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热采供热站太阳能光伏照明技术应用

文章来源:科技资讯 作者:未知 点击:次 时间:2011/11/25 11:24:27 转载:

  摘要:太阳能光伏集中照明系统应用于热采供热站夜间照明,室内照明度达15lux,站区路灯照明度达8lux,照明效果达到了国家工业照明标准。试验供热站照明系统改为太阳能照明系统以来,日耗电量从78°降为9°。对太阳能集中照明系统的工业应用的探索,为该技术在油田的推广应用提供了借鉴的经验。 
  关键词:供热站太阳能光伏照明应用节能 

  克拉玛依油田太阳能资源丰富,平均年照时数为2705.6h,在克拉玛依油田六九区选择一座热采供热站,开展太阳能照明工业应用试验研究,根据该站的实际情况和用电负荷,设计建成一座独立运行的3.4kWp离网光伏发电系统。 

  1太阳能光伏发电系统的构成 

  该照明项目包括发电太阳能发电系统、储能系统、照明系统三部分。 

  (1)系统基本构成。本系统采用固定式3.4kW太阳能离网发电,包括5个680Wp方阵、1台5kW太阳能离网控制逆变一体机,输出220V单相交流电,固定式3.4kWp。 
  (2)离网照明系统。太阳电池组件标称总容量3.4kW;光伏阵列采用固定式安装,总占地面积约117m2;照明系统包括庭院灯和室内节能灯。 
  (3)技术方案方案。3.4kWp发电单元,可直接为蓄电池充电;太阳能电力和保障电源之间可以无缝切换;蓄电池能够储能;改造后照明线路独立于动力线之外,且灯具采用节能灯。 

  2太阳能光伏发电系统的设计安装 

  2.1供热站负载用电量估算 

  该供热站照明系统有灯具112盏,总功率12300W,平均日用电78°。光伏发电系统用于工业照明及值班室生活用电等,采用23W高效节能灯,根据实践设计经验,在相同照明度的情况下,运用太阳能照明系统的用电负荷约为市电负荷的1/10~1/5,现照明系统平均日用电78°,则太阳能照明系统平均日用电约9°。 

  2.2电池方阵设计 

  太阳能电池是直接将太阳能转换成电能的关键部分。单晶硅光伏电池组件的光电转换效率达到14%以上,研究确定太阳能光伏系统电池的功率总容量为3.4kWp。电池选用170Wp单晶硅太阳电池组件,共20块。峰值功率170Wp,额定工作电压35.2V,额定工作电流4.65A,使用温度范围-40℃~+85℃,抗风压强2400Pa,组件使用寿命25年。 

  2.3方阵方位角和倾角 

  试验供热站所在纬度为45°,为冬季发电量的需求,太阳能电池板倾角在当地纬度基础上增加5°,取50°,且正南方向设置。 

  2.4蓄电池容量 

  系统中蓄电池容量最佳值的确定,必须综合考虑太阳能电池方阵电量、负荷容量及逆变器的效率等。蓄电池容量的计算 

  如下,通过式(1)算出。 
  式中:C为蓄电池容量,kWh;D为最长无日照期间用电天数,d;F为蓄电池放电效率的修正系数(通常取1.05);0P为平均负荷容量,kW;L为蓄电池的维修保养率(通常取0.95);U为蓄电池的放电深度(通常取0.9);Ka为包括逆变器等交流回路的损耗率(通常取0.9)。 

  这里D一般取3d,0P根据负载用电量估算为9°,则C=36.84kWh。设蓄电池工作电压为48V,得到蓄电池的容量为768Ah。综合考虑选择容量为800Ah的铅蓄电池,24只串联成48V/800Ah的储能蓄电池组。 

  2.5控制器与逆变器的选择 

  控制器是光伏系统中最主要的,系统最大用电负荷是选择系统逆变器容量的依据,选用铅蓄电池组为48V/800Ah的电池组,工业照明采用220V/50Hz。因此选择容量为5kVA,额定输出电压为200V,额定输出频率为50Hz的太阳能离网控制逆变一体机。 

  2.6安全防护 

  光伏阵列支架本身是金属导体,与独立的接地系统可靠连接,在配电柜中安装标准的光伏防雷模块。场地建筑物及变电站安装避雷针,各电池组支架安装小避雷针。电网线路的直流侧与交流侧使用不同容量和电压等级的

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