屋顶太阳能方案_解决方案_计划/解决方案_实用文档。屋顶太阳能发电解决方案 工程案例图片一： 工程案例图片二： 1 工程案例图片三： 2 1 光伏发电概述 1.1 地理位置要求 地势平坦，交通便利，建筑屋顶等。 1.2 气候条件要求 太阳能资源

　　屋顶太阳能发电解决方案 工程案例图片一： 工程案例图片二： 1 工程案例图片三： 2 1 光伏发电概述 1.1 地理位置要求 地势平坦，交通便利，建筑屋顶等。 1.2 气候条件要求 太阳能资源条件： 年日照时数大于 2000h，年辐射总量高于 5860MJ/m2，属于太阳能资源丰富或较丰富的 地区，光伏支架具有利用太阳能的良好条件。年日照时数在 1000～1800h ，年辐射量在 3350～ 4190MJ/m2 地区，属于太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。 常规气象要素： 净辐射、总辐射、散射辐射、直接辐射、气温、气压、相对湿度、水汽压、降雨量、风 向、风速、光伏支架沙尘暴记录及其他破坏性气候。 1.3 光伏系统组成 太阳能电 池方阵 系统控制及充放 电保护 逆变器 负载 蓄能电池组 ①太阳能电池方阵 太阳能电池方阵一般由多块太阳能电池组件串并联而成，每个支路通过防反充二极管、 充电控制器并联向蓄电池充电。太阳能电池方阵分为若干个子阵列，每个阵列由一个电子开 关控制。当蓄电池的充电电压达到设定的电高压时，自动依次切断一个或数个子阵列，以 限制蓄电池的充电电压继续增长确保蓄电池的寿命，并限度地利用和储存太阳能电池发 出的电能。 ②蓄电池组 3 蓄电池组是太阳能电池方阵的储能装置，其作用是将方阵在有日照时发出的多余电能储 存起来，在晚间或阴雨天时供负载使用。蓄电池组由若干蓄电池串并联而成。一般容量要能 在无太阳辐射的日子里，满足用户要求的供电时间和供电量。目前常用的是铅酸蓄电池，重 要的场合也有用镉镍蓄电池，但价格较高，相对来说应用没有前一种广泛。 在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，方阵除了供给负载用电 外，要给蓄电池充电；冬天日照量小，这部分储存的电能逐步放出。在这种季节性循环的基 础上还要加上小得多的日循环：白天方阵给蓄电池充电（同时方阵还要给负载供电），晚上 负载用电则全部由蓄电池供给。因此要求蓄电池的自放电要小，耐过充放，而且充放电效率 要高，当然还要考虑价格低廉，使用方便等因素。 如前所述，当蓄电池端电压达到设定的值时，由电压检测电路得到信号电压，通过 控制电路进行开关切换，使系统进入稳压闭环控制，既保持对蓄电池充电，又不致使蓄电池 过充，造成电解液中水的大量分解和过热而导致极板损坏，从而使蓄电池得到合理的保护和 利用。如过充保护失灵导致蓄电池端电压过高时，系统发出报警指令。当蓄电池端电压下降 至过放值时，系统也会发出报警指示，同时逆变器自动关闭，以保证蓄电池不再继续放电。 ③控制器 在不同的光伏发电系统中控制器各不相同，其功能的多少和复杂程度差别很大，需要根 据发电系统的要求及重要程度来确定。控制器一般由各种电子元器件、仪表、继电器、开关 等组成。简单的系统也可以不用控制器，有些要求有过充放、稳压等功能，而一些复杂的 系统，如并网发电的光伏电站（并网发电不在本文的讨论范围内），则要求有自动检测、控 制、转换等多种功能。 ④逆变器 逆变器将太阳能电池方阵输出和蓄电池放出的直流电转换成负载所需的交流电。逆变器 主电路由大功率晶体管构成，采用正弦脉宽调制工作制，抗干扰能力强，还有很强的过载及 限流保护功能。 1.4 光伏离网发电原理 4 在太阳照射下，太阳电池方阵产生电流经过控制器调整，储存在蓄电池中；通过控制器 和逆变器来满足用户用电的需要。 1.5 光伏离网发电储能装置 1.5.1 独立光伏系统用的储能装置 在独立光伏系统中，由于太阳能电池的输出功率随太阳光照强度在变化，当夜间或阴雨 天时，太阳能电池的输入功率为 O 或很小，不能满足负载的要求。因此独立光伏系统需要 一个储能装置，在光照强的时候，把多余的电能储存下来，供光照弱的时候使用。可选的储 能方法有电容器储能，飞轮储能，超导储能，提升重物，分解水为氢氧等，但从方便、可靠、 价格等综合的角度来看蓄电池是独立光伏系统储能装置的选择。小型的独立光伏系统有 用铅酸蓄电池的，也有用福镍蓄电池的等，但大中型的系统一般用铅酸蓄电池。因为铅酸蓄 电池有如下的优点: ①除铿离子二次电池外，在常用体系蓄电池中，铅酸蓄电池的单格电压，为 2 伏； ②较廉价； ③可制成小至 1 安时大至几千安时的各种尺寸和结构的蓄电池； ④高低温性能良好，可在-40～60 摄氏度条件下工作； ⑤没有记忆效应。在本课题中，我们也选用铅酸蓄电池作为储能装置。铅酸蓄电池按用 途可以分为起动用系列，固定防酸式，牵引用，铁路客车用，内燃机车用，摩托车用，航空 用等。按电池盖和排气栓结构可分为开口式，排气式，防酸隔爆式，防酸消氢式，阀控密封 式。在光伏系统中一般选用固定防酸式及阀控密封式，现在很多蓄电池家专门为光伏系统 推出了太阳能应用铅酸蓄电池。应用于光伏系统的蓄电池的工作条件一般有以下几个特点: ①充电率非常小; ②放电率非常小; ③充电时间受到限制，有阳光时才充电，没有就不充电; 5 ④不能按一定的规律对蓄电池充电。普通的铅酸蓄电池工作在这样的环境下寿命会缩 短，而太阳能用铅酸蓄电池针对这些条件进行了改进，能较好的适应这样的环境。 1.6 太阳能电网系统的选型与布置 1.6.1 光伏组件： 通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防 腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。每片太阳能电池的输出电压远 低于实际使用所需电压，为了满足实际应用的需要，需要把太阳能电池串联成组件。当应用 领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件串、并联组成太阳能 电池方阵，以获得所需要的电压和电流。 1.6.2 支架系统 大型太阳能电池方阵的支架安装型式主要有固定式和跟踪式两种：固定式系统结构简 单，安装调试和管理维护都很方便。跟踪式系统不仅需要配置自动跟踪机构，系统投资成本 增加，而且安装调试和管理维护相对复杂，光伏支架但跟踪系统可以增加发电量，选择时需要综合考 虑。支架安装型式的选择需要根据当地的气候条件、组件尺寸、安装成本、维修成本、发电 量和上网电价等因素综合确定。本系统全部采用固定支架安装在屋顶。 1.6.3 逆变器 太阳能电池的输出为直流电能，需转换为交流电能后才能对交流负载供电。逆变器就是 将太阳电池方阵输出的直流电能转换成交流电能的电力设。因逆变器采用了电力电子技 术，与发电机相比，无转动部件，所以又称为静态变换器。 集中型逆变方案接入的太阳电池支路数较多，适用于：光伏方阵由同一规格、型号的太 阳电池组成；各太阳电池的安装倾角、方位角，及受光情况均一致；控制室内有足够空间安 装集中型逆变器等应用场合。 单台支路型逆变方案接入的太阳组件支路较少，通常为 1～3 条，适用于：组件方阵由 两种以上型号、规格的组件组成；组件的受光情况略有差异（如部分太阳电池可能受到阴影 遮蔽）；控制室面积有限、无法安装集中型逆变器等应用场合。 1.7 对生态环境及水土的影响 太阳能光伏发电运行过程中产生噪声声源的只有变压器，本工程变压器容量小、电压低， 运行中产生的噪音较小；同时变压器布置在室内，室外噪音水平远低于国家标准。逆变器是 由电子元器件组成，其运行中的噪声也可以忽略。 光伏发电是一种清洁的能源，既不直接消耗资源，同时又不释放污染物、废料，也不产 6 生温室气体破坏大气环境，也不会有废渣的堆放、废水排放等问题，有利于保护周围环境， 是一种绿色可再生能源。 2 项目设计 项目内容 1. The solar panels will be mounted on the roof. I would like north exposure .Roof is cement tile. Live in Florida and Bahamas. Year round sunshine. 2. Have standard appliances like Washer, Dryer, Oven, Microwave, Refrigerator, Freezer， 5 AC units with a total of approx. 12 ton capacity, pool heater and pump. Chandeliers throughout the house. I will need drawings for permit approval.Voltage 110 US Electric and in Bahamas also. SN. Appliances Power Woking Time per day 1 Washer 2kw 1 hr 2 Dryer 2kw 2 hr 3 Oven 3kw 1 hr 4 Microwave 4kw 2 hr 5 Refrigerator 4 kw 24 hr 6 Freezer 3 kw 24 hr 7 pool heater 5 kw 5 hr 8 pump 3.8 hw 3 hr 9 Chandeliers 1 kw 8 hr 10 Television 4.2 kw 8 hr 11 Computer 2 kw 12 hr Example Treadmill 2kw 2 hours 3. Area: 4800 sequre meter 2. 1 本项目为非并网的独立光伏电站，采取蓄电池贮能。 2.2 电站的发电系统将由太阳能电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流－交流逆变器、 交流配电柜和用电源系统（包括柴油发电机组和整流充电柜）等组成。具体选型由业主设 计确定。 2．3 离网光伏电站以太阳能电池发电为主，配柴油发电机组作为用电源，以便在必要 时通整流充电柜为蓄电池组充电，也可以在光伏发电系统出现故障时直接通过交流配电柜向 输电线路供电。逆变器和柴油发电机组不能同时向输电线路送电，由交流配电柜的互锁功能 来保证供电的性 7 太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池方阵、蓄电池组、太阳能控制器、直流—交流逆 变器、交流配电设等组成。 2.3.1 太阳能电池方阵 太阳能电池方阵是由若干太阳能电池板串联或并联而成。我主要生产是单晶硅和多晶硅 太阳能电池组件，单晶硅功率可以达到 240w，多晶硅功率可以达到 280w。以单晶 硅为例： 选择单晶硅太阳能电池组件， ----型号为 JLS96M240W, ----峰值功率为 240W， ----峰值电压为 48V， ----太阳能电池组件尺寸 1575*1082*50。 则需要的太阳能电池组件数量为，若按功率计算，如下： 291kW.H÷0.95÷0.97÷0.99÷6=53.16KW 53.16KW÷240W=221.5 块，取 222 块 按太阳能电池组件估算本屋顶太阳能发电所占的面积约为 1575mm×1082mm×222=378.32m2 所以本项目所给的 4800 平方米的面积完全够用。 其中： ----0.95 为逆变器的转换效率 ----0.97 为控制器的效率 ----0.99 为整个系统的效率 ----6 为当地的年平均日照时间 2.3.2 蓄电池组 蓄电池来做储能装置，户用太阳能发电系统用蓄电池容量的设计应能够满足两方面的需要： A)用电负载每天消耗的电能需求 如要满足下例项目的用电要求，蓄电池容量应为： 此用户每日用电量为 291kW.H, 日平均用电量约为 220kW.H，则蓄电池的容量应 为 220kW.H÷48V÷80%=5730AH，其中 48V 为蓄电池的电压,80%是蓄电池的放电深度。若 8 选用 12v 的蓄电池，容量为 230A.H，需要将 4 个蓄电池串联为一组，才能达到系统电压 48V 的要求，则整个系统需要蓄电池组的数量为 5730AH÷230 AH =24.9，取 25，即需要 25 组。 考虑每个月有 3 天的阴雨天，为了满足这三天的持续供电，则还要增加蓄电池的容量， 即还要增加 25×3=75 组蓄电池。 2.3.3 太阳能控制器 太阳能控制器用于实现整套系统的充、放电等全自动控制，当蓄电池电量充足时切断太 阳能电池大电流充电，改为涓流充电，当蓄电池电量不足时报警并切断输出。确保蓄电池组 不被过充电和过放电而损坏。 控制器的选择：按太阳能电池组件输出总功率选配控制器的型号规格及数量 太阳能电池组件输出总功率为：53.16KW， 因此选配的控制器的型号规格如下： ----型号：SD48200, ----额定电流为：200 A， ----光伏组件功率：9.6 KWp， ----光伏阵列输入控制路数：6， ----每路光伏阵列电流：34 A， ----防护等级：IP20， ----尺寸（深×宽×高）（mm）：600×600×1200。 数量为 53.16KW÷9.6 KWp=5.5，取 6， 即选用的控制的数量为 6 个。 2.3.4 逆变器 直流—交流逆变是将直流电转换为交流电的设，由于太阳电池阵和蓄电池组产生的是 直流电，当用电设是交流负载时，逆变器是不可缺少的。当直流输入电压在标定范围内， 输出负载在额定功率范围内，逆变部分能够在 220V 或 110V 正常工作，当负载功率超过额 定功率或输出端短路，自动保护电路工作，切断交流输出，以保证逆变器不受损坏。 按此项目要求输出的交流电压 110V 和输出功率 36KW 考虑 选择逆变器型号规格为： ----型号：SK3000-212 9 ----输出功率:3000W ----输出电压: 110VAC+-3% ----频率: 60HZ+/-0.05% 数量确定：36KW÷3000W=12 个 后将由逆变器输出的交流电配送到住户的配电系统。 3 投资价格估算 按以上设计选型结果，对本系统的主要设进行价格概算，见下表： 主要设选型列表： 主要设清单 序号 1 2 3 4 设名称 太阳能电池组件 离网逆变器 控制器 蓄电池 型号规格 JLS96M240W SK3000-212 SD48200 单件容量 240 3000 9.6 230 数量 222 12 6 75 单位 Wp Wp KWp AH 设总容量 53280 36000 57.6 17250 主要设价格概算表 序号 设名称 设总容量 1 太阳能电池组件 53280 2 离网逆变器 36000 3 控制器 57600 4 蓄电池 17250 单位 W W W AH 单价 15 2.2 2.1 6 单位 元 /W 元 /W 元 /W 元 /AH 合计 总价/元 ￥799,200.00 ￥79,200.00 ￥120,960.00 ￥103,500.00 ￥1,102,860.00 注 4 施工安装 我会根据客户的实际现场的情况来确定具体的施工安装方案，如安装在坡屋顶，还 是平屋顶上。具体施工案例见案例图片。 10
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