前段時間,我們分析了光伏發(fā)電在水處理行業(yè)的可行性和優(yōu)勢,并就光伏發(fā)電太陽能系統(tǒng)的一些設(shè)計要點和方法進行了探討。
1)光伏發(fā)電系統(tǒng)要因地制宜
中國太陽能資源豐富,全年太陽輻射總量居世界首位。但是光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立還需要因地制宜,光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立要根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源來考慮。中國太陽能資源分布情況如下圖所示。
圖1中國太陽能資源分布

根據(jù)太陽能資源的強度,可分為富集區(qū)、富集區(qū)、可利用區(qū)。區(qū)域和貧困區(qū)域。
對于十大富區(qū)、富區(qū)和可利用太陽能資源區(qū),一般適合建設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。不建議設(shè)立太陽能資源貧乏地區(qū)。
2)光伏發(fā)電能力設(shè)計
光伏發(fā)電設(shè)備價格能力的設(shè)計,包括太陽能電池板裝飾是最好的地方,最好的設(shè)計安裝方位和傾角等因素,還需要項目當(dāng)?shù)氐年柟廨椛淙?彌漫,溫度和風(fēng)速等氣象條件有足夠的數(shù)據(jù)來支持,通常需要專業(yè)的幫助下計算光伏軟件設(shè)計。在這里,我們以專業(yè)的光伏計算軟件PVsyst為例,做一個簡單的介紹。
PVsyst軟件是目前國際知名的專業(yè)光伏系統(tǒng)仿真軟件,廣泛應(yīng)用于太陽能光伏系統(tǒng)的設(shè)計、工程和學(xué)術(shù)研究。PVsyst具有友好的用戶界面,完整的數(shù)據(jù)庫和環(huán)境建模功能,可以計算不同位置和環(huán)境下的光伏系統(tǒng)。PVsyst軟件根據(jù)光伏系統(tǒng)的具體設(shè)計參數(shù),計算光伏系統(tǒng)的年發(fā)電量、損耗等,并進行經(jīng)濟效益分析,從而驗證、分析和優(yōu)化光伏系統(tǒng)的設(shè)計方案。
PVsys集成氣象軟件Meteonorm,方便獲取工程場地的氣象數(shù)據(jù)。利用PVsyst軟件對當(dāng)?shù)仨椖恐苓叺匦魏驼趽跚闆r進行建模,分析光伏電池組件安裝在不同位置時遮擋情況,選擇最優(yōu)安裝位置。
圖2太陽遮擋分析
在上圖中,頂部的黃色區(qū)域是太陽運動跟蹤某一項目的一部分,和底部的紅色曲線是屏蔽光伏電池模塊的安裝位置,和兩個重疊的地方的地方陽光被阻塞。
對于水處理廠,我們可以選擇大面積的結(jié)構(gòu),如回流池、二次沉淀池和大面積的廠房進行分析,選擇電池組件的安裝面積。
此外,PVsysti還可以計算光伏電池組件在不同方位角和傾角下的太陽輻射能量,從而選擇最優(yōu)的太陽能電池板方位角和傾角,計算出在最優(yōu)方位角和傾角下的系統(tǒng)容量。
圖3方位角和傾角優(yōu)化
3)系統(tǒng)硬件選型與設(shè)計
系統(tǒng)硬件的選擇和設(shè)計包括光伏電池模塊的選擇、逆變器的選擇、防雷和配電系統(tǒng)的設(shè)計。不同類型的光伏電池模塊各有優(yōu)缺點,可根據(jù)項目的實際情況進行選擇。
表2光伏電池模塊對比
配水系統(tǒng)的設(shè)計需要聯(lián)合水處理廠的配水設(shè)計。光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分為獨立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。對于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),可以考慮是否有多余的電能進入電網(wǎng)。由于水處理行業(yè)通常包含風(fēng)機、潛水泵等大功率負(fù)荷,計算能力一般較大,考慮到水處理工廠負(fù)荷水平對供電可靠性的要求,光伏發(fā)電新政策不適合該行業(yè)。因此,對于水處理行業(yè),我們可以選擇光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 光伏發(fā)電所產(chǎn)生的電能自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)。
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