太阳能供电监控系统

一前言1.1光伏前景随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，石油的枯竭几乎像一个咒语，给人类带来了不安。何为石油等不可再生能源的替代者？各国都开始力推可再生能源，其中开发和利用太阳能已成为可再生能源中最炙热的“新宠”，发展太阳能已是大势所趋，太阳能时代已为时不远了。太阳能利用指太阳能的直接转化和利用。利用半导体器件的光伏效应原理，把太阳辐射能转换成电能称太阳能光伏技术。把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域。近几年，国际光伏发电迅猛发展。1973年，美国制定了政府级阳光发电 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23.4％；1997年美国和欧洲相继宣布"百万屋顶光伏计划"，美国计划到2010年安装1000～3000MW太阳电池。日本不甘落后，1997年补贴"屋顶光伏计划"的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。印度计划1998－2002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50MW。在这场阳光革命中领先的国家是德国。面对强势竞争，德国太阳能业依然傲视群雄，硕果累累。2005年，业内企业营业额达37亿欧元，从业公司约5000家，从业人数包括研发和服务达42000人。德国联邦太阳能经济协会有关人士说：“全球范围内太阳能发电装机容量将从2005年的1210兆瓦上升至2010年的3000兆瓦，年增长率为22%。”德国对太阳能的认知最早，位居前列；全球四分之一的太阳能电池产自德国，五年来德国所占全球市场份额始终保持在10%。为了加快太阳能产业的发展，德国政府通过多种推广活动来普及太阳能的利用。去年6月份，享誉世界的德国Intersolar大会在德国弗赖堡举办。德国太阳能展览会Intersolar始于2000年，每年一届，是欧洲最大的、侧重于光电、太阳热能技术及太阳能建筑方面的专业展览会，由EATIF欧洲光伏工业联盟、BSW德国太阳能工业协会、ISES国际太阳能联盟共同主办。由于太阳能产业增长势头强劲，这次弗莱堡国际展览中心的场馆（共10个馆）被完全启用，总展示面积达31000平方米。据统计共有90多个国家的647家参展商和26000多名参观者到场，中国1国内有50家太阳能行业企业参展。国内著名的业内企业参展，再次证明了该展会在太阳能领域不可替代的重要性，绝大多数展商 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示效果满意，2008年将继续参展。因展会规模爆增，2008年该展将告别弗莱堡，转移到德国慕尼黑新贸易展览中心。据主办方介绍，该展会2008年的总展示面积将达到62000平方米，预计将会有来自世界的800多家厂商，35000名专业贸易观众到场。这对于中国太阳能厂商来说将一个难得的拓展海外市场的契机。近几年来，太阳能产业在我国得到了迅猛的发展，中国已成为仅次于日本和德国之后居世界第三的光伏产品生产大国，这是我国为改善全球日益恶化的环境做出的巨大贡献，而中国随着相关法律和政策的出台，能源长期性短缺的中国将有望成为世界上最大的光伏发电市场。化石能源终将耗尽，绝对储量不可能满足人类长期发展的需要，寻找替代能源势在必然。太阳能是人类必然的能源选择。开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济发展和提高人民都有极为重要的意义。太阳能光伏发电由于资源无限、无污染和能把太阳能直接转变为电能，系统无运动部件、运行可靠、维护少、寿命长，且电能有益于输送、储存的优点。所以光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源。太阳能光伏发电应用技术已经日趋成熟，世界上发达国家已经在广泛利用太阳能发电。我国拥有丰富的太阳能资源，全国太阳辐射平均值为5800MJ/m2，太阳能光伏发电业已经在我国得到了广泛的利用：城市的太阳能光伏并网电站、电网无法延伸的边远农村独立光伏电站、通讯网络的太阳能光伏电源、交通领域的道路照明和道路设施供电，甚至在国防军事都有广泛的利用，并且这种趋势正在得到进一步的扩大。1.2工程概况工程监控系统用太阳能供电系统是一种典型的光伏独立发电系统应用，主要由太阳电池方阵、蓄电池组、安装支架、机箱、蓄电池保温箱以及辅助设备组成，为了提高系统的可靠性，还增添了应急充电口等做为配套使用。苏州江科新能源科技有限公司设计、制造的太阳能供电系统，其主要组成部分全部采用现行先进的设计经验，满足设备性能、安全性以及维护方面的要求。太阳能供电系统所采用的产品为我公司定型的成熟产品，并且所使用的配件为批量生产且为当前市场上的标准产品。我公司的设计人员对太阳能供电系统进行设计时，针对地区的实际情况（地理、气象及负荷等条件），在首先保证系统安全、可靠、满足负荷能够正常使用的前提下，使系统各部分的容量设计达到合理配置。苏州江科新能源有限公司结合多年太阳能供电系统的设计制造经验，特为北京地区工程监控系统提出太阳能供电系统技术方案。技术方案主要包括以下内容：--太阳能电源系统原理和构造--太阳能电源系统设计计算--太阳能电池板介绍--充放电控制器介绍--密封阀控式铅酸免维护胶体蓄电池、蓄电池保温箱介绍--太阳能及蓄电池监控软件介绍1.3公司介绍苏州江科新能源科技有限公司是一家集太阳能远程监控控制系统、智能节电控制系统等为核心技术的绿色能源产品与解决方案的提供商。公司依托浙江大学，上海交大的技术背景支持，定位于节能电源项目，为其提供相应的产品和服务，推出了JK系列太阳能供电成套设备。并相继取得了中国工程检测中心的产品检测中心认证，已拥有3项专利并正在申请7项专利认证。公司拥有多位经验丰富的电子、通信及光伏等领域的专家，管理团队具备多年的企业管理经验。公司秉着技术研发为导向，以控制和智能技术为企业发展和产品研发的根本方向，广泛应用成熟产品和技术，结合市场实际需求开发应用型产品，并不断推向市场。苏州新能源科技有限公司自主设计的太阳能光伏发电系统和光风互补发电系统，主要应用于交通、森林防火，电力检测，工业自动控制等领域；我公司先后承接或参与的国内太阳能光伏发电、光风互补发电项目包括：沿海边防海岛太阳能供电工程、中西部交通高速公路机电系统、移动通讯信号发射系统、无人值守监测系统等。公司自成立以来，已经成功安装太阳能供电设备近百套，总安装瓦数达到600千瓦左右，积累了丰富的生产、安装、技术研发以及售前、售后服务经验和 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 体系。与华富，圣阳，伏科，红鹰，力控、中电电气等知名企业建立了长期的紧密战略合作伙伴关系。二监控设备光伏供电系统总体设计概述2.1设计原则本设计遵循监控工程的总体建设目标，坚持使整个系统具有安全可靠性、先进性、可扩充性、灵活性和示范性等特性为设计原则。以下对设计原则进行阐述：（1）安全可靠性为保障系统可靠运行；系统采用了多项自我保护盒，负载保护的安全措施，选用性能优良、可靠性高的成熟技术产品；最大保证系统的安全可靠性。（2）先进实用性选用的设备（包括太阳能组件、蓄电池、太阳能充放电控制器等）均为国内或国际上先进实用的技术和产品。建成后的系统具有最为先进的蓄电池充放电管理技术、系统管理技术，让系统的使用和维护变得更加简单。（3）扩充性和灵活性系统的设计全部采用了模块化设计，系统的扩容将变得简单而灵活，增加数量的太阳能光伏电源很容易融入整个监控网络，而不需对其他设备做任何的改动，也不会影响其他设备的正常使用。这也相对减少了扩容资金投入。（4）示范性从项目的设计、施工、培训和售后服务都要进行周密的计划，并规范化实施，取得过程管理与实施结果的全面成功，为以后同类工程的实施起示范作用。2.2设计依据地区监控设备光伏供电系统设计计算主要依据是设备相关国际、国家标准和气象地理等数据。主要有：GB／T2297太阳光伏能源系统术语GB/T6495.1-10(IEC60904.1-10)光伏器件第1部分-第10部分GB/T9535(IEC61215)地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T11012太阳电池电性能测试设备检验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 GB/T12632单晶硅太阳电池总规范GB/T18210(IEC61829)晶体硅光伏(PV)方阵I-V特性的现场测量GB/T18479(IEC61277)地面用光伏(PV)发电系统概述和导则SJ/T11127(IEC61173)光伏发电系统过电压保护导则YD/T1073通信用太阳能供电组合电源DL/T724-2000电力系统用直流电源装置运行与维护技术 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 DL/T637阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件IEC61194独立光伏系统特征参数IEC61724光伏系统性能监测、测量、数据交换以及分析导则IEC61204直流输出低压供电装置：特性和安全要求IEC60068-2基本环境试验第2部分：试验IEC61427太阳光伏系统用蓄电池和电池组IEC60364建筑物的电气设施IEEE928地面光伏系统标准IEEE937光伏系统铅酸蓄电池的安装与维护IEEE1374地面光伏发电系统安全导则中国国家气象局提供的市景区监控项目的气象数据2.3系统考虑因素一个完善的太阳能供电系统需要考虑很多因素，进行各种设计，如电气性能设计、热力设计、静电屏蔽设计、机械结构设计等等，对地面应用的独立电源系统来说，最主要的是根据使用要求，决定太阳电池方阵和蓄电池规模，以满足正常工作的需求。光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少最合适的太阳电池组件和蓄电池容量，以尽量减少不必要的投资，即同时考虑可靠性及经济性。系统设计总体考虑主要是通过技术经济分析合理的确定满足要求的太阳电池组成件数量和蓄电池容量。包括安全性、可靠性方面的要求。系统设计主要考虑两种因素：根据负载需求（包含负载的类型特性）、周围环境参数、和太阳能供电系统部件的电气特性和电气参数，选择适合的部件满足系统需求。用计算机仿真方法在前述条件下计算出结果。并用计算结果进行校核。输入数据主要包括（不限于）：--安装地点的日照辐射--方阵倾斜面的日照辐射--环境温度参数--系统电压--负荷能量需求--最大和平均的放电电流--控制器调节特性与参数--太阳电池组件和蓄电池的特征参数--系统供电可靠性和供电电源可用率用计算机仿真方法计算出结果参数，主要有：--太阳电池方阵的倾斜角和方位角--太阳电池组件的数量和组件与组件之间的关系--蓄电池的容量和数量和电池之间的串并联关系太阳电池方阵容量和蓄电池容量是相互配套和匹配的，一般来说可能计算出几个结果方案（特别是大型系统），相对来说，蓄电池容量大时，太阳电池容量小。最后通过成本经济分析，选取出符合安装地点和实际情况的结果，用两年以上的时间进行运行校核。并不断调整参数，直至符合要求为止。2.4系统设计步骤2.4.1影响系统设计的因素A.光照条件：太阳照在地面上的辐射光的光谱、光强受到大气质量、地理位置、当地气候、气象、地形等多方面因素的影响，其能量在一日、一月和一年间都有很大的变化。B.太阳电池方阵的光电转换效率：由于转换效率受到电池本身的温度和太阳光强、蓄电池电压浮动等因素的影响，因而方阵法人输出功率也随着这些因素的改变而出现一些波动。C.太阳电池方阵的组合损耗和环境：太阳电池方阵受安装盒组件一致性，环境温度、污蚀等的影响，加之太阳电池运行年数后转换效率会略有下降。D.蓄电池充放电效率：蓄电池充放电效率会影响蓄电池的有效使用性能和能量的有效传递。E.负载用电情况：由于用途不同，耗电功率、用电时间、对电源可靠性的要求等各不相同。这些因素相当复杂，原则上需要多每个系统进行计算，对一些无法确定数量的影响因素，只能采用一些系数或数学方法来进行估量。由于考虑的因素及其复杂程度不同，采取的方法也不一样。2.4.2基本参数A．所有负载的名称、额定工作电压、耗电功率、用电时间、有无特殊要求等。B．当地的地理位置：包括地名、纬度、经度、海拔、温度等。C．当地的气象资料：主要有逐月平均太阳总辐射量，直接辐射及散射量，年平均气温及极端气温，最长连续阴雨天数、最大风速及冰雹等特殊气候情况。这些气象数据需取积累几年或几十年的平均值。2.4.3负载日耗电量和每小时负载变化情况负载日耗电量：负载算出所有负载工作电流与平均每天工作小时数相乘积之和。负载每小时变化情况即根据每天负载的运行情况计算出每隔一个小时的耗电情况。2.4.4计算日辐射量和决定方阵倾斜角从气象站得到的资料一般只有水平面上的太阳辐射总量，直接辐射量及散射辐射量。因此需换算成倾斜面上的太阳辐射量。依据不同的倾斜角，分别计算倾斜面上的太阳辐射量。包括直接辐射量、散射辐射量和反射辐射量。2.4.5选择蓄电池容量蓄电池储备容量的大小主要取决于负载的耗电情况，此外还要考虑现场的气候条件，环境温度，系统控制的规律性及系统失效的后果等因素。蓄电池在太阳电池系统中处于浮充电状态，充电电流远小于蓄电池要求的正常充电电流。尤其在冬天，太阳辐射量小，蓄电池常处于欠充状态，长期深放电会影响蓄电池的寿命，故必须考虑留有一定余量，选择适当的放电深度。过大的放电深度会缩短蓄电池的寿命；过小的放电深度又会增加太阳电池方阵的规模，加大总的投资成本，放电深度最大到80%较为合适。确定蓄电池的储备容量和无日照天数、放电深度后，可计算出所需蓄电池的实际容量，即可初步选定蓄电池的标称容量。2.4.6估算太阳能电池方阵将历年逐月平均水平面上太阳直接辐射及散射辐射量，算出逐月辐射总量，然后求出全年平均日太阳辐射总量和太阳电池方阵发电量。用尝试法对蓄电池全年荷电状态进行检验，如果蓄电池全年荷电状态低于原定的放电深度，就应增加方阵输出；如果蓄电池全年荷电状态始终大大高于放电深度允许的值，则可减少方阵输出。也可相应的增加或减少蓄电池容量。若有必要，还可修改方阵倾斜角，以求得最佳的方阵功率。2.4.7太阳电池方阵功率和蓄电池容量由于温度升高时，太阳电池的输出功率将下降，因此要求系统即使在最高温度下也能确保正常运行，进行环境温度的修正。这样，只要根据算出的蓄电池容量，太阳电池方阵的电压及功率，参照蓄电池和太阳电池组件的性能参数，选取合适的型号即可。2.5总体设计说明2.5.1系统原理构造监控设备光伏供电系统是以太阳能作为主供能源，由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、蓄电池保温箱、固定支架及蓄电池防盗保温箱等组成的可完全独立运行、由监控中心统一控制的直流电源系统。太阳能供电系统为固定安装，系统部件全部模块化，易于安装、拆卸和移动，同时也大大的提高了系统的可靠性，即使在黑夜和无日照期间内也要求24h连续供电。图2.2太阳能供电系统信号输出传输原理图2.5.2系统设计系数2.5.2.1太阳电池设计方面的设计系数在该工程中太阳能组件是以太阳电池组件方阵的方式使用，而太阳组件方阵是由一定数量的太阳电池组件按特定的方式组合而成的。太阳能组件方阵设计方面的设计系数主要是对太阳能发电量的响影为基准的。a)太阳电池方阵组合损耗系数1%太阳电池组件在组合成方阵的过程中因组件失配而引起的损耗。在本工程中我公司选用了本公司自己生产的JK-15660M型太阳电池组件，该组件失配小，一致性好，同时，在对各站点组件配置时，我公司要求进行，组件电压，电流失配控制，电压失配控制值为±2%，电流失配控制值为±1%，功率失配控制值为±1%。b)环境系数为100%工程中太阳能电源系统安装地点无阴影，设计子方阵间无遮挡，太阳电池方阵向正南，无树木、房屋遮挡，发电时期太阳高度无影响。c)温度系数为89%太阳能供电系统的安装地点室外设计温度为-40℃～85℃.根据太阳电池组件的温度因数取值。d)污蚀系数为10%根据组件安装地点的风沙尘土，对组件发电量的影响。e)衰减系数为10%电池组件随着时间的推移，紫外线照射引起的物理反应，发电量会有所衰减。选用的组件实际衰减率10年为5%。2.5.2.2蓄电池设计方面的设计系数a)无日照天数为7天根据使用方的要求，同时考虑实际运行情况b)安全系数120%为安全起见，蓄电池具有20%的备用容量c)充电效率92%，放电效率98%太阳能电池方阵发电对蓄电池充电过程和蓄电池对负荷放电过程引起的损耗。d)最大放电深度80%为保证蓄电池的使用寿命和电气性能，系统设计在各种运行、环境条件下的最大DOD。e)温度系数为1.23蓄电池性能和寿命受温度影响很大。虽然控制器设有运行参数温度补偿功能，但还应考虑温度影响。2.5.2.3有关系统运行和安全方面的设计系数A.系统供电可用率99.99%以上。对监控系统来讲，设计保证24h连续供电。B.平均无故障时间MTBF。系统可靠性除各组成部件的MTBF影响外，系统的合理化组合也影响系统MTBF。C.太阳能组件支架风力系数40m/s考虑西安地区的风速，支架设计按照40m/s进行计算。D.设备容量安全系数量小值120%2.5.3系统组成部分1)太阳能组件部分太阳能组件部分作用是将太阳能光能转换为直流电能，也是最为昂贵的设备，太阳光能虽然取之不尽却有局限性，因此太阳能组件的输出电能来之不易，为了保证组件发电有最高效率和最佳的性能，组件的安装和连接需要一个非常合理方案。2)蓄电池部分蓄电池是电源的储能设备，太阳能光伏电源完全在野外使用，环境条件极为恶劣，温度会影响蓄电池的容量和寿命，会使设备中断供电；连续的阴雨天会使蓄电池充电不足，也会影响蓄电池寿命和无法对设备供电。需要选用最好蓄电池，也需要一个合理的方案来保护蓄电池。3)太阳能充放电控制单元部分太阳能充放电控制单元，通常被称做能源管理器。太阳能充放电控制单元是太阳能光伏电源的核心控制设备，电源系统的核心控制功能都有太阳能充放电控制单元来完成。我们需要它具有满足要求的智能化控制管理模式。4)应急充电部分为了减少因蓄电池欠压而造成监控系统无法工作的现象，特别为每台电源系统设计应急充电接口是必须的，而直接使用正常的蓄电池接口是无法工作的，甚至会烧毁系统部件。在蓄电池电量报警后3小时内，以100A以上大电流快速充电。5)负载配电部分从控制单元的输出端口直接向负载供电是危险的，一旦系统出现故障或负载出现故障，将危及负载或系统太阳能充放电控制单元的安全。因此必须在系统的输出端设置负载配电设备来保护相关设备。6)辅助设备部分（组件安装支架、蓄电池防护井、保温箱）辅助设备用来支撑和保护系统的主要设备。优质的辅助设备能保证主设备的安全，延长主设备的使用寿命，提高系统的工作效率和可靠性。三监控设备光伏供电系统方案设计3.1太阳能组件部分选型设计3.1.1当地环境气象数据1、市北依太行与山西省接壤，南临黄河与郑州、洛阳相望，地理坐标北纬35º10′-35º21′，东径113º4′-113º26′之间，市属温带季风气候，日照充足，冬冷夏热、春暖秋凉，四季分明，年平均气温12.8°C-14.8°C，7月最热，月均气温为27-28°C，1月最冷，月均气温为-3-1°C，历史极端最高43.6°C（1966年6月22日），历史最低气温：-22.4°C。太阳总辐射在4300MJ/(m2·a)～5000MJ/(m2·a)之间。由于地理位置、降水和云雾遮蔽多寡等多种因素的综合影响，日照时数和日照百分率在总体分布上呈现北多南少的特点。1961年～2007年多年平均年日照时数在1840～2400小时，坐标35N113E为2100小时/年，日平均日照为5.78小时。省太阳辐射分布图年平均日照时数分布图市太阳能供电系统环境气象数据（参考）地名：市纬度：35°11′度N经度：113°4′度E数据表：项目/月份单位123456789101112平均全天总日射kWh/㎡.d1.31.451.82.112.482.613.13.242.42.11.71.42.140833333量日平均日照小时4.95.15.35.56.17.16.77.26.36.15.145.783333333降雨日数天2.12.74.26.56.95.88.26.69.37.94.31.45.491666667平均气温度-0.52.27.914.119.424.826.325.319.413.86.80.913.36666667平均最高气度4.87.71420.425.831.63231.124.719.312.16.119.13333333温3.1.3组件安装倾角选择太阳电池组件安装倾角应保证最大限度地接收日光照射，在一般情况下组件与水平方向的为当地纬度±5°～10°。即在夏季时为减，在冬季时为加。如果采用固定角度的支架，则采用当地纬度为倾斜角度。市在北纬35～113度之间，地区的辐照量数据显示，每年12月份平均辐照量值最小，并且年平均辐照量以市1月份的1.3Kwh/㎡/天为最小，1月份正好是冬至所在月份，阳光具有最小的入射角，因此，选择组件安装倾角的时候需要充分照顾该月份太阳能组件的发电量，我们将组件的安装的安装角度选择整数40度。3.1.4组件需要承受的最大风载根据实际数据的调查表明，在西安地区的最大风速为40米/s，由该风速计算得出的基本风压为1000Pa。3.1.5组件的选型江科系能源科技有限公司在市项目太阳能供电系统中所用的太阳能电池组件为JK-15660M型太阳能电池组件，单晶硅片的转换效率≥17%，为一级产品。其基本参数如下表：（注：标准测试条件为环境温度25℃，太阳辐照度为AM1.5，1000W/㎡）最大输出最大输出开路电压短路电流最大功率型号工作电压工作电流VOC(V)ISC(A)Pm(W)Vpm(A)Ipm(A)JK-15660M22.89.2918.68.6160JK-15660M型组件的构造参数外形尺寸重量单晶电池型号晶体类型（mm）（Kg）（片）JK-15660M单晶硅1474*674*3511363.1.615660M单晶硅太阳能电池组件（1）单晶硅太阳能电池组件组成我公司生产的15660M单晶硅太阳能电池组件主要组成部分如图7-1所示。图7-1单晶硅太阳能组件示意图电池片：采用高效率（17%以上）的单晶硅太阳能电池片封装，保证太阳能电池组件发电功率充足。EVA胶膜：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池组件的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂，具有较高的透光率和抗老化能力。TPT背膜：太阳电池组件的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。铝合金边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。低铁钢化玻璃：采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)，厚度3.2mm,在太阳能电池光谱响应的波长范围内(320-1100nP)透光率达91%以上，对于大于1200nP的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。（2）15660M单晶硅太阳能电池组件基本技术参数绝缘电压:≥50MΩ/2000V边框接地电阻:≤1Ω迎风压强:2500Pa填充因子:73％短路电流温度系数：（0.06±0.01）%/℃开路电压温度系数:（155±10）MV/℃最大功率温度系数：（0.5±0.05）%/℃NOCT：48±2℃工作温度：-40℃～+90℃单片转换效率：≥17%功率衰减：太阳能电池组件质保十年内功率衰减小于等于10%,二十五年内功率衰减小于20％。生产标准：GB/T9535测试标准：IEC61215绝缘强度：DC3500V,1min连接盒：采用满足IEC标准的电气连接，采用工业防水耐温快速接插，防紫外线阻燃电缆使用寿命：25年抗风强度：60m/s(200Kg/m2)表面强度：225g钢球从1米高度自由落下撞击组件表面,组件不损坏。（3）S185单晶硅太阳能电池组件电压、电流与辐照的关系曲线图7-2单晶硅太阳能电池组件电压电流与辐照度关系曲线（测试条件：AM1.5,温度25℃标准条件）（4）S185单晶硅组件特点S185型太阳能电池组件，每个组件的表面是由72块单晶硅芯片组成，它们之间能够排列紧密且间隙小，从而使其面积利用率大大提高。另外，太阳电池的每个芯片上有双备份的导电锡条，如图7-3所示，这样能够提高组件的可靠性及发电效率。图7-3单晶硅电池组件结构示意图S185太阳电池组件背面如图7-4所示，汇流盒和太阳电池板的连接和电缆进出线用的密封构件，都能够防尘防水；在汇流盒内部有旁路二极管，能减少功率损失或局部阴影而引起的损害；太阳电池组件彼此之间具有电气和机械的可互换性，某一太阳电池组件需移动和更换时，无需特殊工具，在现场就很容易完成。图7-4单晶硅电池组件接线盒示意图3.2太阳能专用阀控式密封胶体蓄电池根据本次技术文件要求,关于蓄电池技术标准如下：类型：密封阀控免维胶体蓄电池；容量：200Ah；额定电压12VDC；蓄电池个数：1节；蓄电池采用气相二氧化硅配置的硫酸凝胶电解质，在环境温度在-20℃-50℃时为固体凝胶电解质，无酸分层现象；蓄电池采用胶体电池专用高分子微孔IGM隔板进行组装；高低温工作性能：-10℃条件下蓄电池10h容量保留率不低于70%，40℃时充放电效率不低于95%；防爆性能：蓄电池槽采用高强度ABS材料制造；安全阀采用EPDM橡胶材料制造，可自动开启；蓄电池寿命：蓄电池在环境温度-10℃-50℃条件时，能满足正常使用要求连续工作3年蓄电池容量衰减不超过30%，蓄电池在环境温度20℃浮充寿命大于15年；本系统选用容量是200AH,电压为12V的胶体蓄电池6-CNF，具体介绍如下：（1）6-CNF产品样图图江科阀控式密封铅胶体电池示意图（2）6-CNF产品特点我们选用了太阳能储能专用6-CNF（12V）系列阀控胶体蓄电池。6-CNF系列蓄电池具有非常良好的循环能力,各项技术性能指标均超过BSEN61427欧洲标准。根据技术指标来定具体型号为：6-CNF其主要技术特点如下:采用Pb-Ca-Sn多元合金压铸成型的管式正极板意大利制造的ABS槽盖特殊结构密封嵌铜芯复合极柱电解液密度1.240g/cm(20℃)浮充充电电压:2.25V/单体(20℃)均充充电电压:2.35V/单体(20℃)使用温度范围:-20℃～+50℃6-CNF型号的太阳能系统用12V固定防酸蓄电池不同放电率容量如下：基本规格型号6-CNF电压（V）12V容量（AH）150CN系列胶体蓄电池(OPzV)产品执行德国DIN40742标准特点及IEC60896-2标准，从200Ah-3000Ah共14个规格。外观参数标配重量(Kg）32.5标配尺寸(mm）211×176×365充电电压与环境温度关系曲线2.60V2.50V均充电压2.40V2.30V2.20V浮充电压2.10V-20℃-10℃0℃10℃20℃30℃40℃50℃充电电压与环境温度曲线（3）6-CNF系列胶体蓄电池循环寿命曲线图7-66-CNF系列电池循环寿命曲线（4）6-CNF规格参数名称参数型号6-CNF标称电压12V单体个数6参考质量49.6/109.35kg/lbs外形尺寸（mm）211*175*365质量比能32.26Wh/kg体积比能78.18Wh/dm33.3JK-SC24/12型智能控制器3.3.1控制器功能特点（1）MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作。（2）MPPT控制器主要功能：检测主回路直流电压及输出电流，计算出太阳能阵列的输出功率，并实现对最大功率点的追踪。扰动电阻R和MOSFET串连在一起，在输出电压基本稳定的条件下，通过改变MOSFET的占空比，来改变通过电阻的平均电流，因此产生了电流的扰动。同时，光伏电池的输出电流电压亦将随之变化，通过测量扰动前后光伏电池输出功率和电压的变化，以决定下一周期的扰动方向，当扰动方向正确时太阳能光能板输出功率增加，下周期继续朝同一方向扰动，反之，朝反方向扰动，如此，反复进行着扰动与观察来使太阳能光电板输出达最大功率点。3.3.2控制器性能参数◇控制器额定电压：12/24v自适应◇控制器额定充电电流：20A◇控制器额定放电电流：20A◇充满切断电压值：13.9v～14.8v;27.8v～29.6v;◇亏电断开电压值：10.5v～11v;21v～22v;◇恢复连接电压值：13v～13.3v;26v～26.6v;◇蓄电池过充报警电压值：13.9v～14.8v;27.8v～29.6v;◇蓄电池过放报警电压值：10.5v～11v;21v～22v;◇蓄电池过充报警恢复电压：13v～13.3v;26v～26.6v;◇蓄电池过放报警恢复电压：12.5v～13v;25v～26v;◇温度补偿系数：-5mv/℃～7mv/℃◇控制器自身损耗：≤15MA◇控制器充电回路压降：0.2v～0.3v◇控制器放电回路压降：0.1v～0.2v◇工作温度：-40℃～+60℃◇控制器有外部充电电源接口，应急充电接口额定电流≥300A◇快速充电功能：电池电压低于一定值时，快速充电功能自动开始，控制器将提高电池的充电电压，当蓄电池电压达到理想值时开始快速充电倒计时程序，定时时间到后退出快速充电状态。◇控制器配有标准通讯接口和数据线，可将控制器与串口设备连接，实现将内置的存储器存储的充放电数据记录进行远程传输。◇充电循环设定：SOC控制，具有过放、过冲保护及正、负极反接及短路保护；4组预设充电程序。◇控制器具有通信RS232数据传输接口，可以构成在线检测网络，由监控中心统一控制管理，具有数据记录、查询、采集方式调整、声光报警等功能，监控软件支持WINDOWSXP/2000等操作系统。3.3.3控制器规格参数名称参数系统标准电压12，24，48BAT+到BAT-最大电压100VBAT+到BAT-最大短时电压120VBAT+到SOL-最大电压100VLOAD-到BAT-最大电压60V“G”端子到BAT-最大电压60VB-端子到BAT-最大电压+/-10V最大连续充电电流（SOL-）20（20,40，60）A最大连续负载电流（LOAD-）20A最大短期负载电流20A温度传感器范围-5—50°C最大储存/操作温度70°C仪表精确度<+/-2%+/-1，数字显示使用温度-25°C—50°C'重量320g3.4太阳电池方阵支架设计3.4.1概述为防止用于室外支撑太阳电池的支架受到腐蚀而威胁到整个太阳能发电系统的安全运行,采用表面喷塑处理的50*50*5热镀锌角钢材料作为太阳电池方阵的支架。由于太阳电池方阵占用一定的面积，考虑到当地会有瞬时的大风，将方阵分成若干个单元（由3块组件竖放排列，如图所示），单元之间留有一定得通风间隙，这样可以将方阵的受力减轻。3块太阳能电池板并联安装290W*4在设计过程中考虑的主要因素是：支架及组件的自重大小、风压情况、积雪作用和地震等。通过计算确定选用材料的材质及强度规格，从而保证太阳电池方阵安全与可靠地使用，确保太阳电池方阵的使用寿命达到预期的要求。3.4.2设计条件（1）采用固定荷重G和因风雨产生的风压荷重W的短期复合荷重。（2）没有积雪的一般地区，最大风速设定为40m/s.3.4.3强度计算计算因从支架前面吹来（顺风）的风压和从支架后面吹来（逆风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压缩以及拉伸强度，安装螺栓的强度等，并确认强度。1.结构材料角钢框及支撑臂采用××因此截面二次力矩和截面系数有热轧L5050t5,IMZ成型钢的截面特性得下面数值。因为是等边直角型钢，取X轴Y轴向的任何方向都是同样的数值。4IM=11.21cmZ=3.13cm32.荷重计算（1）固定荷重（G）组件荷重：GM=12.0kgx2x9.8m/s2=235.2N角钢框自重：Gk1=3.77kg/mx1.53mx2x9.8m/s2=113N钢架自重：2Gk2=3.77kg/mx3.0mx2x9.8m/s=222N其他结构材料等2:Gk3=10kgx9.8m/s=98N固定荷重G=GM+Gk1+Gk2+Gk3=668.2N（2）风压荷重（W）假设从阵列前面出来的风（顺风）的风压荷重（）ρ2αWN=1/2x(Cwxxv0xS)xxIxJCw----风力系数=1.028ρ----空气密度=1.274N.s2/m4风速v0----=40m/sS----受风面积=1.2X1.3=1.56(m2)α----高度补偿系数=(11/10)1/5=1.048I----用途系数=假设为通常的太阳能光伏发电系统,系数为1.0J----环境系数=假设为像海面上那样没有障碍物的平坦地,系数1.15W（N）=1/2X1.028X1.274X402X1.56X1.048X1.0X1.15≈1970N从阵列后面吹来的风(逆风)的风压荷重W，（N）,风力系数变更为Cw----风力系数=1.382W，（N）=1/2X1.382X1.274X402X1.56X1.048X1.0X1.15=2648N该风压荷重对太阳能电池阵列为上吹荷重（扬力）作用。（3）总荷重顺风时：G+W=668.2+1970=2638.2N逆风时:G-W=668.2-2648=-1979.8N3、角钢框架如图所示：认为是受到均布荷重的悬空横梁。从A点到C点间均布荷重作用，为使角钢框架不被破坏地找平衡，在A点、B点上产生对荷重的反作用力和力矩。作用于A、B点的反作用力，和作用在B、C点的反作用力完全相同，即只对A-B间部分的简支梁考虑。4、A-B间的弯曲应力顺风时A-B点上发生的弯曲力矩M=WL²/8１W----单位长度的荷重=2638.2/1.53≈1725（N/m）L----跨距长=0.765m所以，M⒈=1725×0．765²／８≈１２７（Ｎ．ｍ）应力σ１＝Ｍ／Ｚ因为角钢框架使用Ｌ５０×５０×ｔ５，所以截面系数Ｚ＝３．１３cm2角钢框左右共２根，σ１变为１／２，即σ１＝１２７×１００／（３．１３×２）＝２０２９（Ｎ／ｃｍ２）由于所使用材料Ｑ２３５的弯曲允许应力为１５８００Ｎ／ｃｍ２，则有（２０２９／１５８００）﹤１，所以是安全的。逆风时Ａ－Ｂ点上发生的弯曲力矩Ｍ２＝１９７９．８×0．765²／（１．５３×８）≈９５（Ｎ．ｍ）应力σ２＝９５×１００／（３．１３×２）＝１５１８（Ｎ／ｃｍ２）（１５１８／１５８００）﹤１，所以是安全的。5、A-B间的弯曲顺风时，角钢框架的弯曲31=5PTXL/(384XEXIM)PT----总荷重=2638.2NE-----材料的纵向弹性系数=20.6X106N/c㎡截面二次力矩4IM-----=11.21cm36≈2=5x2638.2x76.5/(384x20.6x10x(11.21x2))0.034(cm)对于跨距长76.5cm，最大的位移量0.034cm,因此它的比为0.134/300，这与钢结构的材料弯曲允许界限值1/300比较小，不成问题。逆风时，总荷重=1979.8N角钢框架的弯曲=5x1979.8x76.53/(384x20.6x106x(11.21x2))≈0.025(cm)对于跨距长76.5cm，最大位移量0.025cm,因此它的比为0.098/300,这与钢结构的材料弯曲允许界限值1/300比较小，不成问题。６、支撑臂的压曲与截面宽度比较长度长的支柱应当受到压缩时，弯曲破坏的几率高于压缩破坏。这称为柱的压曲，此时的荷重称为压曲荷重。如图所示支撑臂结构的压曲。压曲荷重（欧拉公式）Ｐ＝Ｎxπ2xExI/LｋM压曲荷重（）PK—NN—由两端的支撑条件决定的系数，两端合叶铰接的场合为1.0E—材料的纵向弹性系数=20.6x106N/c㎡截面二次力矩4IM—=11.21cmL—轴长=113.7cmπ262≈PK=1.0xx20.6x10x11.21/113.7176121(N)支撑臂有2根，每根承担的总荷重为2638.2/2≈1320（N）,因而（1320/176121）﹤1，所以安全。7、支撑臂的拉伸强度逆风的场合，风压荷重W对支撑臂起拉伸荷重的作用，变为上吹荷重（扬力）。此上吹荷重，由2个支撑臂，假设由2个单纯支撑臂承受。8、安装螺栓的强度作为角钢框架和支撑臂的安装螺栓，采用M10热镀锌螺栓。允许剪切应力9800N/c㎡。这个螺栓上产生的最大应力是顺风时的剪切应力=P/(2xA)P—总荷重=2638.2NA—螺栓内槽的截面积=0.58c㎡=2638.2/(2X0.58)≈2274.3N/c㎡所以，一个螺栓的剪切应力为2274.3/4=568.6N/c㎡,因而（568.6/9800）﹤1，所以安全。６、支撑臂的压曲与截面宽度比较长度长的支柱应当受到压缩时，弯曲破坏的几率高于压缩破坏。这称为柱的压曲，此时的荷重称为压曲荷重。如图所示支撑臂结构的压曲。亚曲荷重（欧拉公式）Ｐ＝Ｎxπ2xExI/LｋM压曲荷重（）PK—NN—由两端的支撑条件决定的系数，两端合叶铰接的场合为1.0E—材料的纵向弹性系数=20.6x106N/c㎡截面二次力矩4IM—=11.21cmL—轴长=113.7cmπ262≈PK=1.0xx20.6x10x11.21/113.7176121(N)支撑臂有2根，每根承担的总荷重为2638.2/2≈1320（N）,因而（1320/176121）﹤1，所以安全。四设计太阳能光伏供电系统的配置表市景区监控系统太阳能供电系统配置表序单数设备名称型号产地/品牌备注号位量1太阳能电池组件JK-15660M块1江科功率为160WP/块2组件支架JK-ZM套1江科热镀锌、配套螺丝；3光伏控制器JK-ML2420台1江科额定电流20A4胶体蓄电池6-CNF块1江科电压12V，容量200AH，含防雷模块、空开、蓄电池保险、汇流排、端子、连接导线（6V、12V、5智能配电箱YJ-13B台1江科24V稳压模块、应急充电接口、声光报警器）、GPRS远程配备专用波纹软管16电池箱BL-08台1江科米4米立杆／整体热镀锌喷塑／下口径7立杆4M套1江科140mm（1米）/上口径76mm（3米）/壁厚2.0/含配电箱、预埋件、横臂、设备接头等7BVR-4mm2米22江苏国标线缆8RV-6mm2米20江苏国标9不锈钢螺丝M8×45套18上海国标，双平垫一弹垫10金属软管及护口φ16米15北京国标，每站备6个护口11其它套1北京配套五系统的总体布局太阳能光伏电源系统是一个独立运行的系统，负载从太阳能光伏电源获得的电能完全从太阳能转换而来，而不会有公共电网能量的补充，因此，一个可靠、高效、安全的太阳能光伏电源系统，才能使负载获得稳定可靠地电能。除了对系统各部进行设计之外，我们还需要考虑系统的整体布局，让我们的安装调试工作、系统的维护性能、整体性能得到进一步提高。现场安装调试工作室繁重的，合理的布局可以降低现场安装调试工作量。系统已经进行了模块化设计，视实际安装环境的需要，使系统进一步模块化，让维护维修安装更方便。整体考虑系统的布局，能进一步提高系统的可靠性。六合理布线合理布线非常重要，一方面天会减少我们的现场工作量；另一方面，系统需要稳定的工作20年以上，不合理的布线会加快电缆的老化，危及系统的安全。我们将按要求将所有电缆穿管敷设，在无法穿管的地方，将使用允许裸露在外的抗紫外线的专用电缆。组件共分三块，为全部并联连接，在此我们将使用光伏组件的工程专用三通连接器连接，这是一种快速接插件。这样安装工作将变得简单，即使更换也很方便。七地线保护和防雷保护所有外场设备均需做工作及防雷接地，接地电阻≤4Ω，供电电缆应做保护接地、防雷接地，一般可在外场设备处将铠装层接地；防雷接地电阻＜10Ω信号电缆屏蔽层应良好接地。八售后服务及技术支持1.本公司可提供太阳能供电、无线传输、视频监控、安装组件或其它特制功能等全系统集成技术支持2.工程项目安装调试期间，本公司提供免费的电话或远程网络技术支持，直至工程安装调试完毕3.系统整体有限保修期为自销售之日起12个月，在有限保修期内您将享受产品故障免费售后服务(故障品由用户寄到公司维修，使用不当、人为故障或不可抗拒的原因造成的故障不属于保修范围)4.有限保修期后，本公司将应用户的要求对整个系统提供终身有偿维护服务5.无论是否保修期内，本公司将提供免费的电话或网络技术支持6.技术支持时间：周一至周六(上午9:00-11:30，下午12:30-17:00)7.技术支持仅限我司提供的设备，非我司提供的设备问题或者由于用户的其它设备性能影响导致我司设备使用效果不如意、不兼容等，不在技术解决范围之内。