护电压是否正确（一般出厂前已经调好）；光伏电站的大型控制器分为普通型和智能型。普通控制器只需要观察蓄电池电压、充电电流和放电电流，基本不须要调试。智能控制器在出厂前也已经调试好，一般现场也不须要调试，但可以检查一下电压设置点，温度补偿系数的设置，和手动功能是否正常。智能控制器一般还具有远程通信功能，安装完毕一定要对通信功能进行调试（需要MODEM、电话和手提电脑）。 null小型控制器接线null光伏电站微机监控系统null光伏电站微机监控系统光伏系统的安装、调试和运行（四）光伏系统的安装、调试和运行（四）逆变器的安装 ：小型户用逆变器一般已经安装在一体化机箱内。接线前先将逆变器的输入开关打至断开状态，然后接线，接线时注意正负极性并注意接线质量和安全性。接好线后首先测量从控制器过来的直流电的电压是否正常，如果正常，再打开逆变器的输入开关；光伏电站大型逆变器一般都经过远程运输，所以就位后先检查内部连线和螺丝是否松动，拧紧后再开始接线。接线要求同小逆变器相同，但大功率逆变器一般都有防雷和抗干扰保护，因此就会有接地端，一定要接地（< 10欧姆）。 逆变器的调试：安装结束后，如果输入直流电压正常，则在空载情况下（输出开关处于断开状态），打开逆变器的输出开关，等待逆变器的自检（大约然后测量输出电压，如果正常则检查负载电阻是否正常（电阻不得小于2欧姆），如果输出没有短路，则可以打开输出开关，使逆变器工作，然后观察逆变器的工作，30分钟后检查逆变器的温升；光伏电站大型逆变器的调试过程也大致相同，但光伏电站一般都配有交流配电柜，输出负载电阻的检查应当在配电柜调试完成后测量，线路电阻同样不得小于2欧姆。 null大型逆变器的接线端子图                          光伏系统的安装、调试和运行（五）光伏系统的安装、调试和运行（五）其他设备的安装 ：户用系统还应当包括灯具、开关、插座的安装，同样要注意电缆的选取，安装的可靠性和安全性；光伏电站还要安装交流配电柜、输出限荷器、避雷针、防雷箱、输电线路和进户线等。 光伏发电系统安装和使用时的其它注意事项： 1、光伏发电系统第一次安装后应当现将蓄电池充满（一般要充3 天），蓄电池充满后再开始正式使用； 3、机间连接电缆的设计应当尽可能短，以减少电缆的损耗和成本。 电缆的选取应当注意：导线压降小于3％，导线温度 <20度，考 虑导线的强度，机外连线不得低于0.25 mm2; 2、使用过程中如果出现连续阴天，应当适当减少负荷 或适当缩短工作时间，尽可能避免蓄电池发生过放电。 null电缆的选取12V光伏系统导线选取计算表12V光伏系统导线选取计算表24V光伏系统导线选取计算表24V光伏系统导线选取计算表导线选取的计算导线选取的计算 R ＝   L／S ：铜的电阻率＝0.0176  10－6欧姆.米（20 C） L：导线长度（米） S:导线截面积（平方米）  0.03 V = 额定电压 0.03 ＝ I  R 如果：10KW的光伏电站，2000米远，导线多粗？假定 2000米处的负荷为2KW，则电流为：9.1A 于是：220V  0.03 = 9.1  0.0176  10－6  2000/S S = 48 mm2 电压提高到1000V，则 S＝2.3 mm2 电压提高到500V， 则 S＝ 9.4 mm2 null光伏发电系统常见故障及排除 光伏系统常见故障及排除（一）光伏系统常见故障及排除（一）故障原因 闪电 误操作 安装 技术设计 设备和部件质量 技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 光伏系统常见故障及排除（二）光伏系统常见故障及排除（二）太阳电池的常见故障：外电极断路，内部断路，旁路二极管接反，旁路二极管短路，热斑效应，接线盒脱落，导线老化，导线短路、断路，背膜开裂，EVA与玻璃分层进水，铝边框开裂，电池玻璃破碎，电池片或电极发黄（电阻增大），电池删线断裂，太阳电池被遮挡，太阳电池安装方向不对。nullnullnullnull光伏系统常见故障及排除（三）光伏系统常见故障及排除（三）蓄电池的常见故障： 阀控密封电池：外壳开裂，极柱断裂，螺丝断裂，失水，漏液，胀气，不可逆硫酸盐化（充不进电，放不出电），电池内部短路。气阀质量不好，自放电率高。 固定式铅酸电池：外壳开裂，失水率高，结冰冻裂（电液浓度低），不可逆硫酸盐化（充不进电，放不出电），电池内部短路，活性物质脱落（容量降低、造成短路）。 null螺丝断在蓄电池极柱内null边远地区宜采用外螺栓连接null阀控密封电池胀气和外壳开裂null光伏系统常见故障及排除（四）光伏系统常见故障及排除（四）控制器的常见故障： 运输损坏，高压损坏（太阳电池开路电压），蓄电池极性反接损坏，电源（开关电源）失效，雷击损坏，工作点设置不对或漂移，空气开关或继电器触点拉弧，无触点开关的晶体管损坏（耐压），霍尔传感器损坏，温度补偿失控。 逆变器的常见故障： 运输损坏，极性反接损坏，内部电源（开关电源）失效，雷击损坏，功率晶体管损坏（短路、冲击性负载、过热），输入电压不正常（过压、欠压），输出保险损坏（负载短路，线路短路），输入输出接头发热。 光伏系统常见故障及排除（五）光伏系统常见故障及排除（五）系统的常见故障 停止供电（现象：逆变器无输出。（配电柜、输出限荷器跳闸）；可能原因：线路故障，用户端负载故障，蓄电池欠压，逆变器故障；检查办法：断开负载，检查设备和线路；故障排除：排除线路或负载故障后重新开机，逆变器自身的故障由用户自己或请厂家排除）； 蓄电池亏电（现象：控制器告警，逆变器停机；原因：阴雨天过长，负荷过重，控制器故障，太阳电池输入端故障，连接线路故障，蓄电池本身故障；检查：分析天气和负荷，逐路检查太阳电池，检查控制器，逐一检查单体蓄电池；故障排除：修复故障点，，补充充电（启动备用电源或停电检修）；注意：蓄电池一旦发生亏电，一定要完全充满后再恢复使用。一旦出现阴天，蓄电池电压明显下降，则应当采取措施（减少负荷或缩短供电时间），尽可能避免蓄电池过放电。 雷击 ：最可能损坏的设备排序：逆变器、控制器、太阳电池。 解决办法：架设避雷针和增加线路防雷（自动恢复型）。 null光伏发电系统的日常维护光伏系统的日常维护（一）光伏系统的日常维护（一）设备的日常维护和定期检查； 让用户掌握系统的操作使用，对于光伏电站则应当建立电站的操作管理规程； 让用户懂得使用光伏系统的常识，对于光伏电站则应当建立电站的供用电 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 。 户用系统：安装3分－使用7分 光伏电站：建设3分－管理7分 光伏系统的日常维护（二）光伏系统的日常维护（二）太阳电池的日常维护 1、每半个月应擦拭1次太阳电池表面，以保证其发电质量； 2.   应经常检查太阳电池板引线和封装质量以及方阵接线箱，用万用电表检查各个方阵支路的电压是否正常，如发现接线盒脱落、断线应及时修复。如发现电池板泄气或进水，应及时 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 工程单位； 3、严禁非工作人员打开接线箱； 4、教育当地居民和小孩子，爱护光电站设备，严禁向太阳电池板投掷石块！严禁在太阳电池方阵场地放羊、放牛！    光伏系统的日常维护（三）光伏系统的日常维护（三）蓄电池的日常维护 （1）要保持蓄电池室内清洁，防止尘土入内；应保持室内干燥和通风良好，光线充足，但不应使日光直射到蓄电池上。 （2）室内要严禁烟火，尤其在蓄电池处于充电状态时，不得将任何火焰或有火花发生的器械带入室内。 （3）维护蓄电池时，维护人员应配戴防护眼睛和身体防护用具，使用绝缘工具，要防止触电，防止蓄电池短路和断路；电池上面不可放置金属工具。 （4） 应经常进行蓄电池正常巡视的检查项目 ——蓄电池外壳应完整、不倾斜，表面应清洁； ——应测定蓄电池的电压和蓄电池室的温度（－10度－＋30度）； ——检查充电电压、电流是否正常，有无过充电、过放电现象； ——各接头的连接应紧固，无腐蚀，并涂有凡士林油； ——工具、备品备件及防护用具是否完整良好。 （5）正常使用蓄电池时应注意 ——请勿使用任何有机溶剂清洗电池； ——切不可拆卸密封电池的安全阀或在电池中加入任何物质； ——电池过放电后，应尽快电池充足电，以免影响电池容量； ——所有的维护工作必须由专业人员进行。 对于固定式铅酸蓄电池要求定期检查液面补水和检查上盖。    光伏系统的日常维护（四）光伏系统的日常维护（四）控制器、逆变器等电子设备的日常维护 1、定期检查接线端子，保险是否松动； 2、观察各个控制点是否准确； 3、显示是否正常； 4、机内温度、声音和气味是否异常； 5、检查备品、备件和技术文件是否完好； 6、定期检查防雷接地，雷雨季节的前后更为重要。 输电线路的日常维护 1、定期检查输电线路的干线和支线，不得有掉线、搭线、垂线、搭墙等现象； 2、不得有私拉偷电现象； 3、定期检查进户线和用户电表； 4、定期抽查用户负载； 5、开机发生短路跳闸，必须排除故障后才能再次开机（线路电阻正常后）。nullnull光伏系统的日常维护（五）光伏系统的日常维护（五）光伏电站的操作管理规程（操作人员） 1、电站设备配置、连接和相互位置和作用； 2、供电和停电的开关机顺序； 3、供电前和供电后应当观察的表头和指示； 4、各个设备的操作和使用，不须要操作的也要注明； 5、各个设备的日常维护； 6、使用注意事项：白天开机，阴雨天，夏天，冬天，发生蓄电池欠压后如何处理，禁止哪些操作等； 7、发电值班记录的填写； 8、故障判断和简单故障排除； 9、紧急事件的处理； 10、少数民族文字。 光伏系统的日常维护（六）光伏系统的日常维护（六）光伏电站的供用电管理制度（操作人员和用户） 1、工作时间或电站供电时间（夏季、冬季、双休日等）； 2、用户用电须知（禁止私拉，人走灯灭，禁止使用的电器、发生故障找电工等）； 3、某些电器的分时使用（比如洗衣机规定在星期六和星期天的中午使用，计算机在周－、三、五的上午使用等）； 4、收费标准和缴费时间； 5、奖惩制度； 6、纠纷的解决； 7、少数民族文字。null2、风光互补发电系统风光互补发电系统风光互补发电系统风中的能量 (W/m2)风中的能量 (W/m2)密度 = P/(RxT) P – 大气压力 (Pa) R – 气体常数 (287 J/kgK) T – 空气温度 (K)Pw = 1/2 x 空气密度 x 扫风面积 x (风速 )3AV3扫风面积 =  r2瞬时风速 (不是平均风速)kg/m3m2m/sGraphic courtesy of AWS Scientific空气密度空气密度空气密度随高度的变化 根据气体状态方程式求得空气密度与海拔高度的关系为： 式中 ρH ——海拔高度为H时的空气密度； ρo ——标准状态下空气密度，海平面在摄氏15度气温条件下空气的密度是1.292kg/m3； H ——海拔高度（m）； To ——绝对温度，为273 K； a——空气温度梯度，约为0.0065 K/m。 知道海拔，可以计算出相应海拔高度的空气密度。风切变风切变是风速，地表粗糙度（也许随方向的不同而不同）和气流的稳定性（随白天晚上而变化）的函数 风切变指数在较低的风速、粗糙的表面和稳定条件下较大 典型风切变指数 () ： .10 - .15: 水面/海边 .15 - .25: 缓慢起伏的农地 .25 - .40+: 树林/山区V2 = V1(Z2/Z1)水平风速随高度的变化Graphic courtesy of AWS Scientific离地面高度对风速的影响 简化公式离地面高度对风速的影响 简化公式 U(z)= ( ) U(zr) 式中： Zr为一参考高度， Z为一未知高度， U(zr)为参考点上的风速。a为指数系数。 ZZr a风频风频韦泊(Weibull)分布韦泊(Weibull)分布双参数概率分布 f (u) = [ ]exp[-( ) ]; (k>0, u>0, c>1) 式中:k是形状因子，c是比例因子kcucuck韦泊分布韦泊分布10kW风力发电机功率特性10kW风力发电机功率特性nullnullnull3. 交流总线RE电站 （微电网）null微型电网（Micro Grid）null交流总线离网可再生能源电站（微电网）null交流总线离网可再生能源电站（微电网）单相交流总线光伏电站系统null交流总线离网可再生能源电站（微电网）三相交流总线光伏电站系统null蒙古200kW交流总线村落供电系统Noyon Soum 中心站：太阳电池100kW，蓄电池288V/2000Ah，双向逆变器100kVA; 并网电站：40kW x 2 + 10kW x 2 柴油发电：60kW x 3交流总线电站与直流总线电站的比较交流总线电站与直流总线电站的比较交流总线是发展趋势null4. 太阳能路灯null北京市郊区太阳能路灯、村庄灯null北京市郊区太阳能双头路灯太阳能村庄灯（配置）太阳能村庄灯（配置）村庄灯 太阳电池功率：70-75Wp 蓄电池：12V/80Ah 直流节能灯：18-20W 灯杆：4米 控制器：12V/10A 每日工作时间：8小时 阴雨天保证天数：3天 双盏村庄灯照明效果测试数据双盏村庄灯照明效果测试数据最高地面亮度14.2LX，120度角12米远亮度0.3 LX。太阳能单头路灯（配置）太阳能单头路灯（配置）单头路灯 太阳电池功率：140-150Wp 蓄电池：24V/100Ah 高压钠灯：35W 灯杆：6米 控制器：24V/10A 每日工作时间：8小时 阴雨天保证天数：3天 太阳能路灯照明效果测试数据太阳能路灯照明效果测试数据最高地面亮度19.7LX，120度角12米远亮度2.2-2.9LX。太阳能双头路灯（配置）太阳能双头路灯（配置）双头路灯 太阳电池功率：170Wp 蓄电池：24V/120Ah 主路金卤灯：24V/35W 辅路节能灯：24V/15W 灯杆：8米 双路控制器：24V/10A  2 每日工作时间：8小时 阴雨天保证天数：3天 主路宽：18米 辅路宽：5米延庆旧县双头路灯亮度（LX）测试延庆旧县双头路灯亮度（LX）测试35瓦金卤灯+ 15瓦节能灯，主路宽18米，辅路宽5米。道路中心亮度25.4LXnull太阳能路灯的部件要求太阳能路灯的部件要求太阳电池：功率、安装倾角、固定； 蓄电池：容量、质量、安装（保温、透气、防水、防盗）； 光源： 高可靠、光效、寿命、色温、低温启动、散热； 灯具： 灯具设计（反光、照射角度、密封性等）； 控制器：功能、效率、可靠性、防水、高低温性能； 灯杆：结构、壁厚、涂敷； 电缆：线路压降  3%，导线温度不高于20度； 安装施工：避免遮挡、安全、防盗措施等。太阳电池和蓄电池的容量设计太阳电池和蓄电池的容量设计 太阳能路灯属于没有备用电源的独立供电系统，所有的能量全部来自太阳。因此，太阳能路灯的容量匹配和设计就显得十分重要。太阳电池的用量主要同使用地点的太阳能资源和负载耗电有关，容量设计步骤如下： 从当地气象站取得水平面太阳辐射数据； 计算太阳电池倾斜面上的太阳辐射 (kWh/m2 /日= 峰值小时)； 计算负载的每日耗电（kWh/日）； 计算太阳电池用量（kW）； 确定蓄电池储存天数和放电深度（3天，DOD=50%）； 计算蓄电池用量。太阳电池倾斜方阵面上的太阳辐射计算太阳电池倾斜方阵面上的太阳辐射计算采用加拿大环境资源部和美国宇航局（NASA）共同开发的设计软件RetScreen。 可以直接同NASA数据库相链接。可以根据当地纬度粗略确定固定太阳电池方阵的倾角： 纬度： 0 － 25 度 倾角： 等于纬度； 纬度： 26 － 45度 倾角： 纬度加5 － 10度； 纬度： 45 － 55度 倾角： 纬度加10－15度； 纬度： > 55度 倾角： 纬度加15 － 20度。null北京地区太阳能村庄灯设计计算表（12V18W系统）null北京地区太阳能村庄灯设计计算表（12V18W系统）续null北京地区太阳能路灯设计计算表（24V35W系统）null北京地区太阳能路灯设计计算表（24V35W系统）续光源的选择光源的选择光源的选择光源的选择高亮度LED光源的探讨高亮度LED光源的探讨1、作为手机、汽车照明、安全警示、便携灯具、电脑背光、液晶电视、景观照明、显示光源及交通信号已经表现出很好的节能效果和高可靠性； 2、如果以路灯照明为目的，要达到同其它高光效光源相同的照明效果，由于其光效无优势，LED并不能节能。但对于某些只要“灯下亮”就可以接受的照明场合，可以采用比其它光源功率低的LED光源，从而达到节能的效果； 3、LED光源目前最大的优势在于其超长的寿命，而且在采取一定措施的条件下，如增加反光板和适当调整LED灯条的照射角度，也可以弥补LED自身的缺点，能够达到较好的照明效果； 4、真正要做到LED光源的高可靠和长寿命，灯具的散热和恒流驱动一定要过关； 5、建议采用0.5W以上高功率LED，可以较好地解决恒流、散热和一致性问题。高亮度LED光源的探讨高亮度LED光源的探讨输入电压：DC 9-18V， AC 200-300V 最大输出电流：1.5A， 最大输出功率：20W， 恒流精度：±2%， 功率因数：> 90%1W LED10W LED50W LED100W LED5mm 炮弹封装LED 和高功率LED封装结构比较。先进的太阳能路灯控制器技术特点先进的太阳能路灯控制器技术特点光控开关机（注意太阳电池不同的影响） 定时工作，到时关机：2 - 12小时可调 手动开关机 PWM三段充电控制（可以提高20-30%效率） 蓄电池过放电保护（强迫断开） 蓄电池SOC放电过程控制（大大提高抵抗连续阴雨天的能力，有效延长蓄电池的寿命） 其它短路、过流、防浪涌电流、防反接、防反充电等保护功能。SOC蓄电池的剩余容量，即蓄电池中还有多少电，用%表示； DOD 放电深度，即蓄电池放掉了多少电，也用%表示； DOD＝1－SOC蓄电池理想的充电过程蓄电池理想的充电过程不同充电控制方式的效率不同充电控制方式的效率三阶段充电原理三阶段充电原理控制器根据蓄电池不同的放电情况对蓄电池实施“均衡充电”（Equilisation Charging)、“快速充电”（Boost Charging)和 “浮充电”（Normal Charging or Float Charging) ; 充满电压（Vfull）要进行温度补偿，每节电池 -（2-4mV)/ ºC (设计温度20 ºC ）； 蓄电池过放保护的恢复供电电压应当设立在12.8-12.9V。 PWM三段充电控制可以将充电效率提高20-30%，最大限度地利用太阳能，将太阳电池的作用发挥到极致； 均衡充电和快速充电可以使蓄电池的容量恢复到95%以上。蓄电池寿命和放电深度的关系蓄电池寿命和放电深度的关系null太阳能路灯放电过程控制的原理图示。 有效防止蓄电池的过放电， 大大提高抗阴雨天的能力， 延长蓄电池的使用寿命。太阳能路灯的施工太阳能路灯的施工太阳能路灯所有外露部分的防腐； 太阳能路灯所有连接部件的抗风； 太阳电池板的防鸟； 太阳电池板的防盗； 路灯进出线和控制室的防雨； 蓄电池的冬季保温和夏季降温； 蓄电池室的透气； 蓄电池室的防水； 蓄电池的防盗； 灯具的防雨、防虫、防雹； 灯具要便于维修和更换； 控制器要便于维修和检测。 太阳能路灯的硬件固然重要，太阳能路灯的安装施工、工程管理和质量控制也是非常重要的。太阳能路灯安装在室外，应当注意如下问题：nullInstallation of Solar Powered Street Lightnull2006年路灯基础和蓄电池安装图2007年路灯基础和蓄电池安装图检验路灯基础坑的尺寸检验路灯基础坑的尺寸基础制作-安放地笼基础制作-安放地笼null蓄电池箱密封处理固定螺栓-使用防盗螺丝固定螺栓-使用防盗螺丝接 线接 线太阳能路灯的质量控制太阳能路灯的质量控制通过实地考察选择优秀的部件生产企业和优质的产品； 所有产品必须经过权威部门的监测； 产品发货前要进行质量抽检，不合格不能发货； 所有产品的到货检验，必须办理检验和交接手续，不合格的产品立即退货； 对于关键部件，如光源和控制器要进行必要的老化试验； 严格库房管理，合格品和待检品要分开放置，不放任何未检验的产品进入现场； 严格安装和施工人员的培训：电池板的安装、立杆、接线、蓄电池的安装、基础施工、施工程序等； 路灯控制器的安装和调试必须由专业技术人员完成； 为每一盏路灯建立档案：包括系统配置、部件厂家、型号、参数、安装时间等。每盏灯具有唯一的编号，并绘制安装平面图，便于在最短时间内对路灯进行维修。 太阳能路灯工程的质量控制至关重要，“细节决定成败”就是这个道理。为了严格质量控制，我们配合延庆县新农村办制定出一整套质量控制措施：产品检验报告产品检验报告null货 物 自行检 验项目主管进行货物检验项目主管进行货物检验null沈家营镇八里店 102盏null张山营镇玉皇庙 36盏太阳能路灯的后期运行维护和管理太阳能路灯的后期运行维护和管理延庆县新农村办公室总结出了一套管理经验： 1、 太阳能路灯项目同其它很多工程项目一样，“三分建七分管”。虽然目前施工已完成，但路灯管护工作尤显重要； 2、 要想使太阳能路灯长久服务于新农村，服务于老百姓，则需要建设单位、生产厂家、地方政府和受益百姓的团结协作和共同努力。 3、具体要求如下： 施工单位落实管护责任人、管护范围、管护职责、管护制度； 提高农民参与度，普及了太阳能路灯知识，使村民熟悉了太阳能路灯的管护要点，增加了农民的收入，加强了责任心； 地方政府要积极支持和配合，将路灯的日常看护、防盗和防止人为破坏的责任落实到户、落实到人。延庆新农村办已经与各项目乡镇签订了太阳能路灯管护责任书，将延庆县近1万盏太阳能路灯的后期管护责任落实到了户和人；农民参与路灯安装-立杆农民参与路灯安装-立杆太阳能路灯北京市地方标准报批稿太阳能路灯北京市地方标准报批稿null5、光伏水泵太阳能光伏水泵太阳能光伏水泵 光伏水泵既不属于并网光伏系统，也不属于常规意义上的带有蓄电池的独立光伏系统。 光伏水泵属于直接耦合型（Direct Coupling)独立运行的光伏系统。 水泵系统的储能是靠储水箱或水塔来实现的。太阳能光伏水泵太阳能光伏水泵吸程：包括净吸程（净水位以上）和动吸程（动水位到净水位的吸程），离心泵靠形成真空后的大气压力吸水，最高理论吸程是10.33米，但实际设计吸程还要考虑气蚀余量和安全量： 吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米） 一般离心泵的设计吸程应当在1-5米。 扬程：单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程，在设计时是指从水泵中心线提升到出水点或者蓄水箱的水面之间总的垂直距离，单位是米； 压力水头：对于密闭的出水系统或需要加压的系统应当由用户提出数据，而对于一般的敞开系统，压力水头为零； 总水头（总扬程）：总水头 = 动吸程 + 净吸程 + 扬程 + 压力水头，单位是米。 流量：是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量），用Q表示，单位是：m3/s，m3/h，m3/d，l/s等。太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计（1）从水泵功率测算太阳电池用量： 收集用户信息：确切知道井深、动水位、净水位、水箱高度或扬水高度、每日需水量、太阳能资源等； 根据用户提供的信息计算出水泵的总水头（或总扬程）和流量； 根据总水头（或总扬程）、流量和水泵厂家的水泵参数选择水泵的功率，并确定采用直流水泵还是交流水泵。如果是交流水泵还应当选择合适的逆变器或变频器； 根据所选定的水泵功率和根据流量测算出的每日工作时间，计算总的耗电量。计算耗电量时还要考虑系统效率； 根据耗电量确定太阳电池的用量。Grundfos公司的SP14A水泵技术参数Grundfos公司的SP14A水泵技术参数 假如流量为每小时8立方米（大约每天30立方米），扬程30米，从图中的扬程（纵坐标）- 流量（横坐标）交叉点可知应当选SP 14A – 5型水泵，水泵功率为1.5kW，则太阳电池应选大约2kWp。太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计（2）从能量需求推算水泵的功率和太阳电池的用量 在手头没有水泵手册的时候，也可以直接从所需的扬程和流量推算水泵的功率和太阳电池的用量。这种方法对于编制太阳能水泵的设计软件是必不可少的。 1．计算每日提水需要的能量 计算每日提水需要的能量可用公式： Epump = 86400gQh(1+f) /3600/1000（kWh） (2.6-8) 式中，Epump为抽水能量，kWh；为水的比重，1000公斤/m3；g为重力加速度（9.81m/s2）；Q为流量或需求量，m3/d；h为总扬程，m；f为水管摩擦损失系数（5% - 10%）；常数86400为一般用户只能提供每日的需水量，将24小时换算成妙，则等于86400秒。 例如：一个村庄每日需水30m3，总扬程30米，摩擦系数取7%，则有： Epump = 864009.81100030/8640030(1+0.07)=9447030（焦耳）= 2.6kWh 太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计2．计算系统所需总能量 如果采用的是交流水泵，则还要考虑逆变器或变频器的效率，于是，光伏水泵系统的最终能量需求为： Esys = Epump / (pump  inverter  vol  other ) 式中，Esys为光伏水泵系统能量需求，kWh；Epump为抽水能量需求，kWh；pump为水泵系统效率（含电机效率）（10% - 50%）；inverter为逆变器效率（或变频器效率）（80% - 90%）；vol为太阳电池的匹配效率（90%）；other为包括其它损失的效率（90% - 95%） 以上面的计算为例，可得： Esys = 2.6kWh / (0.4 0.85  0.9  0.9 ) =9.44kWh太阳能光伏水泵的设计太阳能光伏水泵的设计3．计算倾斜太阳电池方阵面上的辐射量 一般来讲，太阳电池倾斜方阵面上的辐射量要比水平面辐射量大10-15%，如果水平面太阳辐射是每天4个峰值小时，则太阳电池方阵面上的辐射量则大约为4.5峰值小时（相当于太阳辐射资源为每日4.5kWh/m2）。 4．推算太阳电池用量 Ps = Esys /4.5 = 9.44kWh/4.5h = 2.1kW 5．推算水泵功率 每日提水能量为2.6kWh，假定每日水泵工作4小时，则不考虑水泵效率的净功率为0.65kW，水泵效率40%，则水泵功率为1.6kW。水泵功率也可按照太阳电池功率的70%选取，上例大约1.5KW左右，然后根据这样的功率确定合适的扬程和流量，上例扬程30米，流量30m3/d（大约每小时8m3）。 查水泵手册，也选择Grundfos的SP 14A – 5型水泵。null（3）从专业太阳能水泵手册求算太阳电池用量一些专业生产太阳能水泵的生产厂家给出了一些图表，可以很方便地求算太阳电池的用量。 仍然以上面的例子推算太阳电池的用量：流量：每日30m3； 扬程：30米；太阳能资源：每日4.5kWh/m2。 从上半图的纵坐标30m3/d，横向向右找到扬程30米的交点；然后垂直向下找到4.5kWh/m2/d 的交点，然后向找出下半途纵坐标上的太阳电池用量。查找的结果也是2kWp左右（交点已经超出图外，图上的近似值为1800Wp，见上图中箭头线）。典型的光伏直流水泵参数典型的光伏直流水泵参数典型的光伏交流水泵配置典型的光伏交流水泵配置典型的交流水泵参数典型的交流水泵参数null谢谢大家！