简介:结合广西的地理环境对独立式光伏发电系统的太阳能电池方阵功率、蓄电池容量、连接方武、控制器和逆变器进行了计算与设计,并对独立系统设计中的注意事项进行了分析,为今后独立式光伏发电系统的设计提供参考。
简介:ABSTRACT: In this project, some optimization ideas and methods will be studied. Through determine the optimization voltage and optimization current to solve out the best number of modules for series and parallel. The key of this aim of the report is the method and process of design. KEY WORD: PV module lay out , optimization, benefits 摘要: 本文是针对大型光伏发电站光伏组件阵列布置的一种优化设计。通过选定逆变器的最佳电压和电流的工作范围进而确定光伏组件的最佳串并联个数范围,最后通过计算和比较分析从中找出最优的一组串并联的个数。论文的研究主要针对组件布置的优化过程和方法,其比较方法对以后的关于光伏阵列的布置设计起到一定的指导意义。 关键词:光伏,优化,收益 . 1 引言 1.1 概述 到 2050年全世界人口大概要达到 100亿,按照每人每年 GDP增长 1.6%, GDP单位能耗按照每年减少 1%,则能源需求装机将是大约 30-60TW,届时主要要靠可再生能源来解决。可是,世界上潜在水能资源 4.6TW,经济可开采资源只有 0.9TW;风能实际可开发资源 2-4TW;生物质能 3TW(加起来总共 8TW)。只有太阳能是唯一能够保证人类未来需求的能量来源,其潜在资源 120000TW,实际可开采资源高达 600TW。 1.2 光伏组件和逆变器的选型 本文将以朝阳市 10MW的光伏电站作为研究对象,光伏组件选用某公司生产的 YL240P-29b电池板,电池板峰值功率为 240W,之所以选择 240W型号的电池板,主要是因为此型号板子比较适合应用在大型光发电站,稳定性好。太阳能电池板主要技术如下表 : 表 1 太阳能电池板技术参数 Module type YL240P-29b Power output 240W Module efficiency 14.7% Vmpp 29.5V Impp 8.14A Voc 36.5V Isc 8.65A Temperature coefficient of Pmax γ (%/oC) -0.45 Temperature coefficient of β voc(%/oC) -0.36 Temperature coefficient of αIsc(%/oC) 0.06 光伏逆变器选用 AEG 公司 500KW 逆变器,其特点有 a. 发电连接箱的设计灵活高效,甚至通过选件设备可独立切换它们以使其灵活编组。两个单元可形成一种“伙伴模式”(高效的主 / 从功能) .b. 最大化的功率点跟踪设计满足了最新的要求,实现了在晴天和阴天的不同条件下快速响应、动态变化。再加上可靠的运行 / 休眠探测,保证昼夜切换自动完成。光伏逆变器的主要技术参数如下表 : 表 2 光伏逆变器技术参数 Inverter type AEG 500 Power range 250KW—700KW Power range MPPT 500KW—580KW DC voltage range 400V—1000V DC voltage range MPPT 500V—820V MAX DC current 1060A Efficiency Euro 98.15% 1.3 组件串并联个数的优化设计 1.3.1 组件串联个数范围的确定 根据朝阳市气象数据库,当地年平均气温 8.8℃,极端最高温度 43.3℃,极端最低温度 -34.4℃,气候特征为冬季寒冷、夏季炎热。光伏组件运行的极限最高与最低的环境温度为 43.3℃与 -34.4℃,与 STC25℃温度偏移的度数分别是 59.4℃和 18.3℃。 组件的串联个数一定要被选择在串联时环路内电压不能高于逆变器直流侧的输入电压,否则会烧毁逆变器。因此另一个限定三个限定条件组件的串联个数被选择在 18,19,20,21其中的一项。 1.3.2 组件串并联个数的优化比较: 阵列容量选择 500kW单元阵列容量的组件串并联容量基本单元,对以上 4个个数分别进行逆变器允许范围的校验 : 1.3.3对各个串并电池组件进行评估: 表 3 组件串并联个数计算比较 从上表可以看出当组件串联个数在 18至 21之间时,组件都可以工作在限值条件范围之内,所以都符合,仅仅组件在 18串 120并的情况下, STC下的短路电流和极热环境温度下的最大输出电流非常接近于逆变器的最大允许输入电流 1060A,故不宜采用此方案。 表 4 四种连接方式的输入电压下的逆变器效率损耗和功率损耗 图 1 四种连接方式的导线功率损耗与逆变器功率损耗综合比较分析图 从图中我们可以看到,随着组件串联个数的增加并联个数的减少导线的损耗呈下降趋势(蓝色),但是逆变器的转换功率损耗呈上升趋势(红色),两项综合起来呈上升趋势(绿色),所以理论上的结论为在逆变器输入最佳工作电压范围之内,最终的优化结果为 20串 105并的连接方式,组件的摆放为竖向两排放置。 2 结论 本文提出了光伏场区内光伏方阵设计的一些理论依据和优化方法,可以通过该方法对光伏方阵的场内设计提供了相关参考依据。 参 考 文 献 [1]Ryan Mayfield. Photovoltaic Design & Installation for DUMMIES [M].America. Wiley Publishing,Inc. 2012. [2] JOHN A.DUFFIE ,WILLIAMA A.BECKMAN.SOLAR ENGINEERING OF THERMAL PROCESSES Second Edition[M]. Wiley Publishing,Inc. 1980.
简介:摘要:随着现在环境逐渐变化,能源的缺少,太阳能光伏发电也逐渐走到人们的视野之中,现在人们对于太阳能独立光伏发电系统的能量管理是非常重视的。而这个系统主要是由太阳能电池、蓄电池、单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器造成,主要是太阳能电池能够提供稳定的负载能量,同时还能够在能量不足或者是多余的时候通过蓄电池的作用来进行相应的调节。
简介:摘要:随着新能源光伏发电业务及工程项目的巨增,对光伏发电技术及其系统集成技术不断的提高,要求技术先进、效益更好、系统可靠安全、管理高效便捷、检修维护方便等;同时,光伏行业与不同行业领域相结合应用,比如光伏种植、光伏大棚,渔光互补、光伏畜牧业等各种领域不同的应用形式,光伏发电以及其应用形式的多样化,对基本光伏发电方阵所要求的采集数据、监控信息、保护功能、控制对象及控制要求和管理范围等都会因为应用形式的完全不同,所要具备的功能变得多样及复杂。本文主要阐述、探讨和研究仅一种装置就能满足光伏发电结合不同领域产业应用场景下,对基本单元光伏方阵信息监管的多样化、复杂性的多种功能综合装置。
简介:摘要:光伏发电是目前应用最广的新能源发电之一,具有绿色、环保、无污染、可循环利用等优点。光伏发电的出力随光照的变化而变化,数据显示光伏电站的大部分出力波动在秒级时间内可达10%左右,如此短时的波动给电网的暂态平衡带来了不小的挑战,光伏的短时剧烈波动对于电网较弱的地区甚至会导致大面积的停电事故。由于光伏出力的不可控、难预测、波动大等间歇性问题,光伏电站限电情况日益严重,严重影响了电站的正常发电运行,急需采取技术手段缓解光伏电站的限电情况。在光伏电站配置储能系统,通过统一控制调度,可实现不同的控制策略和运行方式下的能量搬移、削峰填谷、平滑出力、跟踪计划等不同功能需求。本文通过对储能系统接入方式、联合运行和安全性进行分析和研究,论证了光储联合运行的可行性和可靠性。