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类型工矿企业太阳能光伏建筑一体化(BIVP)发电系统的设计.pdf

  • 上传人:wl13181
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    关 键  词:
    工矿企业 太阳能 建筑 一体化 BIVP 发电 系统 设计
    资源描述:
    实用菽术
    第179期
    doi;10.3969/j.isn.1005-2798.2014.07.013
    エひ企北太阳能光伏建筑一体化
    (BIVP)发电条统的设计
    杜秀峰
    中煤科工集团唐山研究院,河北唐山063012)
    摘要:大力开发可再生能源是解决当前能源危机和环境保护问题的主要途径,而太阳能光伏发电系统则
    是最可持续发展的可再生发电技术。文章将太阳能光伏建筑一体化( Building Integrated Photovoltaic,BIPV
    的思路引入至工矿企业建筑群,对工矿企业并网光伏发电系统进行设计,最后结合投资、环保方面的经济
    效益分析,来论述大力发展工矿企业光伏发电系统的必要性
    关键词:工矿企业;并网发电;电池组件;容量计算;光伏建筑一体化
    中图分类号:TU18文献标识码:B文章编号:1005-2798(2014)07-0031-03
    煤矿是典型的工矿企业,现代化的大型煤矿均容量及串并联数量。选择DX175M-72型单晶硅
    配套有井口机房、锅炉房、变电站、宿舍楼、办公楼及电池组件,组件峰值功率Pm。=190W、峰值电压
    地面生产系统等附属功能建筑用来保证生产生活。Vnm=36.5V、外形尺寸为1580mmx808mm(长x
    这些建筑体积庞大、外形规整且大多建于偏远地区,宽)。经过统计,建筑物信息及组件、方阵选型结果
    方圆几公里内极少有其他建筑物遮挡,年受日照时见表1。
    间较长。因此,如果把这些建筑物的墙面或屋顶利
    按每250m/方阵进行布置,系统共设N=11
    用起来,建设企业内部的光伏发电系统,不仅能使生个方阵,每方阵由C=10块太阳能电池组件串联
    产区变得美观,更能将太阳能合理地利用起来,更好每B=9串并联组成。另外,容量计算需考虑系统
    地服务于工矿企业。本项目是依托某大型煤矿内的修正系数,按表1所示,K,为太阳能电池长期运行
    选煤厂厂房和浓缩车间的屋顶或墙面空间而规划的性能衰降修正系数;K2为灰尘遮挡玻璃及温度升高
    并网光伏发电系统。
    造成组件功率下降修正;K3为线路损耗修正;K4为
    并网光伏发电系统构成及原理
    逆变器效率;K5为光伏方阵朝向及倾斜角修正系
    数。屋顶安装倾斜角设计为0°,故K取值0.93;墙
    并网光伏发电系统包括:太阳能电池组件方阵、面安装倾斜角为90°且朝向均为正南,故K取值
    方阵基础、直流汇流柜、光伏并网逆变器、交流防雷0.68。代人公式计算得出:系统峰值输出功率P=
    配电箱(配电柜)、监控测量和计量系统、系统接线 P CBNK1K2KK4K3=88136W;方阵峰值输出电压
    及防雷接地,本项目系统原理见图1
    V=V。C=365V;方阵峰值输出电流I=P/V=
    88136/365=241.5A。
    交流电网
    3并网型逆变器选型
    电度电度
    逆变器
    「交流负截
    逆变器是光伏发电系统中至关重要且比较复杂
    的电子设备。现代逆变技术发达、种类繁多,若按逆
    图1并网光伏发电系统原理
    变输出的能量去向区分,可分为有源逆变器和无源
    2电池方阵布置及容量计算
    逆变器。在并网型光伏发电系统中需要使用有源
    逆变器。除此之外,还要考虑相数、频率、主回路
    本项目太阳能电池方阵及组件的确定,是根据形式、主开关器件类型等因素。本项目选择
    选煤厂厂房及浓缩车间现有屋顶和墙面的可利用空DX250KLV低压光伏组件专用逆变器1台,技术参
    间且不影响采光的前提下,计算排布安装电池组件数见表2。
    收稿日期:20140306
    作者简介:杜秀峰(1981-),男,辽宁铁岭人,工程师,从事加压过滤机、絮凝剂自动添加系统等煤泥水处理设备的自动控
    制系统的开发、设计和调试以及选煤厂供配电设计工作。
    20147
    杜秀峰:工矿企业大阳能光伏建筑一体化(BIVP)发电系统的设计
    第23赵第7
    表1建筑物基本信息及组件方阵设计结果统计
    建筑物
    太阳能电池组件容量计算修正系数
    名称
    可用面积/m2
    C
    B
    主厂房顶(东半)
    0.8
    0.93
    主厂房顶(西半
    主厂房墙(东半
    0000
    0000
    主厂房墙(西半)
    浓缩车间1顶
    0.95
    浓缩车间2顶
    浓缩车间3顶
    0.85
    表2DX25OKLV型逆変器技术参数
    参数
    参数值
    参数
    参数值
    参数
    参数偵
    最大直流电压/V
    额定输出功率/kW
    最大效率/%
    启动电压/V
    交最大输出功率/kW275kW
    欧洲效率/
    最低电压/V
    流额定电网电压/Vac
    其防护等级
    侧最大输人电流/A
    侧允许电网电压
    310~450他允许环境温度/℃
    25-+55
    推荐光伏方阵开路电压/V500
    额定电网频率/Hz
    允许最高海拔/m
    6000
    满载MPP电压范围/V300-650
    允许电网频率/Hz
    47~62
    冷却方式
    风冷
    由表2可见,该型产品不仅能够有效降低系统雷设计规范》。为保证本系统运行安全可靠,防止
    损耗,且转换效率高达96.8%;其输入电压的范围因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件损坏等情况
    大,保证了365V峰值输出电压光伏方阵的接人;发生,系统防雷接地装置必不可少。由于汇流柜内
    其功能强大,除了具备有功功率连续可调(0~直流输出母线正极对地、负极对地、正负极之间配有
    100%)、无功功率可调(功率因数范围超前0.9至光伏专用高压防雷器,且直流汇流柜设置于配电室
    滞后0.9)、可直接接入低压400电网(用户端)、内,故不再另外设计直流侧防雷装置,只需在所有机
    自带工频隔离变压器、精确地输出电能计量、多种通柜均可靠接地的前提下,在逆变器交流侧与交流配
    讯接口可选等性能外,还有完善的安全保护功能。电柜之间增设防雷装置即可。
    4其他器件
    5系统配置及经济分析
    4.1方阵防雷汇流
    1配置及投资
    汇流装置具有减少电池组件与逆变器之间的连
    至此,以煤矿选煤厂建筑物为基础的太阳能光
    接线数量、使组件接线井然有序、维护检修时线路分伏建筑一体化并网发电系统完成了全部设计选型步
    离操作容易实现,当太阳能方阵发生故障时,可以把骤,现对系统配置和器件、材料价格进行汇总,结果
    停电范围缩小等功能。按每方阵为1路设计,则共有见表3。
    11路、每路峰值输出电流=I/11=241.5/11=22A。
    表3中单价和总价单位为万元,该项目总投资
    本项目选择S1000V5OA16W型直流汇流柜,该型合计约为209.5万元。
    产品共有16个方阵输入回路、每回路额定电流5.2年实际发电量估算
    50A、额定电压1000V、额定功率500kW、额定输
    本项目所在地为山西吕梁地区,距省会太原市
    出电流800A,参数完全符合要求。
    不足170km,故年实际发电量可根据太原地区气象
    4.2计算机监控测量
    条件进行估算。太原地区单位面积年平均辐射总量
    系统设有通讯监控测量装置,配有高性能计算H=5652M/(m2?a);太阳能电池组件总面积M
    机,经RS485标准通讯协议与DX250KLV型逆变器=1.58
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