前段時(shí)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(shì)，并就光伏發(fā)電太陽(yáng)能系統(tǒng)的一些設(shè)計(jì)要點(diǎn)和方法進(jìn)行了探討。
1)光伏發(fā)電系統(tǒng)要因地制宜
中國(guó)太陽(yáng)能資源豐富，全年太陽(yáng)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?yáng)能資源來(lái)考慮。中國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況如下圖所示。
圖1中國(guó)太陽(yáng)能資源分布
根據(jù)太陽(yáng)能資源的強(qiáng)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(duì)于十大富區(qū)、富區(qū)和可利用太陽(yáng)能資源區(qū)，一般適合建設(shè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。不建議設(shè)立太陽(yáng)能資源貧乏地區(qū)。
2)光伏發(fā)電能力設(shè)計(jì)
光伏發(fā)電設(shè)備價(jià)格能力的設(shè)計(jì),包括太陽(yáng)能電池板裝飾是最好的地方,最好的設(shè)計(jì)安裝方位和傾角等因素,還需要項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐年?yáng)光輻射全球,彌漫,溫度和風(fēng)速等氣象條件有足夠的數(shù)據(jù)來(lái)支持,通常需要專(zhuān)業(yè)的幫助下計(jì)算光伏軟件設(shè)計(jì)。在這里，我們以專(zhuān)業(yè)的光伏計(jì)算軟件PVsyst為例，做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
PVsyst軟件是目前國(guó)際知名的專(zhuān)業(yè)光伏系統(tǒng)仿真軟件，廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程和學(xué)術(shù)研究。PVsyst具有友好的用戶(hù)界面，完整的數(shù)據(jù)庫(kù)和環(huán)境建模功能，可以計(jì)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(jì)參數(shù)，計(jì)算光伏系統(tǒng)的年發(fā)電量、損耗等，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，從而驗(yàn)證、分析和優(yōu)化光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
PVsys集成氣象軟件Meteonorm，方便獲取工程場(chǎng)地的氣象數(shù)據(jù)。利用PVsyst軟件對(duì)當(dāng)?shù)仨?xiàng)目周邊地形和遮擋情況進(jìn)行建模，分析光伏電池組件安裝在不同位置時(shí)遮擋情況，選擇最優(yōu)安裝位置。
圖2太陽(yáng)遮擋分析
在上圖中,頂部的黃色區(qū)域是太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)跟蹤某一項(xiàng)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(gè)重疊的地方的地方陽(yáng)光被阻塞。
對(duì)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(jìn)行分析，選擇電池組件的安裝面積。
此外，PVsysti還可以計(jì)算光伏電池組件在不同方位角和傾角下的太陽(yáng)輻射能量，從而選擇最優(yōu)的太陽(yáng)能電池板方位角和傾角，計(jì)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(jì)
系統(tǒng)硬件的選擇和設(shè)計(jì)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(jì)。不同類(lèi)型的光伏電池模塊各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
表2光伏電池模塊對(duì)比
配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要聯(lián)合水處理廠的配水設(shè)計(jì)。光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分為獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。對(duì)于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，可以考慮是否有多余的電能進(jìn)入電網(wǎng)。由于水處理行業(yè)通常包含風(fēng)機(jī)、潛水泵等大功率負(fù)荷，計(jì)算能力一般較大，考慮到水處理工廠負(fù)荷水平對(duì)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(duì)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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