分布式光伏系统组件和光伏逆变器配比
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光伏组件参数解读和逆变器配比
一、光伏组件参数解读
1.绝缘阻抗测试:其单位是欧姆(Ω),绝缘阻抗表示了组件的绝缘能力,如果它突然降低,则表明组件存在缺陷,出现电过载及潮湿环境的影响;
2.开关电阻:开关电阻或者表示为“R值”,通常由产品开发过程中的花絮测试结果得来,R值越低,表明组件的导电性能越好;
3.阻抗测试:阻抗测试是组件的热稳定性和结构变化的一种表征,其单位是欧姆(Ω)或者焦耳(Ω/K),它表明组件受到了多少考验,阻抗越低表示组件抗拉扯性能更好;
4.热释电测试:热释电测试可以反映出组件在不同温度下的电流输出能力,其单位是A/W,热释电系数越低,表明组件在高温条件下仍然可以稳定地输出电流,具有较低的热损耗。
1.逆变器功率设定:在电池组安装逆变器时,根据电池组设计组件的类型和输出功率,对逆变器设定相应的输出功率,这个功率应该满足电力公司的要求,因为超出功率规定会降低整体上电池组的系统效率,而低于规定功率的超出电量由电网收取,可能会产生费用,所以逆变器的功率一定要满足要求,否则会影响收益。
光伏组件到底超配多少才合适?前几天,看到网上张教授写了一篇关于《用一年的数据阐述光伏组件和逆变器怎样搭配才算完美》,忍不住针对这个话题根据实际的经验进行讨论和分析。
昨天看到公众号的留言也很多,有的说1.1:1,有的说1.2:1,有的说只要组件电压不超,都可以。
到底应该多少呢?请听我来分析。
光伏组件的输出功率我们都知道,光伏组件的输出功率和接受的辐照有很大关系。
光伏组件的输出功率通常按照峰值功率来表述,即:峰瓦Wp。
按照峰瓦的定义可知,一个260Wp组件在STC(标准测试条件:25度,1000W/m2)下,组件的输出功率为260W。
我们翻阅yinglisolar的组件技术参数表,可以看到,YL260P-29b峰值功率时,组件效率为16.0%,组件电压为30.3V,电流为8.59A。
光伏逆变器的输入功率我们查看growatt的逆变器技术参数例如6000UE机型,我们关注三个主要技术参数最大直流功率6300W直流输入范围140-800V最大输入电流10A/10A。
设计举例,直流输入6.24kWp假设该系统有24块YL260-29lb组件,我们采用2*12的组串方案接入。
此时,该组串的开路电压参数为37.7V*12=452.4V该组串的短路电流参数为9.09A*1=9.09A符合逆变器输入范围。
组件和逆变器比例为1.04:1因此设计合理么?我们针对该系统进行实际模拟,看看是否真正合理。
假设安装地区:上海我们根据全年的时间点来进行实景模拟。
1 冬天的早晨此时,天气晴朗,温度较低,光伏组件由于负温度系数,此时组件温度约为5度,辐照约为200W/m2;此时系统输出功率约为0.5kW。
满足逆变器要求。
2冬天的正午此时,天气晴朗,温度较低,光伏组件由于负温度系数,由于逆变器已经正常启动,组件温度约为25度,辐照约为600W/m2;此时系统输出功率约为4.5kW。
满足逆变器要求。
3夏天的早晨此时,天气晴朗,温度适中,光伏组件由于负温度系数,组件温度约为25度,辐照约为200W/m2;此时系统输出功率约为1.5kW。
光伏项目容配比,也被称为光伏系统的容量与逆变器额定功率之比,是衡量光伏系统性能的重要参数。
它直接影响到光伏系统的稳定性和效率。
首先,我们需要理解什么是光伏项目的容量。
光伏项目的容量是指光伏系统在标准测试条件下(如1000W/m²的太阳辐射强度,25°C的温度),能够产生的最大电功率。
这个值通常由光伏组件的峰值功率和数量决定。
逆变器则是光伏系统中的关键设备,它将直流电转换为交流电,以供家庭或工业用电。
逆变器的额定功率是指在规定的工作条件下,逆变器能够持续稳定输出的最大功率。
光伏项目的容配比就是光伏系统的容量除以逆变器的额定功率。
例如,如果一个光伏系统的容量为5kW,而其配套的逆变器的额定功率为4kW,那么这个光伏项目的容配比就是1.25。
容配比的选择对光伏系统的性能有着重要影响。
如果容配比过高,可能会导致逆变器过载,从而影响其稳定性和寿命。
同时,过高的容配比也可能导致电网电压的不稳定,甚至引发电网故障。
因此,选择合适的容配比是非常重要的。
一般来说,对于家用光伏系统,容配比通常选择在1.2-1.5之间。
这是因为家用逆变器的额定功率通常较小,而且家庭用电的需求也相对较小。
对于大型工业光伏系统,由于其规模较大,逆变器的额定功率也较大,因此其容配比通常会更高。
然而,这并不意味着容配比越高越好。
过高的容配比可能会带来不必要的成本增加,而且对于电网的稳定性也可能带来风险。
因此,选择合适的容配比需要根据具体的应用场景和需求来决定。
总的来说,光伏项目的容配比是一个复杂的问题,需要考虑到光伏系统的容量、逆变器的额定功率、电网的稳定性等多个因素。
只有通过精确的计算和合理的设计,才能确保光伏系统的性能和稳定性。
光伏电站建设中组件与逆变器容配比最优方案研究摘要:本文首先简要阐述了容配比影响因素,进而分别从容配比计算原则、容配比计算边界条件、容配比计算结果进行系统分析,从光伏系统的实际输出功率和度电成本出发,从限功率和经济性角度探索最优容配比方案,为后续光伏电站建设提供良好基础。
关键词:光伏电站;组件;逆变器引言:在光伏电站建设中,光伏系统的发电能力将会受到环境温度、系统容配比等诸多因素的限制和影响,其中组件和逆变器容配比则是主要的影响因素。
想要显著提高光伏系统经济性,对光伏电站建设中组件与逆变器容配比最优方案展开分析便显得至关重要。
1.容配比的影响因素为了带动光伏系统综合利用率和经济效益的提高,各个地区都开始采用提高光伏电站组件容配比的方式,但是在实际的光伏电站建设过程中,光伏组件的功率往往会受到诸多外在因素影响,无论是组件安装方式,还是地区光照条件,都有可能促使逆变器输出功率发生变化。
一方面,地区辐照度将会影响到容配比。
我国地域辽阔,不同地区的辐照度差异可能会出现较为明显的差异,全年辐射量则会呈现很大差别。
另一方面,系统损耗也会影响到容配比。
光伏组件输出到逆变器,将会经过诸多环节,每个环节都有可能出现系统损耗,使得传输功率有可能低于组件额定功率。
二、容配比计算1.容配比计算原则事实上,容配比也可以按照计算原则,进行系统性的区分,主要包括两种容配比计算基本原则,分别是补偿超配、主动超配。
第一种容配比计算基本原则是补偿超配,默认光伏系统并不会造成限功率的情况,从而不断增大组件与逆变器容配比,进行整体分析和观察。
第二种容配比计算基本原则是主动超配,默认系统度电成本最低,从而不断增大组件与逆变器容配比,需要注意的是,采用这种容配比计算原则与方法,从经济角度出发,将投资和产出等因素进行综合考量,能够在一定程度上尽可能降低度电成本,但是整个系统运作过程中很容易出现逆变器限功率的问题,这也就使得系统的能量损失较为严重[1]。
户用光伏电站中组件容量与逆变器配比优化分析!一、哪些因素影响了逆变器的输入功率1、温度折减温度系数是光伏组件非常重要的一个参数。
一般情况下,晶硅电池的温度系数一般是-0.35~-0.45%/℃,非晶硅电池的温度系数一般是-0.2%/℃左右。
而光伏组件的温度并不等于环境温度。
图1就是光伏组件输出功率随组件温度的变化情况。
表1组件电性能参数对系统效率的影响在正午12点附近,图中光伏组件的温度达到60摄氏度左右,光伏组件的输出功率大约仅有85%左右。
温度造成的折减,可以根据光伏组件的温度系数和当地的气温进行估算。
2、光伏组件的匹配度虽然组件的标称参数是一样的,但实际上输出特性曲线是有差异的,这就造成多个组件串联时因电流不一致产生的效率降低。
图1 光伏组件输出功率随组件温度的变化3、直流线损一个1MW单元的面积大约14000 m²。
要将这么大面积光伏组件发出的电送到一处地方,就需要很长的直流线路。
一般情况下,直流线损可以按2~3%来估算。
4、光伏组件灰尘损失在西北地区,一次沙尘暴可能会造成发电量直接降低5%以上;在东部,严重的雾霾天气时光伏电站几乎没有出力。
下图是清洗前后光伏电站的出力对比。
图2 光伏组件清洗前后出力对比5、光伏组件功率衰减损失光伏组件的衰减过快也是造成发电量达不到预期的重要原因。
一般厂家承诺头两年衰减不超过2%,10年不超过10%,25年不超过20%。
10年和20年的情况暂时还没有准确的数据,据了解,前2年衰减在2%的光伏组件比较少。
随着时间的推移,组件的发电功率在降低,逆变器的输入功率将逐年减小。
6、MPPT偏离损失大型电站通过汇流箱将光伏组件的直流电汇集至集中逆变器,而大型逆变器依赖于一路MPPT来跟踪。
山地项目中,由于地区地形复杂,平地很少,无法做土地平整,电池板朝向各异;不同组件到汇流箱距离差异很大,汇流箱至逆变器的距离也有很大差异,这都将影响逆变器的输入功率。
7、系统的PR值通过上述各环节的衰减,总结出光伏电站的PR损失示意图如图3所示:图3 光伏电站PR损失示意图从这张图中我们可以看到,从光伏组件到逆变器、箱变之间,有很多环节的出力损失。
分布式光伏发电项目组件和逆变器配选作者:徐升来源:《电子技术与软件工程》2019年第10期摘要:人类社会到目前的发展和进步都是以能量消费的增长作为“燃料”的。
纵观人类社会的进化历史,从人类开始保存和利用火开始,到今天的核聚变和水电风能等清洁能源的运用,两者都反映了人类发展过程中能源的不可或缺,太阳能分布式光伏发电也是当下潮流之一。
[关键词]分布式光伏发电光伏组件逆变器分布式光伏发电项目光伏组件和逆变器的配选是项目可行性研究和初步设计成功的关键。
现在利用太阳能发电,给各个工厂、企业、写字楼、住宅进行分布式供电,已经非常成熟和普及,举例为园区内工厂提供电能,由于厂区耗电量较大,几乎可全部自用,故可采用自发自用余电上网的分布式发电模式,分布式光伏发电项目建成后,可有效缓解园区内工厂的部分的供电压力,有效缓解地方电网的供需矛盾,優化系统电源结构,减轻环保压力,促进地区经济可持续发展,为该地区的节能减排作出贡献,符合国家对分布式光伏发电的工作思路。
1 光伏发电近况分布式光伏发电项目由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成。
太阳能能量通过光伏组件转换为直流电力,在通过并网逆变器将直流电转换为电网同频率、同相位的正弦波电流,一部分给当地负载供电,剩余电力馈入电网。
在分布式光伏发电项目可行性研究和初步设计时,光伏组件选型和逆变器配选是重要环节。
光伏组件由若干单体太阳电池串、并联连接和严密封装组成,现在已由传统多晶硅、单晶硅组件发电逐步发展衍生出薄膜发电、彩钢瓦发电等方式,硅材料光电转换效率也不断提高,转换效率在近五年内已由14%提升至20%以上,预计未来硅材料电转换效率还会进一步提升。
另外,光伏组件价格在大幅下降,近五年内已由4元/Wp降至2元/Wp,目前来看还有下降空间和趋势。
可以预见光伏发电即将步入平价上网时代,分布式光伏舞台会越来越大,这对人类未来发展是十分有利的。
2 光伏组件选型光伏组件目前比较常见的是单晶硅光伏组件和多晶硅光伏组件,多晶硅光伏组件的制作工艺与单晶硅光伏组件差不多,多晶硅光伏组件片的效率可达16.5%~18%,单晶硅太阳组件的转换效率一般在17%~19%,稍低于单晶硅光伏组件,但单晶硅造价略高于多晶硅组件。
光伏电站如何计算超配要想光伏电站逆变器与组件匹配的更好,这里牵扯到一个专业术语“容配比”,通俗理解就是逆变器所连接的光伏组件的功率之和与逆变器的额定容量比。
早期,在光伏系统的设计过程中,人们通误认为组件、逆变器按照1:1容配比设计,这样肯定不会出现错误,也是最佳的配比。
其实这样一个观点,现在来看存在一定误区。
应用研究中发现,以系统平均化度电成本最低为标准衡量系统最优,在各种光照条件、组件铺设倾斜角度等情况下,达到系统最优的容配比都大于1:1。
也就是说,一定程度的提升光伏组件容量,有利于提升系统的整体经济效益,这就是我们所说的组件超配。
我们了解到一些专业的系统设计公司,他们不管在地面电站、工商业电站还是户用电站,都会采用组件超配的这一做法,以达到提高逆变器的运行效率、电站收益的目的。
那么,如何可以实现最佳容配比呢?这里我们可以做一个这样的设计,假若初始电站设计容量为A(MW),通过计算当电站电池板扩容到B(MW)时,电站的全局投资性价比为最优,此时该电站的最佳容配比为:K=B/A。
当超过逆变器标称功率的100%、105%、110%时,其最优容量配比分别为1.05、1.1、1.15。
明确了最佳容配比,在光伏电站设计的时候要稍加注意。
另外光伏电站最优容量配置比还受一些内外在因素的影响,如太阳能光照资源、电站效率、逆变器发电能力、电站综合单价以及光伏组件单价等。
对于用户、系统安装商来说有了这样一个意识,家里安装电站后发电量肯定会想当可观的。
// 大咖有话说 //国家发展和改革委员会能源研究所研究员王斯成也发表了对“光伏-逆变器容配比”的看法。
他强烈呼吁,尽快给‘光伏-逆变器容配比’松绑。
《GB50797-2012:光伏发电站设计规范》中规定,光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和称为安装容量,计量单位为峰瓦(Wp);光伏发电系统中逆变器的配置容量应与光伏方阵的安装容量相匹配,逆变器允许的最大直流输入功率应不小于其对应的光伏方阵的实际最大直流输出功率。
光伏阵列与逆变器之间的匹配主要涉及到电压、电流和功率三个方面的匹配。
电压匹配:光伏阵列设计的最大串联组件数应保证在最大开路电压处阵列输出电压不超过光伏逆变器的最大允许输入电压。
电流匹配:应保证阵列输出电流不大于逆变器的最大输入电流。
在符合电压范围和电流范围的前提下,调整光伏阵列的串联组件数,使得阵列输出接近逆变器的额定功率,以求获得最高的逆变效率。
功率匹配:逆变器的额定功率应当与光伏组件的总功率相适应。
若逆变器功率过大,可能导致系统成本浪费;而功率过小,又可能无法充分挖掘光伏组件的潜力。
此外,还需要考虑温度的影响,逆变器的温度会影响其效率和寿命。
在选择逆变器时,应该考虑太阳能电池板的最高温度和环境温度,以确保逆变器的正常工作并增加其寿命。
如果太阳能电池板的最高温度达到了60摄氏度,那么逆变器的操作温度应该在最高温度以下,可以选择带有温控功能的逆变器。
总的来说,为了确保光伏阵列和逆变器之间的最佳匹配,需要根据具体的设备参数和使用条件进行仔细的挑选和调整。
光伏组件配比光伏组件是太阳能发电系统中最关键的部分之一,其配比的合理性直接影响着系统的发电效率和运行稳定性。
本文将从硅材料、电池片类型和电池片尺寸三个方面来探讨光伏组件的配比问题。
一、硅材料配比光伏组件中最常用的硅材料有单晶硅、多晶硅和非晶硅。
这三种硅材料各有特点,适用于不同的应用场景。
在配比时,需要根据具体的需求来选择合适的硅材料。
单晶硅具有高转换效率和较好的耐久性,但成本较高,适合于大规模光伏电站等对效率要求较高的项目;多晶硅具有较低的成本和较好的适应性,适合于分布式光伏发电等规模较小的项目;非晶硅具有较低的成本和较好的低光照发电性能,适合于户用光伏系统等对成本和灵活性要求较高的项目。
在配比时,需要根据项目需求、预算和光伏组件的性能指标来选择合适的硅材料。
二、电池片类型配比光伏组件中常见的电池片类型有单结晶硅电池片、多结晶硅电池片和薄膜电池片。
不同类型的电池片在光伏组件中的配比也需要根据具体情况来确定。
单结晶硅电池片具有较高的转换效率和较好的耐久性,但成本较高,适合于对效率要求较高的项目;多结晶硅电池片具有较低的成本和较好的适应性,适合于规模较小的项目;薄膜电池片具有较低的成本和较好的低光照发电性能,适合于对成本和灵活性要求较高的项目。
在配比时,需要综合考虑项目需求、成本和性能指标,选择合适的电池片类型。
三、电池片尺寸配比光伏组件中的电池片尺寸也是影响系统性能的重要因素之一。
不同尺寸的电池片在光伏组件中的配比需要根据具体需求来确定。
较大尺寸的电池片可以提高光伏组件的功率输出,但成本较高,适合于对功率要求较高的项目;较小尺寸的电池片可以降低成本和提高适应性,适合于规模较小的项目;在配比时,需要综合考虑功率需求、成本和安装空间等因素,选择合适的电池片尺寸。
光伏组件的配比需要根据具体项目需求、成本和性能指标来确定。
硅材料、电池片类型和电池片尺寸是影响配比的重要因素,合理选择和搭配这三个要素,可以提高光伏组件的发电效率和运行稳定性,实现最佳的经济效益和环境效益。
光伏逆变器和组件如何配比选择在光伏电站系统中,组件和光伏逆变器是整个系统中两块重要组成部分,逆变器的价格相对单个组件要高的多,许多用户有这种想法,依靠光伏逆变器的最大输入功率,增加组件的接入量,来提高电站的总体发电量。
但只有科学配比才能够为电站带来最大的运行效率。
其实,光伏组件和逆变器间的配比要综合考虑多种因素,如光照条件、安装场地、组件因素以及逆变器因素等等。
【光照海拔因素】我国太阳能资源地区细分为五类,其中一类、二类、三类地区光照资源较好,四类、五类地区日照时间相对较短,不同区域辐照度差异较大,太阳高度角越大,太阳辐射越强。
其次,海拔越高,太阳辐射越强。
如,青藏高原地区,太阳辐射最强,但是光伏逆变器散热越差,逆变器就要降额运行,因此,光伏组件配比就小。
【安装场地因素】1.直流侧系统效率电站采纳不同的安装方式,直流侧损耗就有很大不同。
分布式光伏电站,组件直流接入逆变器,若光伏逆变器就近安装,直流电缆就很短,直流侧系统效率就能够做到98%。
集中式地面电站,由于直流电缆较长,能量从太阳辐射到光伏组件要经过直流电缆、汇流箱,直流配电柜等设备,直流侧系统效率通常为90%左右。
2.电网电压变化逆变器的额定输出最大功率并不是一成不变的,电网电压下降时,逆变器就达不到额定功率。
如33Kw逆变器,最大输出电流是48A,额定功率是33kW,额定输出电压400V的功率,48A*400V*1.732=33.kW,假如电网电压降到360V,则逆变器输出功率48A*360V*1.732=30.kW。
3. 逆变器散热条件光伏逆变器安装位置是有要求的,一般要选择在通风好,阳光无法直射的地方。
假如无法达到以上安装条件,就要考虑降额问题,组件就必需少配。
【组件自身因素】光伏组件设计寿命25年到30年,大多数组件厂在生产设计时会留有0-5%的正公差,以便组件在使用25年后,仍能达到80%工作效率。
其次,组件的功率温度系统约-0.41%/℃,即光伏组件温度下降,组件的功率就会上升。
分布式光伏发电系统设计中的组件选型与布局优化随着能源需求的不断增长和环境问题的不断加剧,分布式光伏发电系统成为了一种受到广泛关注的可再生能源解决方案。
在设计分布式光伏发电系统时,组件选型与布局优化是至关重要的步骤,对系统的性能和经济效益有着重要的影响。
一、组件选型1. 光伏组件在分布式光伏发电系统中,光伏组件是关键的组件之一。
选择高效率、可靠性好的光伏组件是确保系统长期稳定运行的关键。
目前市场上主要有多晶硅和单晶硅两种类型的光伏组件。
多晶硅光伏组件具有较低的成本和较快的投资回报期,适用于规模较大的发电项目;而单晶硅光伏组件具有较高的转换效率,适用于有限的空间布局。
在具体选型时,需要根据实际情况综合考虑发电功率、成本、可靠性和空间利用率等因素。
2. 逆变器逆变器是将光伏发电系统直流电能转换为交流电能的装置。
在选型逆变器时,应考虑其转换效率、可靠性和适应能力。
转换效率高的逆变器可以提高发电系统的整体能量转换效率,从而提高系统的发电量;可靠性好的逆变器能够减少故障概率,降低维护成本;适应能力强的逆变器可以满足系统的灵活布局需求。
3. 储能装置分布式光伏发电系统可能会面临电网功率波动或夜间无发电的情况,因此储能装置的选型也非常重要。
常见的储能装置有锂离子电池、铅酸电池和流动电池等。
在选择储能装置时,需要综合考虑功率密度、能量密度、充放电效率和寿命等因素,并根据系统的需求来确定适当的储能容量。
二、布局优化1. 太阳光照条件考虑在分布式光伏发电系统的布局优化中,太阳光照条件是一个重要的因素。
光伏组件的发电效率与太阳光照强度密切相关,因此在选择组件布局时应考虑太阳光照的分布情况。
通过光照测量设备获取不同位置的太阳光照数据,并借助专业的软件分析工具,可以实现系统的最优布局。
2. 避免阴影遮挡阴影遮挡会导致光伏组件发电效率下降,因此在布局优化过程中应尽量避免阴影遮挡。
可以通过合理的组件排列方式和安装角度来减少阴影的产生,同时结合建筑物或其他障碍物的位置和高度,优化光伏组件的布局方案。
分布式光伏配置方案1.引言1.1 概述概述部分的内容可以根据分布式光伏配置方案的背景和意义进行描述。
以下是一个可能的概述部分内容:概述分布式光伏配置方案作为一种新兴的光伏发电模式,近年来在能源行业中引起了广泛关注和研究。
传统的集中式光伏发电模式存在诸多问题,如输送损耗大、地域受限以及运维成本高等。
而分布式光伏配置则以其灵活性、可持续性和环境友好性等特点,成为解决这些问题的有效途径之一。
本文将对分布式光伏配置方案进行全面的分析和探讨。
首先,我们将介绍本文的主旨和结构。
接着,我们将重点讨论分布式光伏配置方案的要点,包括其设计原理、技术特点和实施方法等方面。
最后,我们将对这一配置方案进行总结,并展望其未来在能源行业中的应用前景。
通过对分布式光伏配置方案进行深入研究和探究,本文旨在为相关专业人士提供有关该方案的全面了解和运用指导。
同时,我们也希望通过这篇文章的撰写,能够为推广和应用分布式光伏配置方案提供一定的参考和启示。
随着能源需求的不断增长和环境保护的迫切需要,分布式光伏配置方案的重要性和应用前景将进一步凸显。
我们期待本文能够为读者提供深入了解和了解分布式光伏配置方案的机会,促进其在实践中的应用和推广,从而为推动可持续能源的发展贡献力量。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文主要介绍分布式光伏配置方案,以及相关的要点和特点。
文章结构如下:引言部分将对整篇文章进行概述,包括分布式光伏配置方案的概念和目的。
通过简要介绍,读者可以对整个文章有一个整体的了解。
正文部分将详细介绍分布式光伏配置方案的要点。
其中,要点1将对分布式光伏系统的配置要求进行分析和阐述,包括光伏组件的选型、布局和连接方式等。
要点2将探讨分布式光伏配置方案的优势和问题,并提出相应的解决方案。
结论部分将对整篇文章进行总结,并对未来分布式光伏配置方案的发展进行展望。
通过总结和展望,读者可以对分布式光伏配置方案有一个更加深入的理解,并对未来的发展有一定的预期和思考。
大型光伏电站中光伏组件容量与变压器最佳配比之浅谈摘要:由于光伏出力有限,势必会造成变压器的浪费,给接入送出产生压力,本文将通过对新疆哈密辐射量的研究,推算出光伏电场的出力曲线,通过分析得出光伏电站变压器的合理配置比。
关键词:大型光伏电站光伏组件分析Abstract:due to the limited output of photovoltaic, will inevitably lead to wastage of transformers, to access out of the stress, this article through a study of Hami, Xinjiang, radiation, extrapolating photovoltaic electric power curve, rational distribution than through analysis of PV power station transformers.Keywords: analysis of large photovoltaic power plant photovoltaic modules伴随国家能源结构的调整,光伏发电等新能源成为燃料能源的替代品。
现在哈密所建电站中光伏容量与变压器容量用1:1配置。
1、哈密辐射量分析根据四季更次规律,夏至日附近几天日照时间最长,辐射量最大,冬至日附近几天日照时间最短,辐射量最小,通过哈密气象局提供的2009年数据比较,得出2009年7月22日辐射量最大,12月22最小。
下面首先分析辐射量的日变化曲线:辐照强度指在单位时间内, 垂直投射在地球某一单位面积上的太阳辐射能量。
从物理意义上来说, 太阳的辐照是导致光伏电池产生伏特效应的直接影响影响因素,辐照强度的大小直接影响光伏电池出力的大小。
图1为哈密某光伏电站实测辐照强度与光伏电站实际有功功率的散点图, 可见辐照强度与光伏电站的出力成正比关系。
光伏电站组件容量配比优化方案近年来,不同地区的光伏电站采用光伏组件容量与逆变器容量配比值大于1 的设计的思路,以达到提高逆变器的运行效率、电站收益的目的。
本文将基于某地的实测辐射值进行分析,并计算不同配比值情况下的电站新增发电量与新增投资的关系,以确定合理的配比值。
一、某地实测辐射数据分析本文采用某地某全年的实测辐射数据。
选取其中的水平面总辐射、温度数据进行计算分析。
实测数据采样时间为1min ,共计525600 组,数据完备率%。
完成缺失数据插补后,该地全年水平面总辐射量为m2 。
根据上述数据得出如下:逐月、年代表日逐时、月代表日逐时的辐射量(值)分布图。
(其中:数据已调整为真太阳时):图1 该地区逐月总辐射量直方图图2 该地区年代表日总辐射值图3 该地区逐月代表日总辐射值根据上图可得出如下结论:(1 )该地月总辐射量最大值发生在春、夏换季的 5 月;且全年逐月总辐射量较平均,有利于光伏电站平稳出力;(2 )该地年代表日总辐射极大值差异较小,4 个年代表日差异主要是日照时长及当日天气情况而引起的日总辐射量的差异。
(3 )该地5 月至8 月的正午(真太阳时)存在总辐射值超过1000W/m2 的情况发生,根据对数据的分析。
超过总辐射值超过1200W/m2 在 6 月时有发生。
(4)该地10 月至次年 4 月的空气质量好,透明度高,日总辐射值变化较平稳。
二、不同容量配置比值的计算本文将采用基于实测的辐射数据完成光伏电站全年逐时(分钟)的发电功率计算。
计算时根据如下步骤分别进行计算:(1 )光伏组件容量与逆变器容量配比值选择1、、、、分别计算全年逐时发电功率。
(2)考虑各光伏电站实际效率存在差异,光伏组件至逆变器直流母线的效率分别取80% 、85% 对步骤(1)的各计算结果进行折算。
(3)考虑到逆变器具备的短时超发能力,分别计算超过逆变器标称功率100% 、105% 、110% 的能量损失。
(4)根据步骤(1)~ (3)的计算结果,综合计算因光伏组件超配增发的功率与不同效率值、逆变器不同超发能力情况下而限电的最终增发的功率比值。
一、分布式光伏设备清单1、光伏组件:(1)太阳能电池板:太阳能电池板是分布式光伏系统的核心组件,由多个太阳能电池片构成,它们可以将太阳能转换为直流电能,其输出功率可根据实际需要选择,一般有50W、100W、150W、200W等。
(2)光伏组件支架:光伏组件支架是分布式光伏系统的重要组成部分,它的作用是将太阳能电池板固定在屋顶或地面上,以保证太阳能电池板朝向正确,以获得最佳的太阳能辐射。
(3)光伏组件连接器:光伏组件连接器是分布式光伏系统的重要组成部分,它的作用是将太阳能电池板连接起来,以形成一个完整的电路,以便将太阳能转换为电能。
2、光伏逆变器:(1)单相逆变器:单相逆变器是分布式光伏系统的重要组成部分,它的作用是将太阳能电池板输出的直流电能转换为交流电能,以便将太阳能转换为电能,供家庭或工厂使用。
(2)三相逆变器:三相逆变器是分布式光伏系统的重要组成部分,它的作用是将太阳能电池板输出的直流电能转换为三相交流电能,以便将太阳能转换为电能,供家庭或工厂使用。
3、智能控制系统:(1)智能控制器:智能控制器是分布式光伏系统的重要组成部分,它的作用是控制太阳能电池板的输出功率,以确保太阳能电池板的最佳性能。
(2)智能监控系统:智能监控系统是分布式光伏系统的重要组成部分,它的作用是实时监控分布式光伏系统的运行状况,以确保系统的安全运行。
二、分布式光伏设备技术参数1、太阳能电池板:(1)电池片类型:多晶硅电池片、单晶硅电池片、多晶硅/锗电池片(2)电池片尺寸:常规尺寸为1640mm×992mm,也可根据客户需求定制(3)电池片效率:多晶硅电池片效率可达18%-20%,单晶硅电池片效率可达20%-22%,多晶硅/锗电池片效率可达22%-24%(4)最大功率:50W、100W、150W、200W等2、光伏组件支架:(1)材料:铝合金、不锈钢、钢板等(2)尺寸:根据客户需求定制(3)最大承载力:根据客户需求定制3、光伏组件连接器:(1)材料:铜合金、铝合金、不锈钢等(2)尺寸:根据客户需求定制(3)最大电流:根据客户需求定制4、单相逆变器:(1)输入电压:DC12V/24V/36V/48V (2)输出电压:AC220V/230V/240V (3)输出频率:50Hz/60Hz(4)输出功率:300W-3000W(5)效率:>90%5、三相逆变器:(1)输入电压:DC220V/230V/240V (2)输出电压:AC380V/400V/415V (3)输出频率:50Hz/60Hz(4)输出功率:3000W-10000W (5)效率:>90%6、智能控制器:(1)控制方式:PWM控制(2)输入电压:DC12V/24V/36V/48V (3)输出电压:DC12V/24V/36V/48V (4)输出功率:300W-3000W(5)效率:>90%7、智能监控系统:(1)系统架构:基于互联网的分布式监控系统(2)监控内容:太阳能电池板输出功率、系统运行状态、故障报警等(3)报警方式:短信报警、电话报警、邮件报警等。
目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语与定义 (3)4 总则 (4)5 设计 (5)6 施工 (12)7 调试与检测 (20)8 验收 (23)9 运行与维护 (24)分布式光伏发电工程技术规范1 范围本文件规定了分布式光伏发电项目的术语和定义、设计要求、施工要求、设备及系统调试要求、验收要求及运行与维护要求。
本文件适用于以10kV及以下电压等级接入,装机容量不大于6MW,安装于新建或既有建筑、各类构筑物以及农村和农业设施上的光伏系统。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3787 手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程GB/T 6451 油浸式电力变压器技术参数和要求GB/T 9535 地面用晶硅光伏组件设计鉴定与定型GB/T 10228 干式电力变压器技术参数和要求GB/T 12325 电能质量供电电压偏差GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡GB/T 16895.32 建筑物电气装置第7-712部分:特殊装置或场所的要求太阳能光伏(PV)电源供电系统GB 18802.1 低压电涌保护器(SPD) 第1部分低压配电系统的保护器性能要求和试验方法GB/T 18911 地面用薄膜光伏组件设计鉴定与定型GB/T 19064 家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法GB 20052 电力变压器能效限定值及能效等级GB/T 21086 建筑幕墙GB/T 29321 光伏发电站无功补偿技术规范GB/T 32512 光伏发电站防雷技术要求GB/T 33342 户用分布式光伏发电并网接口技术规范GB/T 33599 光伏发电站并网运行控制规范GB/T 35694 光伏发电站安全规程GB/T 36963 光伏建筑一体化系统防雷技术规范GB/T 37408 光伏发电并网逆变器技术要求GB 50009 建筑结构荷载规范GB 50017 钢结构设计规范GB 50052 供配电系统设计规范DB11/T 1773—2020GB 50057 建筑物防雷设计规范GB 50068 建筑结构可靠性设计统一标准GB 50140 建筑灭火器配置设计规范GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB 50153 工程结构可靠性设计统一标准GB 50168 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB 50172 电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范GB 50191 构筑物抗震设计规范GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范GB 50207 屋面工程质量验收标准GB 50217 电力工程电缆设计标准GB 50224 建筑防腐蚀工程施工质量验收规范GB 50227 并联电容器装置设计规范GB 50303 建筑电气工程施工质量验收规范GB 50345 屋面工程技术规范GB 50411 建筑节能工程施工质量验收标准GB 50429 铝合金结构设计规范GB 50693 坡屋面工程技术规范GB 50794 光伏发电站施工规范GB/T 50796 光伏发电工程验收规范GB 50797 光伏发电站设计规范GB 50896 压型金属板工程应用技术规范GB 51022 门式刚架轻型房屋钢结构技术规范GB/T 51368 建筑光伏系统应用技术标准DL/T 448 电能计量装置技术管理规程DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 621 交流电气装置的接地DL 5027 电力设备典型消防规程DL/T 5044 电力工程直流电源系统设计技术规程DL/T 5137 电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5222 导体和电器选择设计技术规定JGJ 102 玻璃幕墙工程技术规范JGJ 133 金属与石材幕墙工程技术规范JGJ/T 139 玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ 203 民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范JGJ/T 473 建筑金属围护系统工程技术标准JG/T 490 太阳能光伏系统支架通用技术要求JG/T 492 建筑用光伏构件通用技术要求JG/T 516 建筑装饰用彩钢板JG/T 535 建筑用柔性薄膜光伏组件NB/T 42073 光伏发电系统用电缆NB/T 42142 光伏并网微型逆变器技术规范DB11/T 1773—2020DB11/T 1401 太阳能光伏发电系统数据采集及传输系统技术条件DB11/T 1402 太阳能光伏在线监测系统接入规范3 术语与定义下列术语和定义适用于本文件。
光伏组件与配比问题前一篇,是根据兴悦能(北京)能源科技有限公司的李穆然总工程师的一项专利技术,通过对支架的简单改造和增加反射板,使光伏组件的接受的辐射量增加一倍,出力也增加一倍。
后一篇,是结合工作中的一个技改方案,认为我们常用的光伏组件:逆变器=1:1可能不是最经济的配比方案。
针对这两篇新技术探讨,很多人给了我回复。
其中,大家疑问最多的就是:无论是第一种增加反射量还是第二种提高光伏组件配比,其结果都是光伏组件的输出功率会超出逆变器功率,逆变器能承受的住吗?会不会被烧毁?针对这一问题,我与多位专家进行了探讨,说一下结果。
一、计算的前提条件为了说明问题,做这样一个假设。
假设1:光伏组件功率P1、逆变器功率P0;.假设2:基础方案:P1:P0=1:1,P1=P0方案一:增加反射板后,假设光伏组件的输出功率变成原来的二倍,则P2:P0=2:1,P2=2P0方案二:光伏组件与逆变器按1.2:1的比例进行安装,则P3:P0=1.2:1,P3=1.2P0二、太阳能资源条件的影响下图为从青海省某地的2011年太阳能资源观测数据筛选出的,分别为当年的总辐射最大日、年平均值、冬至日的逐时辐照强度。
图1 青海某地某年不同日的太阳能辐照强度从上图可以看出,在总辐射最大日,只有总辐射最大日正午的4个小时内,辐照强度是900W/m2以上;全年平均来看,全天的总辐射量均在750W/m2以内;冬至日时,一天的辐照度均在500W/m2以下。
当然,由于上述的观测数据是水平面的数据;当采用固定倾角时,光伏组件上接受的辐射量会大于上述水平面数据。
因此,做了一个倾斜面上的辐照强度计算,结果如下表。
表1 倾斜面上的辐照强度表说明:k为在最佳倾角时,当月平均的“倾斜面上辐射量与水平面上辐射量的比三、综合系统效率的影响根据国家可再生能源信息中心的统计,光伏电站的综合系统效率如下图所示。
图2 光伏电站系统效率统计由上图可见,项目的综合系统效率最高值为89%。
分布式光伏系统组件和逆变器配比
光伏组件容量和逆变器容量比,习惯称为容配比。
合理的容配比设计,需要结合具体项目的情况综合考虑,主要影响因素包括辐照度、系统损耗、逆变器的效率、逆变器的寿命、逆变器的电压范围、组件安装角度等方面,由于逆变器只占系统成本5%左右,在分布式光做系统中,逆变器超配的投资收益几乎可以忽略不计,具体分析如下。
1、不同区域辐照度不同
根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准,将我国太阳能资源地区分为四类,不同区域辐照度差异较大。
即使在同一资源地区,不同地方的全年辐射量也有较大差异。
例如,同是I类资源区的西藏噶尔和青海格尔木,噶尔的全年辐射量为7998MJ/m2,比格尔木的6815MJ/m2高17%。
意味着相同的系统配置,即相同的容配比下,噶尔地区的发电量比格尔木高17%。
若要达到相同的发电量,可以通过改变容配比来实现。
2、系统损耗
光伏系统中,能量从太阳辐射到光伏组件,经过直流电缆、汇流箱、直流配电到达逆变器,当中各个环节都有损耗。
如图所示,直流侧损耗通常在7-11%左右,逆变器损耗约1-2%,总损耗约为8-13%(此处所说的系统损耗不包括逆变器后面的变压器及线路损耗部分)。
也就是说,在组件容量和逆变器容量相等的情况下,由于客观存在的各种损耗,逆变器实际输出最大容量只有逆变器额定容量的90%左右,即使在光照最好的时候,逆变器也没有满载工作。
3、逆变器效率
逆变器的效率并不是恒值,有功率开关器件损耗和磁性损耗,在低功率时,效率比较低,在40%到60%功率时,效率最高,超过60%时,效率逐渐降低。
因此,要把光伏功率的总功率控制在逆变器功率的40%到60%之间,获得最佳效率。
4、逆变器的寿命
光伏逆变器是电子产品,其可靠性和逆变器运行温度有很大关系,其中电容、风扇,继电器等元器件温度提高10℃,失效率可会提高50%以上。
而运行温度又和功率相关,据统计,逆变器长期工作在功率80-100%比功率40-60%,寿命要低20%左右。
5、逆变器的最佳工作电压范围
工作电压在逆变器的额定工作电压左右,效率最高,单相220V逆变器,逆变器输入额定电压为360V,三相380V逆变器,逆变器输入额定电压为650V。
如3kW逆变器,配260W 组件,工作电压30.5V,配12块工作电压366V,功率为3.12kW为最佳。
30KW逆变器配260W 组件,接126块组件,每一路21串,电压为640.5V,总功率为32.76kW为最佳。
综上各种因素,系统功率在逆变器额定功率40-60%之间,效率最高,寿命最长。
为了把逆变器性能发挥最佳,根据光照条件不同,组件和逆变器有不同的配比。
在一类光照地区,平均日照时间超过5小时,发电时间按每天10小时计算,建议组件和逆变器按1:1配置,平均功率为50%左右;在二类光照地区,平均日照时间4小时,发电时间按每天9小时计算,建议组件和逆变器按1.1:1配置,(4*1.1)/9,平均功率为49%左右;在三类平均日照时间3.5小时的光照地区,发电时间按每天8.5小时计算,建议组件和逆变器按1.2:1配置,(3.5*1.2)/8.5,平均功率为49.4%左右。
在三类平均日照时间低于3小时的光照地区,发电时间按每天8小时计算,建议组件和逆变器按1.3:1配置,(3*1.3)/8,平均功率为48.75%左右。
山地电站朝向各异,分布式光伏屋面情况的复杂性、朝向各异,因此有光伏组件不朝南,彩钢瓦屋顶倾斜角度不是最佳倾角的情况。
逆变器的配置可以根据具体情况灵活处理。