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1-3 光伏电站设计
四. 发电量预测 ? 1.? 气象资料 表2. 敦煌地区太阳辐射数据表 2. 倾斜面光伏阵列表面的太阳辐射量: ? 从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,须换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统发电量的计算. ? ?计算日辐射量的公式: Rβ= S×[sin(α-β)/sinα] + D 式中; Rβ— 倾斜方阵面上的太阳总辐射量 D — 散射辐射量,假定D与斜面倾角无关; S — 水平面上的太阳直接辐射量 β— 方阵倾角 α— 中午时分的太阳高度角. 对于北半球地理纬度=Φ的地区, α与太阳赤纬角δ的关系如下: α= 900 -φ+δ 其中, δ=23.45*sin[360*(284+N)/365](度), N为一年中某日的日期序号,如1月1日的N=1,2月1日的N=32, 12月31日的N=365等。 表3. 敦煌地区不同角度倾斜面的太阳辐射量表(kWh/m2) (纬度 = 40.6°) 从表中可以看出: + 倾角等于38°时,全年所接收到的太阳辐射能最大,比水平面的数值高约18.7%. ++ 倾角在36~42°之间(即β=0.9~1.05Φ)时,全年太阳辐射量差别不大. +++ 即使倾角在30°~ 50°之间改变, 对倾斜面太阳辐射量的影响也不超过1.5%. 表4. 敦煌地区各月最佳倾角的角度及对应太阳辐射量表(kWh/m2) 每月改变一次角度,使斜面处于最佳倾角位置,全年所接收到的太阳能比固定倾角为38°安装的倾斜面所接收到的太阳能大约高3%. 3. 并网光伏系统的效率分析 1).光伏阵列效率η1: ◆ 光伏阵列在1000W/㎡太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比. 光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括: ▂ 组件匹配损失:对于精心设计、精心施工的系统,约有4%的损失; ▃ 太阳辐射损失:包括组件表面尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失,取值5%; ▅ 偏离最大功率点损失:如温度的影响、最大功率点跟踪(MPPT)精度等.取值4%; █ 直流线路损失:按有关标准规定,应小于3%. 得: η1 = 96% × 95% × 96% × 97% = 85% 2).逆变器的转换效率η2 : ◆ 逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比. 对于大型并网逆变器,可取 η1 = 95%. 3). 交流并网效率η3: ◆ 从逆变器输出至高压电网的传输效率,其中最主要的是变压器的效率.可取η3 = 5%. ● 系统的总效率等于上述各部分效率的乘积: η = η1×η2×η3 = 85%×95%×95% = 77% 4. 敦煌8MWp并网光伏发电系统发电量测算: ● 依据: ◆ 敦煌地区太阳辐射量 ◆ 系统组件总功率8MWp ◆ 系统效率77% ● 光伏阵列倾角等于40°,固定式安装: ◆ 年发电量约 1,392 万千瓦小时; ◆ 25年的总发电量约为3.2亿千瓦小时,年平均发电1,280万千瓦小时 (按25年输出衰减15%计算).● 每月调节一次倾角的情况下,全年总发电量比40°固定倾角时增加3%.● 有关资料表明: ◆ 单轴跟踪阵列比固定倾角安装的年发电量增加约20%, ◆ 双轴跟踪比固定倾角安装年发电量增加30%以上. 表5-1. 敦煌8MWp并网光伏发电系统发电量测算表(单位:万kWh) 说明: 1. 此表根据敦煌地区的气象资料, 按系统效率77%计算. 2. 根据有关资料,单轴跟踪比固定倾角增加约20%,双轴跟踪比固定倾角增加30%以上. 表5-2. 敦煌太阳辐射及8MWp并网光伏系统发电量测算表(单位:万kWh) 敦煌太阳辐射量及8MWp并网光伏系统 发电量与月份关系曲线 五. 技术设计实例 ? 完整的系统设计方案应包括:系统配置图、太阳能电池方阵的设计、逆变器的设计、输变电设计、防雷接地设计、土建设计(机房、变电站面积和布局、场内道路、光伏组件基础、防雷接地基础、围栏、接线)等。 ? 本案例仅做初步的电气设计及系统规模和主要技术参数. 1. 主要设备选项? 1). 太阳电池组件: 国产160Wp多
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