太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计.docx

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1、第6章太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计本章主要介绍太阳能光伏发电系统的整体配置与设计，即各种电力电子设备、部件的配置选型和相关附属设施的设计。主要包括光伏控制器、交流逆变器的选型与配置，组件支架与固定方式的确定与基础设计，交流配电系统、防雷与接地系统的配置与设计，监控和测量系统的配置，直流配线箱与所用电缆的设计选择等。6.1 太阳能光伏发电系统的整体配置太阳能光伏系统的整体配置主要是根据上一章计算出的太阳能电池方阵和蓄电池容量,来合理地选配其他电力电子设备并根据需要和系统的大小决定各个相关附属设施的取舍，例如有些中小型光伏发电系统由于容量或者环境的因素，就可以不考虑配置防雷接地系统和监控

2、测量系统等。6.1.1 太阳能光伏发电系统的配置构成太阳能光伏发电系统完整的配置构成如图6-1所示。主要由太阳能光伏组件或方阵、直流接线箱、控制器、逆变器、交流配电箱（系统）、蓄电池组、防雷接地系统、监控测量系统等组成。其中，需要选配的内容主要是：太阳能电池组件的形状和尺寸的确定、直流接线箱（成品）的选型、控制器的选型、逆变器的选型、交流配电柜（成品）的选型、蓄电池的选型、监控测量系统与其软件的选型与直流输送电缆的选型等。而需要设计的内容主要有：太阳能电池组件或方阵固定支架和基础的设计、直流接线箱的设计、交流配电柜的设计、防雷接地系统的设计等。下面就先介绍选型配置部分的内容。图6-1太阳能光伏

3、发电系统配置构成示意图6.1. 2设备、部件的配置和选型1 .太阳能电池组件或方阵的形状与尺寸的确定在上一章的太阳能电池组件或方阵的设计计算中，虽然根据用电量或计划发电量计算出了电池组件或整个方阵的总的容量和功率，确定了电池组件的串并联数量，但是还需要根据太阳能电池的具体安装位置来确定电池组件的形状与外型尺寸，以与整个方阵的整体排列等。有些异型和特殊尺寸的电池组件还需要与生产厂商定制。例如从尺寸和形状上讲，同一功率的电池组件可以做成长方形，也可以做成正方形或圆形、梯形等其他形状；从电池片的用料上讲，同一功率的电池组件可以是单晶硅或多晶硅组件，也可以是非晶硅组件等，这就需要我们来选择和确定。电池

4、组件的外形和尺寸确定后，才能进行组件的组合、固定和支架、基础等内容的设计。附录2提供了太阳能光伏发电常用晶体硅电池组件规格尺寸和技术参数等可供选型时参考。2 .直流接线箱的选型直流接线箱也叫直流配电箱，小型太阳能光伏发电系统一般不用直流接线箱，电池组件的输出线就直接接到了控制器的输入端子上。直流接线箱主要是在中、大型太阳能光伏发电系统中，用于把太阳能电池组件方阵的多路输出电缆集中输入、分组连接，不仅使连线井然有序，而且便于分组检查、维护，当太阳能电池方阵局部发生故障时，可以局部分离检修,不影响整体发电系统的连续工作。图6-2是单路直流接线箱内部基本电路，图6-3所示的是多路直流接线箱的内部基本

5、电路，它们由分路开关、主开关、避雷防雷器件、接线端子等构成，有些直流接线箱还把防反充二极管也放在其中。图6-2单路输入直流接线箱内部电路图直流接线箱一般由逆变器生产厂家或专业厂家生产并提供成型产品。选用时主要考虑根据光伏方阵的输出路数、最大工作电流和最大输出功率等参数进行选择。当没有成型产品提供或成品不符合系统要求时，就要根据实际需要自己设计制作了。图6-4是图6-3所示的电路直流接线箱的实体连接图，图6-5是某大型光伏发电系统直流接线箱的局部连接实体图，供读者选型和自行设计时参3 考。4 .光伏控制器的选型光伏控制器要根据系统功能、系统直流工作电压、电池方阵输入路数、蓄电池组数、负载状况以与

6、用户的特殊要求等确定光伏控制器的类型。一般小功率光伏发电系统采用单路脉冲宽度调制型控制器，大功率光伏发电系统采用多路输入型控制器或带有通信功能和远程监测控制功能的智能控制器。选型时还要注意，控制器的功能并不是越多越好，注意选择在本系统中适用和有用的功能，抛弃多余的功能，否则不但增加了成本，而且还增添了出现故障的可能性。控制器选择时要特别注意其额定工作电流必须同时大于太阳能电池组件或方阵的短路电流和负载的最大工作电流。为适应将来的系统扩容，和保证系统长时期的工作稳定，建议控制器的选型最好选择高一个型号。例如，设计选择12V/5A的控制器就能满足系统使用时，实际应用可考虑选择12V/8A的控制器。

7、下列几个表是合肥阳光电源和德国施德凯生产的各种光伏控制器的技术参数与规格尺寸，供选型时参考。6-1合肥阳光电源小功率光伏控制I1技术参数表技术参数STI205ST1208SDI205SDI208SD1205ISDI2I0-AM定电压（V）DC12凝定电流（A）5858510太阳电池组件最大功率（W）6096609660120蓄电池充电电压W）保护14.4淳充13.7恢复13.2蓄电池过放电压（V）保护10.8诙复12.3黄栽过压（V）保护16.517.5帙复1515温度补偿（mv/r）-13.2-20使用环境温度（C）-20+5Q温度过高保护值751C温度过高恢复值65C防护等级IP20海拔高

8、度（m）5500外形尺寸（长X宽*厚）（mm）98*88-37技术参数SD2405-ASD2410-ASD12O5-BSD121O-BSD2405-BSD2410-B献定电压（V）DC24DC12DC24薪定电流（A）5102J2K5x2路2.5x2路5*2Mi太阳电池蛆件,大功率（W）12024060120120240埃表技术参数SD24O5-ASD241O-ASDI205-BSDI210-BSD2405-BSD24IO-B蓄电池充电电压（V）保护28.814.428.8浮充27.413.727.4得电池过放电压W）保护21.610.821.6恢复24.812.424.8负裁过压（V）保护3

9、517335恢复301530温度却像（mv/r）-40-20-40使用环境温度（C）-20-+50温度过高保护值75温度过高恢复值65防护等场IP20海拔高度（m）55OO外形尺寸（长XjKx厚）（mm）98*88*37技术参数SD1220SDI230SD2420SD2430SD4815额定电压（V）DC12DC24DC48额定电流（A）2030203015太阳电池组件最大功率（W）120180240360720蓄电池充电（V）保护14.428.857.6淳充13.727.454.8誉电池过放（V）保护10.821.6432恢复12.424.849.6负蒙过压（V）保护1733570恢复ISM

10、60温度补箧（mv/r）-20-40-60使用环境温度（-C）-20+50温度过高保护75温度过高恢复65防护等级IP20海拔高度（m）5500外形尺寸（长”宽X厚）（mm）202136.545裳6-3合肥阳光电源大功率光伏控制胃技术参数表技术参数SD1250SD12100SD2450SD24100SD24150SD24200额定电压（V）DC12DC24额定电流Zp（A）50100501150200太阳电池方法”入路数N&6路每路方阵大电流心（A）UN电压降落太阳能电池方阵与蓄电池之间为0.7V,蓄电池与他故Z间为0.1V使用环境温度（r）-2O-5O防护等级IP20海拔高度（m）55OO外

11、形尺寸（深X宽X高）（mm）40048277455482266技术参数SD4830SD48S0SD481SD48!5OSD48200SD483OO额定电压（V）DC48颔定电流（A）3050100150200300太阳电池方阵输入路数N1路2路4路6路每路方阵0大电流（A）4=电后降落太阳位电池方阵与*电池之间0.7V,常电池与负豉之间（MV使用环境温度（C）-20+50防护等圾IP20海拔程度（m）55OO外形尺寸（深X度*育）（mm140048277455*482x2666W6001200光伏控制詈出号StccaPR系列SiccaPRNight系列StecaPR系列PR0303PRO5O5

12、PR0606NPRIOIONPR1O1OPR1515系统电压12V12V(24V)大充电电流3A5A6AIOAIOAISA量大负敦电流3A5A6AIOAIOA15A最大自耗电电流3mA6mA12mA最终充电电压（浮充）13.7V13.7V(27.4V)铅酸13.9V(27.8V)胶体14.IV(28JV)快速充电电压（浮克）（所用时间）I4.4VI4.4V(28.8V)14.4V(28.8V)(2小时)均蕾充电可编程（淳充）（所用时间）一14.7V或15.0V(29.4V)14.7V(29.4V)(2小时)过放恢复值（1VR）（V）12312.625J)12.6(25J)过放保护值（1VD）（

13、V）11.011.511.1(22.2)11.1(22.2)环境温度（P）-25-+50-1050墙子尺寸（mm2）6IO16-25防护等级IP22重(g)160120350尺寸（长X宽X高）（mm）146*90*33146/94x28)879644光伏控制品型号StccaPR系列StccaTarom系列PR20231PR3030Tpom235Tapom245TaPom430Tapom440系统电压I2V(24V)12V(24V)48V大充电电流20ASOA6AIOAIOAISA大负裁电流20A30A6AIOA10AISA大自耗电电流12mA14mA终充电电压（浮充）铅酸13.9V(27.8V)胶体I4.IV(28.2V)可编程控制13.7V(27,4V)54.8V快速充电电压（浮充）（所用时间）14.4V(28.8V)(2小时)14.4V(28.8V)57.6V均衡充电可编程（浮充）（所用时间）14.7V(29.4V)(2小时)14.7V(29.4V)58.8V过放快量值（1VR）12.6V(25.2V)12,6V25.2V)50.4V过放保护值（1VD）IIJV(