1、揚州大學能源與動力工程學院本科生課程設計題目：北京市發電系統設計課程：太陽能光伏發電系統設計專業：電氣工程及其自動化班級：電氣0703姓名：嚴小波指導教師：夏揚完成日期：2011年3月11日目錄1光伏軟件Meteonorm和PVsyst的介紹3Meteonorm3PVsyst42中國北京市光照輻射氣象資料113獨立光伏系統設計13負載計算（功率1kw,2kw,3kw,4kw,5kw）13蓄電池容量設計（電壓：24V,48V）13太陽能電池板容量設計，傾角設計13太陽能電池板安裝間隔計算及作圖。16逆變器選型17控制器選型17系統發電量預估18第一章光伏軟件介紹一、MeteonormMeteon

2、orm軟件是一款分析各地的氣象資料軟件，包括當地的經度，維度，海拔高度，以及太陽輻射度等重要資料，要想設計當地的光伏發電系統，當地的氣象資料必須準確，且完整，Meteonorm軟件比較好的提供了各地的氣象資料。1、打開Meteonorm,選擇語言2、查詢所在地氣象數據，以北京為例七皿LMETEONORMVerwan&口m肛心訐巾口65666da”ofdlffust了+卜崗iEQUltlifjtdicl*hldttdi.h114ELAftrLe-aa.Lt!tied.kU4os-I-nrliMtiilJrulig«iriodSitwitiwnmonthly隔LELT«

3、«p*。冊1-Utwfefctputfurat工Ci_GhG_ChIN3913S然“|i.1|ll77劉Ip3.2Uin北電W123Xd西與2fKl-24.工苑珀用163兜£kt112.7|ll«2Hwp<12-Dsc-22更二、PVsystPVsyst是一款如何設計光伏發電系統的軟件，他的設計流程如下1、獲取設計所需相關信息A、系統安裝位置：查詢經緯度B、應用類型：離網/并網C、荷載情況：荷載的功率和使用時間D、環境條件：持續陰天數/遮陽情況E、輸出類型：交流/直流，電壓，頻率2、打開PVSYST軟件，導入北京的氣象數據3、系統設計，選擇獨立系統PVSYS

4、T.V5.21FilesPreferencesLanguageLicenceHe-lpWebOpiion廣Preliminarydesign*Projectdestgn廣ToolsSystemCGriidrConnectedWStandalone!mmBwrnirnraarmikiKiirPumpingrDCGridPro|eddesignFulKealuredistudryandaniaiysESofaprovedAcurnttsystemyieldcomputedu3ngdetailedhourlysimukaSiDns,Dtfie<enlsimulatk>nvariantsc

5、anbef>erformedandMinpared.HorizanBhadingB,and3Dtoolforn&ars.hadiigaeffectsslmSy.DelaiedtossesanAlysisREcDno-micevaluflEionperfonnedwithrealoornponeirtprices回Exit4、系統設計過程就是依次完成設計界面上面各項里面的參數的過程5、導入北京的氣象數據如果PVSYST中沒有安裝地的信息，可采用以下方式（也就是使用之前提到的meteonorm6.0軟件）：（一）利用Googleearth找到安裝地點的經緯度（二）利用meteonor

6、m6.0軟件計算該地點十年的氣象參數，并保存為*.dat文件（三）將該文件保存到PVSYST子目錄的Meteo文件夾里面（四）點擊PVSYST主界面的TOOLS然后按圖示步驟導入數據（五）完成數據導入后，重新從步驟3開始進行設計6、選擇好安裝點信息后，對其他數據進行設定當地的太陽光漫反射數值一般選擇0.27、選擇orientation確定傾斜角一般采用固定傾斜角度安裝(Fixedtiltedplane),傾斜角度可以根據設計要求選擇或選擇能量損失最小來確定傾斜角度8、需要考慮陰影時，選擇nearshading來設定陰影情況點擊Construction/Perspective進行陰影設置，對建立

7、好的模型進行陰影分析（陰影分析圖）保存后，點擊table得到陰影分析表&N蝴ShMiiE也隔&i，丫幅吊"Mewsikber曲山對Cwmt|hfMeclhgCcnpil7品。5為W3PtpipeinMrOwt.jwigefr窗荊訕瞄“2。獻FetisH53UiAliwdFetisamihU&gUrKklHed"ifiwiltnn依虛刷附£出助拓在aEcaie舊儂：HIkth旭第閽PlKirechoneWipfdi*?'wHwcT(144而把i&a曲H。號聞grrAcO3ilD>W(l4H國小jjII'白(jhb

8、zJw«wdew-New511ad啊scene-_TViewTockHdp附MuSelert_Chl+V.IIEernenla-J-fldrgoetlJLPuidi哼/ConvcrMdObject卜VRjectaraulirFh!plantClH+BCirJ+RY.1PVpknrjaSunShehsPggryiWplantTiMkFngPV戶所自PlMiliMinMffeRotate-聃+iaesreneaPPartr岫礴Mei±9、選擇system進入荷載參數設置界面:看Dailyuf#ofEnergy,Variant*Nfwsimulation¥ariantM

9、ConsumptiondefinkionbyYeaiWeek-endusenUseonduring7-djrainaweekiMonthsMeanDailyuseDailyenergy|12十FluortscemlampsW/lamp?0|2十TV/MagnetoscopeZPC同W/app.W/app.3.0|2-7DomesticappliancesI。0.0:Fridgt/Dwp-frwze(2:Dish'washef,CJrtfi-washertheiusesQ0.601.20Wtot0.0Powerh/dayh/dayh/daykWh/daykWIVdayh/daWtot24

10、h/dayStand-byconsumersLD劃consumptions'Number1080450Wh?AppliancesinfoHourlydistrlutionTotaldailyenergyTotalmonthlyeneigv6口口2400Wh45301359Wh/daykWh/monlh旬Eack.OtherprofileXCancelNe?d10、選擇simulation進行模擬計算進行模擬計算并通過點擊report得到模擬計算報告，保存報告11、設計完成其他類型設計基本相同，在設計過程中注意軟件界面中的提示。說明：軟件不同版本的界面可能有所不同。第二章中國北京的氣象資

11、料本設計采用Meteonorm收集北京太陽輻射資料，采用PVsyst設計獨立光伏發電系統的。設計的地點是中國北京，當地的維度是北緯39.930,經度是東經116.400,海拔高度是30mo地區名字=中國北京維度（度）=39.930,經度（度）=116.400,海拔高度（m）=30,氣候區域二三，7輻射模式=默認（每小時）；溫度模式=默認（每小時）溫度選擇：老時間段=1961-1990輻射選擇：新時間段=1981-2000只添加3個站的值最近的站：gh:北京（10km）,ta:北京（10km）月G_GhG_DhTaFFW/m2W/m2Cm/s110039-4.32.8213556-1.92.93

12、177795.13.2421411013.63.4524712320.02.9624214424.22.5720912725.91.9819612124.61.691839219.61.9101426912.72.111102474.32.6128637-2.22.7年1698711.82.5說明Ta：空氣溫度Ff:風速G-gh:水平線上總的平均幅射度G-dh:水平線上發散的平均幅射度C:ProgramFilesAMETEOTESBMN_0OkoutpubFig_flhdM.pngC:ProgramFilesMETEOTESTMN_60outpuftiigJamima1,pngCAPiogum

13、FilesMETEOTHSTMN_00ioutputfigJjdjilrpngCAPiogramFilefAMETEOTHSTXMNOOioutpuhfigjghdailyLpng選擇電池之后根據軟件計算結果，在不超過要求電壓電流或功率的條件下選擇匹配度較好的控制和逆變器，隨后便可進行仿真計算。光伏方陣直流工作電壓為24V,輸出峰值電流為2.9818=53.1A。因此控制器應滿足如下要求：額定工作電壓為24V;額定工作電流應大于53.1A。故選擇控制器Isofotonltel60,他的系統電壓為24V,最大充電及最大負載電流為60A。第三章獨立光伏系統設計1、負載計算家庭每天的用電量，平均=4

14、.8kwh/day數量功率使用時間能量燈1218w/盞5h/小時1080wh/天電視機，電腦2120w/個3h/小時720wh/天洗衣機1600wh/天600wh/天吸塵器21200wh/天2400wh/天每天消耗的電量4800wh/day顧客的需要消費者家庭每天的用電量，全年的用電量平均4.8kwh/天2、蓄電池容量設計電池的型號為volta6sb100,制造商是volta公司，蓄電池組電壓為24v,正常容量900Ah,是由2組串聯，9組并聯得來的，溫度在固定的20c下，電池門限：充電27.0v/26.2v放電23.5/25.23、太陽能電池板容量設計，傾角設計Pv陣列的參數：Pv組件的類型

15、：si-poly制造商SEDPv組件數量8組串聯，18組并聯Pv組件總數量144每個單元峰值功率為11wp1.37kwp(50oC)總的面積56.4m2總的陣列功率1.51kwp實際Pv陣列損失因數熱損因數uc(常數)20w/m2k線上電阻損失總的陣列阻值9.3mQ組件質量損失組件錯配損失uv（風）損失部分損失部分損失部分0w/m2km/s1.5%atSTC5.0%4.0%(固定的電壓)入射影響，灰的參數1am=1-bo(1/cosi-1)boparameter0.05傾角設計：水平方位：高度角55度，方位角主要仿真結果系統結果可使用能量使用的能量1691kwh/year1752kwh/yea

16、rspecificprod額外的（沒有使用的）1118kwh/year89kwh/yearPerformanceratio(pr)71.7%Backupenergyformgenerator燃料消費123/yearsolarfraction(sf)88.3%Backupenergy204kwh/year標準的發電量：標準功率1.51kwpNormalizedproductions(perinstalledkWp):Nominalpower1.51kWpL.u:UrDiednergyfull0.18kWhAWp;ayLc:CollectionLos(FV-anay0,85kWhA刪pAfayLt

17、:SysttmIusmsandbatterydldrgig-0.27kWhAWp/dayYf:En5fysuppliedtothw3.17kW+i.'VWp'day新的仿真變換平衡和結果GIMHorkWh/m2GlobEffkWIWEAvailkWliEUnusedkWtiEU»rkWhELoadkWhScIFracJanuary7ll05.2126.S0.&514aB148.80.&31February00.6111.6142118.0013441344o.assMarch115,3130.5164.31400148.8143.81.000April

18、150.5II37.5172.814.SB143.914400.999May166.91131.215622.44143.7143.81.DQ0June164.2111.2141.53.86144.0144.01.DMJuly130.299.8115.80.39145.814B.80719Augu«t130.9II09.412790.23148J8148.30.W?September117.4117.2141.64.17144.014400.862OctflDer9G2122.0156723.1?148.814B.81.D0DNovfmbeF6621ID1.0396.A1聞。144.

19、00.683December55897.1118.1D.1fl146.8143.80.B27Year1342.91M2.31690.888.6B1751717520GlobeffEunused能量損失Eload負載所需的能量說明：Globhor水平總的輻射Eavail可用的太陽能Euser可用的太陽能Solfrac一部分太陽能獨立系統：損耗圖示項目：獨立項目仿真轉換：最新仿真主要的系統參數Pv方向Pv陣列系統類型高度角55組件數量144電池類型volta6sb100電池包裝每個單元數量18帶發電機的獨立系統方位角0總功率1.51kwp技術密封，tubular電壓/容量24v/900ah消費者家

20、庭每天的用電量，全年的用電量總的為1752kwh/year一年的損耗圖示1343kWh.m26.3%-3.2%13膻m2mil.efficierKyatSTC=27%2123kWh61%Back-upgenerator11.7%20J.3kWh1602kWhDirectuse37.S%Stored624%1752kWh4、太陽能電池板安裝間隔計算及作圖.4.5%-4.2%LS-0.2%5羯S-0.8%4-02%HorizontalglobalirradiationGlobalincidentincoll,planelAMfactoronqtobalEffectiveirradiance0nco

21、llectorsPVconversionArraynominalenergy(atSTCPVlossduetoirradiancGlevelPVlossduetotemperatureModulequalityIdssMediaearrayrnismatciilossOhmicwiringlossLossbyrespecttottieMPPrunningUnuseder*ergy(fulbattery)lossEffectiveenergyattheoutputofthearrayBatteryStorageBatteryStoredEnergybalanceBatteryefTioencylessGassingCurrent(electrolytedissociation)BatterySelf-dischargeCiMrentEnergysuppliedtotfieuserEnergyne«dofUh#us«rLoad1.00.60.2ShadowanimationDayof5)ear62010/12/21二101214161EO'.O組件間距3m,線性損失19.6%5、逆變器選型ModelNo.JN700-3上海吉耐電