智能光伏车棚与储能技术方案.docx

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1、智能光伏车棚与储能技术方案编制：审核：审批：二OXX年XX月目录一、前言31、背景32、光伏车棚有何特点33、安装太阳能光伏发电的好处3、-1jjs4三、设计依据5四、系统方案设计71、整体方案设计72、并网逆变器选型93、光伏组件选型114、组件支架设计125、线缆选型136、储能系统和PCS设计157、防雷及接地16五、发电与效益分析171、理论发电量172、逐年理论发电量183、光伏发电系统效率分析18六、经济效益与社会效益191、经济效益192、环保综合效益19一、前言1、背景随着各类用电需求量的攀升和人们环保意识的增强,光伏电力越来越受到人们的关注，太阳能绿色车棚可因地制宜的建设分布

2、式光伏电站，将光伏发电技术和车棚建筑本身进行完美的结合，具有较好的经济效益与社会效益，建造光伏车棚，将会给人们的生活带来更多的便捷。2、光伏车棚有何特点光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是光伏组件、逆变器。一般采用钢结构支架，简单、大方、时尚、美观，其实用特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，且为清洁环保的新能源，有效缓解社会的环境和能源压力，受到广大投资者的青睐，具有广阔的发展前景。3、安装太阳能光伏发电的好处(1)太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射能，能够满足全球能源需求的1万倍!只要在全球4%沙漠上安装太阳能

3、光伏系统，所发电力就可以满足全球的需要!太阳能发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击；(2)太阳能随处可取，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失；(3)太阳能发电没有运动部件，不易用损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用；(4)太阳能发电不会产生任何污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源；(5)太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵容量，避免浪费。4、建设光伏车棚的3大好处(1)建设光伏车棚，可以减少城市的用电压力利用车棚的闲置面积，建设光伏车棚，光伏车棚发的电除供给车辆使用外，多余的电量还可以卖

4、给国家，从而减缓城市的用电压力。(2)建设光伏车棚，节能的同时带来收益投资光伏车棚的建设，一改传统车棚单一的作用，光伏车棚不仅能够给车辆遮阳避雨，同时还可以发电带来收益，实现社会效益和环境效益的双赢。(3)建设光伏车棚，体现城市生态环保的理念建设光伏车棚，积极响应国家节能节能减排的号召，减少碳的排放，从而打造低碳环保的现代化城市。二工程概述本项目位于江苏省XXX市。XXX地处中国东西大动脉长江与南北大动脉京沪铁路的交汇点，总面积6587平方公里，人口827万，城市综合竞争力位居全国前列。2020年，XXX地区生产总值14817.95亿元，列全国第10位,经济总量重返全国十强之列，比上年增长4.

5、6%。人均地区生产总值15.91万，在中国排第三，在省会城市排第一位。XXX是中国重要的综合性工业基地，电子、化工生产能力位居全国第二位，车辆制造规模居第三位。已经形成以电子信息、汽车、石油化工和一批特色产品为主导、拥有36个工业大类、200多个门类、2000多个大类产品的综合性工业体系，大型企业数量规模居全国城市前列。XXX属北亚热带湿润气候，四季分明，雨水充沛。常年平均降雨117天，平均降雨量1106.5毫米，相对湿度76%,无霜期237天。每年6月下旬到7月上旬为梅雨季节。年平均温度16.5C,年极端气温最高39.7C,最低13.1oCo三、设计依据GB50217-2007电力工程电缆设

6、计规范GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求IEEE1547:2003分布式电源与电力系统进行互连的标准IEEE1547.1:2005分布式电源与电力系统的接口设备的测试程序IEC62116光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法JGL/T16-92民用建筑电气设计规范GB50057-94建筑物防雷设计规范四、系统方案设计1、整体方案设计项目为6个车位停车棚的光伏电站系统，总装机容量为15360W,采用320瓦高效单晶太阳能板，15千瓦并网太阳能逆变器，车棚支架采用防风抗震耐压性能较强的镀锌钢，并网接入点在距离100米以内的室内。车棚尺寸汽车停车位6个装机容量15360W光伏组件48块，尺

7、寸1640*992*35mm规格320WP单晶光伏组件逆变器15kW并网逆变器1台5. 32米间距，4个支撑立柱单车位2. 66米宽度，总计6车位 高度：后面2米，前面3米Q235B材质，氟碳漆表面处理建设好光伏车棚后，通过二次配置形式，在光伏车棚项目基础上可施加充电桩项目。充电桩储能供电系统分为三部分：PCS、锂电池储能系统和充电桩系统。锂电池储能系统采用电动汽车退役电池构成。项目地分别配置2台功率为8kW的PCS能量转换系统容量为5.36kWh锂电池储能系统。根据业主峰谷分时电价：早上8点中午12点0.96元中午12点下午6点0.62元,下午6点晚上1。点1.07元晚上10点早上8点0.3

8、3元。(1)车棚光伏发电利用：白天光伏发电期间属于电价高峰时段或用电高峰期，光伏发电自直接供本地负荷使用，自发自用实现光伏发电收益最大化。(2)PCS锂电池储能系统充电：在电价低谷时段由电网向其充电(晚上10点早上8点，16kW功率PCS向锂电池储能系统充电7.5个小时,即可充满15.36kWh电池容量)。(3)PCS锂电池储能系统放电：白天储能系统向充电桩输出电能，或在电能盈余情况或电价高峰时段,储能系统释放电能供本地负荷使用。总结通过利用PCS锂电池储能系统的电能双向流动和峰谷分时电价，即电能“低价储存，高价使用”,一方面实现充电桩供电低成本，另一方面还可以在高峰电价时段减少本地负荷用电量

9、，节省了电费。充电桩系统分为两种：直流充电桩和交流充电桩。直流充电桩直接将锂电池储能系统直流电经DC-DC变换，获得电能输出。其特点输出功率大，电动汽车充电速度快；交流充电桩是将锂电池储能系统直流电经DC-AC变换，输出交流电，其特点是造价便宜，但输出功率小，电动汽车充电速度慢。2、并网逆变器选型并网逆变器是光伏并网发电系统的核心转换设备，它连接直流侧和交流侧，需具有完善的保护功能、优质的电能输出。对逆变器的选型需满足如下要求：(1)转换效率高逆变器转换效率越高，则光伏发电系统的转换效率越高，系统总发电量损失越小，系统经济性也越高。因此在单台额定容量相同时,应选择效率高的逆变器。逆变器转换效率

10、包括最大效率和欧洲效率,欧洲效率是对不同功率点效率的加权，这一效率更能反映逆变器的综合效率特性。而光伏发电系统的输出功率是随日照强度不断变化的，因此选型过程中应选择欧洲效率高的逆变器。(2)直流输入电压范围宽太阳电池组件的端电压随日照强度和环境温度变化,逆变器的直流输入电压范围宽，可以将日出前和日落后太阳辐照度较小的时间段的发电量加以利用，从而延长发电时间，增加发电量。(3)优质的电能输出逆变器应具有高性能滤波电路，使得逆变器交流输出的电能质量很高,不会对电网质量造成污染。在输出功率50%额定功率，电网波动5%的情况下，逆变器的交流输出电流总谐波畸变率(THD)V3%。并网型逆变器在运行过程中

11、，需要实时采集交流电网的电压信号，通过闭环控制，使得逆变器的交流输出电流与电网电压的相位保持一致，所以功率因数能保持在1.0附近。有效的“孤岛效应”防护手段采用多种“孤岛效应”检测方法，确保电网失电时，能够对电压、频率、相位等参数进行准确的跟踪和检测，及时判断出电网的供电状态，使逆变器准确动作，确保电网的安全。(5)系统频率异常响应国家电网公司光伏电站接入电网技术规定中要求大型和中型光伏电站应具备一定的耐受系统频率异常的能力。(6)通信功能光伏并网逆变器须提供通信接口能够将逆变器实时运行数据、故障信息、告警信息等上传至电站监控系统。根据现场实际情况，光伏组件铺设区域屋顶条件限制，推荐使用组串式

12、逆变器，相对于集中式逆变器，组串式逆变器的优势如下。高转换效率，欧效达97.5%;多路MPPT最终确保高系统转换效率；发电收益明显高于集中式逆变器；无需直流汇流；安装简单，因地制宜，节约空间；维护方便，缩短平均维护时间；输入范围宽，发电时效更长；综合考虑：本分布式车棚光伏项目配置有1台15kW组串并网型光伏逆变器。3、光伏组件选型本项目拟采用535WP高效单晶硅电池组件。组件参数如下表所示:535WP多晶硅组件参数表序号参数名称性能参数1全光照面积的光电转换效率（含边框面积）20.75%2峰值功率535W3工作电压40.63V4工作电流13.17A5开路电压49.34V6短路电流13.79A7

13、外形尺寸2274mm*1134mm*35m8工作温度-40859寿命25年4、组件支架设计支架采用Q235B冷轧钢板或者铝型材，材质的选用和支架设计应符合国家标准钢结构设计规范GB50017的规定。支架的防腐应符合下列要求：横梁、彩钢瓦夹具、横梁连接件均采用先加工后热浸镀锌，锌层应符合GB/T139122002锌层厚度不小于65Um,铝合金表面阳极氧化原色AA15级。本项目所有螺栓应符合现行国家标准六角螺栓-C级（GB5780）的规定，具备现场防腐要求。边压块和中压块采用铝合金材料；根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010),支架系统抗震烈度为7度,工程区地震动峰加速度为0.1g,地震动

14、反应谱特征周期为0.40S。固定支架选用防腐的钢型材，所有连接处(焊接处)应可靠连接，避免松动，要求能够耐室外风霜雨雪等的腐蚀。固定支架能满足安装倾角要求、抗风要求、抗雪压要求、抗震要求、耐腐蚀性要求、安全性要求、通用性要求、快速安装要求。倾角设计为了使光伏方阵表面接收到更多太阳能量，根据日地运行规律，方阵表面最好是朝向赤道(方位角为0度)安装。本工程中为了最大化利用车棚面积，组件安装采用平铺方式。5、线缆选型(1)选型原则环境条件校验：环境温度日照风速污秽,海拔高度,光伏发电站电线、电缆的选择与敷设设计，应符合电力工程电缆设计规范GB50217的规定，电线、电缆截面应进行技术经济比较后选择确

15、定。 集中敷设于沟道、槽盒中的电缆宜选用C类或C类以上的阻燃电缆。 光伏组件之间及组件与汇流箱之间的电线、电缆应有固定措施和防晒措施。 电缆敷设可采用直埋、电缆沟、电缆桥架、电缆线槽等方式。动力电缆和控制电缆宜分开排列并满足最小间距要求。 电缆沟严禁作为排水通路。 远距离传输时网络电缆宜采用光纤电缆。 电缆额定电压的选取 交流系统中电力电缆缆芯的相间额定电压，不低于使用回路工作线电压。 交流系统中电力电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属套之间额定电压的选择，符合下列规定：中性点直接接地或经低阻抗接地的系统当接地保护动作不超过Imin切除故障时，应按100%的使用回路工作相电压。对于a项外的供电系统，不宜低于133%的使用回路工作相电压；在单相接地故障可能持续8h以上，或发电机回路等安全性要求较高的情况，宜采取173%的使用回路工作相电压。