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塞内加尔MW级离网电站设计实施方案

一、项目背景与目标

（一）区域现状

塞内加尔农村及偏远地区电网覆盖率不足40%，依赖柴油发电机供电，存在油耗高、污染大、供电不稳定等问题。本项目选址于塞内加尔中部考拉克省（Kaolack）周边村落集群，覆盖5个村庄（总计约8000人）及2所学校、1所卫生所，主要满足居民生活用电（照明、家电）、公共设施用电（医疗设备、教学设备）及小型农业加工用电需求。

（二）核心目标

供电能力：建设1MW离网电站，保证年供电量≥160万kWh，供电可靠性≥95%；

环保节能：替代当地现有柴油发电机，每年减少CO?排放约1200吨；

可持续性：采用“光伏+储能”为主、柴油补能为辅的混合系统，结合本地化运维团队，实现长期自主运营。

二、设计依据与基础条件

（一）关键设计依据

气候数据（考拉克省近5年平均数据）：

年日照时数：2800-3000小时，年平均太阳辐照度：5.5kWh/(m2?d)；

雨季（6-10月）：月均降雨量150-200mm，风力≤5级；旱季（11-5月）：风力≤3级，无极端天气；

负荷需求（经实地调研测算）：

用电类型

功率需求

（kW）

日均用电时长

（h）

日均耗电量

（kWh）

备注

居民生活用电

600

8

4800

含照明、冰箱、小型家电等

公共设施用电

150

12

1800

学校、卫生所设备（如疫苗冰箱）

农业加工用电

200

6

1200

花生脱壳机、小型碾米机等

总负荷

950（峰值）

-

7800

需考虑1.2倍冗余，按1000kW设计

（二）基础条件限制

交通与运输：项目地点距考拉克市区约30km，仅有砂石路通行，大型设备需提前规划运输路线；

水资源：旱季水源紧张，储能系统冷却及光伏板清洗需优先选用再生水；

电网条件：完全离网，无并网接口，需依赖储能系统保障供电连续性。

三、系统总体设计

（一）技术路线选择

采用“光伏阵列+锂电池储能+柴油发电机补能”的混合离网系统，核心优势：

光伏为主力能源，契合塞内加尔丰富的太阳能资源，降低长期燃料成本；

锂电池储能平抑光伏出力波动，保障负荷稳定供电；

柴油发电机作为应急补能，仅在连续阴雨（≥3天）或负荷突增时启动，减少污染与油耗。

（二）系统容量配置

设备模块

规格参数

数量/容量

核心作用

光伏阵列

单晶硅光伏组件，功率550W/块，效率≥22%

1820块（总功率1001kW）

将太阳能转化为电能，提供基础电力

储能系统

磷酸铁锂电池，总容量2000kWh，充放电效率≥90%

1套（分10个储能柜）

储存光伏电能，夜间及阴雨天供电

柴油发电机

柴油机组，功率500kW，油耗≤200g/(kWh)

2台（1用1备）

应急补能，保障极端天气供电

逆变器/控制器

离网逆变器，总功率1200kW，MPPT效率≥99%

1套

转换光伏/储能直流电为交流电，匹配负荷

配电系统

低压配电柜（380V/220V），含防雷、过载保护

1套

分配电能至各用电节点，保障用电安全

（三）系统拓扑图

graphLR

A[光伏阵列]--B[MPPT控制器]--C[直流母线]

D[锂电池储能]--C

C--E[离网逆变器]--F[低压配电柜]

G[柴油发电机]--H[ATS自动切换开关]--F

F--I[居民用电负荷]

F--J[公共设施负荷]

F--K[农业加工负荷]

L[监控系统]--ADGF（实时监测运行状态）

四、核心设备详细设计

（一）光伏阵列设计

安装方式：采用固定支架安装（倾角25°，契合考拉克省纬度，最大化太阳辐照接收），支架材质为热镀锌钢材，抗腐蚀等级≥C4（适应热带草原气候）；

布置分区：光伏阵列分为10个分区（每区182块组件，功率100kW），分区之间预留4m通道，便于维护与通风；

清洗方案：配备2台半自动光伏清洗车（适配砂石路通行），旱季每2周清洗1次，雨季雨后1周内清洗，保障组件发电效率。

（二）储能系统设计

电池选型：选用磷酸铁锂电池，优势：

安全性高，无热失控风险，适应塞内加尔35-45℃的夏季高温；

循环寿命≥6000次（约8年），降低更换成本；

充放电策略：

正常工况：光伏优先供电，多余电能存入储能（充电截止SOC90%）；夜间/阴雨天，储能放电供电（放电截止SOC20%）；

应急工况：当储能SOC≤15%且光伏出力不足时，自动启动柴油发电机，同时为储能充电（充至SOC50%后停机）；

温控设计：储能柜配备强制风冷