光伏发电系统在高速公路显示屏中应用方案

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1、案1. 项目概况1.1 项目背景及意义本项目拟先设计一个独立系统，安装在高速公路显示屏路边，用于演示光伏 发电系统在高速公路显示屏中应用的情况，为日后大面积推广提供参考。1.2 光伏发电系统的要求本项目设计一个3kWp的小型系统,平均每天发电45kWh，可供一个0.7kW的 负载工作65小时。可以满足高速公路显示屏正常用电的需要。2. 系统方案2.1 现场资源和环境条件石家庄位于北纬38.03；东经114.26。石家庄年总降水量为401.1-752. 0毫 米。其中西部山区雨量为628.4-752. 0毫米；其它地区为毫米。冬 季常降大雪，总雪量为毫米。春季降水偏少，总雨量为11.0-41.7

2、 毫米。夏季雨量分布不均，降雨量为毫米。年总日照时数为小时，其中春夏日照充足，秋冬日照偏少。2.2 太阳能光伏发电系统原理太阳能光伏发电是一种新型的发电方式， 基本原理是光生伏特效应原理， 也 就是当太阳光照射在某些特殊材料上 ， 会引起材料中电子的移动 ， 形成电势差， 从而由太阳光能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本 元件被称为太阳电池半导体， 即太阳能电池（片）， 它包括有单晶硅、多晶硅、非 晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、控 制器等几大部分组成， 由这些电子元器件构成的系统， 安装维护简便， 运行稳定 可靠。白天太阳能电池组件将

3、太阳辐射出的光线转变为电能 ， 储存在蓄电池里， 在夜间或需要时， 从蓄电池里将电能释放出来， 用于照明和其他用途。太阳能电 池组件是发电设备， 蓄电池是储能设备， 控制器、逆变器是充放电控制保护和直 交流变换设备。2.3 太阳能光伏发电主要部件(1) 太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值 最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来， 或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成 本。(2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保 护、过放电保护的作用。

4、在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的 功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项 。(3)蓄电池： 一般为胶体电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其 作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放 出来，保证了整个系统工作的连续性和稳定性。(4) 逆变器：在很多场合，都需要提供 220VAC 的交流电源。由于太阳能的直接输出， 为能向 220VAC 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换 成交流电能，因此需要使用 DC-AC 逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的 负载时，也要用到 DC-DC 逆变器，如

5、将 24VDC 的电能转换成 5VDC 的电能(注 意，不是简单的降压)。2.4 太阳能光伏发电原理图玄旺龍电定腔;膺交流负载2.5显示屏耗电量的一般情况显示屏平均每平米功率为50W，显示屏大小约12米*1.2米=14.4平米，总 功率约720W，启动功率约2300W，使用24h的耗电量约为18kWh （以lkWh 即为通常所说的 1 度电）。2.6配置方案太阳功率200W (21V,7.1A)能组数量50片件连接方式4串12并控制器充电电压120V最大电流80A数量3逆变规格48V，3KW,输出电压：220V AC, 50HZ器数量1蓄电池规格3000AH，2V数量（节）24连接方式24串电

6、池组件本系统拟采用保定嘉盛光电科技有限公司生产的SF-200多晶硅电池组件。 保定嘉盛光电科技有限公司（产品商标为“GainSolar”）（简称“嘉盛光电”） 成立于2007年，英利集团旗下全资子公司，是一家全球领先的光伏离网系统及 产品制造商。 嘉盛光电前身为英利集团离网组件车间，经过多年发展，公司产 品及服务覆盖离网组件、全玻组件（BIPV）、独立系统和应用产品。凭借集团大 平台优势，以及自身实力的快速提升，嘉盛光电2012年实现销售收入2.2亿元 人民币，销售渠道覆盖全国主要省市，并借助集团海外分支机构在全球开展销售 业务。嘉盛光电致力于为客户提供高品质的光伏离网系统及产品，公司通过了

7、IS09001质量管理体系认证，TUV、UL、CE、CQC、RoHS和鉴衡金太阳认证 等产品认证。该太阳能电池片转换效率高，表面玻璃为高透光低铁钢化玻璃，边 框材料为轻质电镀铝合金。SF-200多晶硅电池组件性能SF-200多晶硅太阳能电池的机械特性（仅供参考）充电控制器控制器参数型号（昊升）WS100-120蓄电池额定电压48 V太阳能额定功率4 000W卸载开始电压（出厂值）145 V卸载控制方式PWM脉宽调制显示方式LED指示/外置显示显示内容待机指示灯、充电循环指示灯、错误指示灯、充电电流指示灯工作温湿度范围-20+55C/3585%RH （但无结露）静态电流W30 mA温度补偿（可选

8、）-4mV/C/2V ,-35C-+80C，精度：1 C通信方式（可选）外接为了更好的服务于客户，我公司可根据客户要求调整和配置参数。性能特点1. 数字化设计，结构简单，功能强大，稳定可靠；2. 卸载采用无触点功率器件，寿命长；3. 具有防过充、防反接、开路、太阳能防反充、防雷等完善的保护功能；4. 高性能控制器卸载方式采用高频 PWM 方式，实现限压控制，保证最佳的 充电效果；5. 外接显示设备，直观清楚可见。逆变器性能参数型号（昊升）HS3000-48-220额定畜电池电压48VDC额定输出电压220 VAC输出频率50 0.05 Hz空载电流0.9A输出波形纯正弦波过载能力120% 1

9、分钟，150% 10 秒逆变效率94%波形失真率3%动态响应5%噪音40dB绝缘强度1500VAC , 1 分钟工作温湿度范围-20+55C/3585%RH （但无结露）使用海拔4000m为了更好的服务于客户，我公司可根据客户要求调整和配置参数。性能特点1. 数字化设计，结构简单，功能强大，稳定可靠；2. 采用环形隔离变压器空载损耗，逆变效率高；3. 纯正弦波，自动稳压、稳频输出，波形失真率W3%；4. 较强的过载能力，120%过载可正常工作 1 分钟；150%过载可正常工作 10 秒钟；5. 高可靠性；高稳定性；高抗震动性；低噪声，噪音W40dB；6. 输入输出回路完全隔离设计，提高了产品的

10、运行稳定性；7. 具有过压、欠压、过载、过热、短路、防雷等完善的保护功能和报警 提示功能；8. 市电切换功能，保证了负载工作的连续性和稳定性。蓄电池蓄电池采用蓝天胶体蓄电池。天津蓝天电源公司是由中国电子科技集团公司 第十八研究所投资设立，是集研究、开发、设计、生产、商贸、投资于一体的综 合性高科技公司，公司注册资本17723万元。其投资主体和技术依托单位中国电 子科技集团公司第十八研究所是中国成立时间最早、规模最大、专业覆盖面最广、 技术实力雄厚的化学和物力电源研究所，公司拥有多项领先技术和国际竞争力的 产品，产品性能优良、质量可靠，目前为止研制和生产了 30多个系列，500多 个品种规格的电

11、池及相关产品。技术参数电池型号（蓝天）额定 电压（V）容量(AH)外形尺寸重量(KG)长宽高总咼CNJ-300023000712352341359193.5性能特性1. 采用适合的正负极合金配方，使电池更加适合深度充放电循环的使用特点。2. 胶体电解液的设计，有效地抑制AGM阀控铅酸蓄电池中无法避免的电解液分 层现象，并能够更好地抑制活性物质的脱落和极板的硫酸盐化现象，从而延 缓了电池在使用过程中的性能衰降，改善了电池的深充放循环寿命。3. 自放电小，使电池具有更长的搁置寿命，减少存放期间电池维护的频度和工 作量。4浮充电压低，浮充电流小，电池充电效率高；充电接受能力好，欠充电恢复 能力强。5

12、. 生产中严格的一致性工艺要求，使电池个体间的差异缩小；电池容量、开路 电压及自放电三道参数的匹配，使电池组中的个体特性曲线更加一致，整体 性能更加优异。6. 氧循环优于普通的电解液电池，失水少，延长了电池的使用寿命。7凝胶电解液方式的设计以及内嵌铜芯极柱组合式使得电池安全性进一步提 高，电解液渗漏的可能性进一步降低。8.电池的电解质采用含有二氧化硅的胶体物质，呈凝胶状态，不流动；胶体注 入时为稀溶胶状态，亲水性好，分散均匀，可充满电池内所有空间。电池在 高温及过充电的情况下，耐过充电能力强，不易出现干涸现象，胶体电池热 容量大，散热性好，不易产生热失控现象，电池可在较为恶劣的环境下工作。3.

13、 工程费用概算种类规格数量单价合计太阳能电池板200W50片1200 元60000 元太阳能专用电池2V3000AH24块5250 元144000 元逆变器48V-220V1个11000元11000元控制器48V3个10000 元30000 元支架3米，5米立杆（200*200*3 方杆）， 各3根；6米、7米 横杆共6根，1.5米 左右横称100根， 2*0.75米光板支架 50套；地笼400*400*1000mm6套；3套31000 元电池支架3000Ah2460014400 元电缆（青蝎）支路2.5mm；总线25mm600+67 米3+1008500 元合计298900 元4. 经济和社

14、会效应独立系统:它由太阳能电池采集阳光，转化为电能，通过控制和逆变设备， 把直流电转换成目前家庭通用的 220V 交流电。目前采用高性的胶体蓄电池作为 储能装置，有可有效地为业主在任意时间连续提供电力。它的配置主要包括 :太 阳能电池板（光伏组件）,控制器,逆变器等设备,主要应用于与国家电网离得比较远 的高速公路显示屏,比如,在一些山区,林地或离城市较远的郊区 .这种高速公路显 示屏由于配高低压电线和安装成本昂贵（包括输电线路,电线竿/电塔安装）,比较适 合安装太阳能独立系统.1.优势特点1. 使用寿命长,无需专人维护.其中太阳能电池寿命长达 25 年以上.2. 自给自足，蓄电池作为蓄能装置，

15、把白天太阳能电池收集的电能储存起 来，方便业主使用，阴雨天气,可按用户要求连续供电（3-10 天）;3. 一次投资,终身受益,太阳能清洁无辐射,无污染.4. 绿色能源,安全环保.间接地减少对大气二氧化碳等温室气体的排放。5. 安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得，不受地域限制6. 无须消耗燃料，无机械转动部件, 无须另外架输电线路，可以按照业主的 要求，方便地与任意地面或建筑物相接合.7. 建造的周期很短，实际建造时间按规模大小来算。8. 不破坏建筑的外观。太阳能电池板一般安装在倾斜面，不会破坏原有建 筑外观，甚至有时会增加其建筑的美感。2.减排效果:光伏发电属于清洁可再生能源，无论从能源角

16、度，还是从环境角度，都是未 来发展的重点，光伏离网发电的推广应用，无疑会带来良好的环境效益。每 KWh 电耗煤：目前我国发电耗煤为平均 390g 标煤 /KWh （ 能源基础数据 汇编，国家计委能源所，1999。l,pl6）按照EPIA的估计，光伏发电取代柴油发 电机的 CO2 减排效果为 1Kg/KWh; 光伏并网发电的平均减排效果为 0.6Kg/KWh。至【2020年，全世界光伏发电的累计安装量将达到195GWp，其中 大约50%为光伏并网发电。2000-2020年通过光伏发电达到的CO2的减排量将 是7亿吨，仅2020年当年CO2的减排将达到1.64亿吨，相当于4400万辆汽车 或75个大型火力发电厂的排放量。5. 结束语以上所提方案是根据用户提供的数据设计的，如果有任何异议可向本公司来 电咨询，我司将按照客户要求一一做出具体的完善和修改。这样才能充分的发挥 风光互补发电系统的清洁、环保、低碳、节约能源等众多优势。6 相关案例图片