System fotowoltaiczny Raport techniczny

System fotowoltaiczny
Moc znamionowa równa 2 kWp
nazwa projektu:
Zlokalizowany w
woj. podkarpackie
Klient
- ()
Raport techniczny
Grupa O5 Sp. z o.o.
Starzyńskiego 11
- Rzeszów ()
Data:
Rzeszów, 2015-03-08
Raport techniczny -
1
PRZEZNACZENIE TEGO DOKUMENTU
Dokument zawiera raport techniczny systemu fotowoltaicznego. W dokumencie zostaną
określone: całkowita instalacja, dane projektu, właściwości użytych materiałów (moduły
fotowoltaiczne, falowniki), kryteria wyboru rozwiązań systemowych oraz kryteria projektowe
głównych składników. Ponadto, będą one zgłaszane do wstępnych obliczeń potrzebnych do
doboru wielkości, przedmiar robot oraz rysunki (schemat obwodów i układ systemu).
1 - RAPORT TECHNICZNY
System fotowoltaiczny o mocy znamionowej 1 2 kW będzie zlokalizowany w () i będzie
podłączony do sieci dystrybucji energii elektrycznej Niskie napięcie Jednofazowy prąd zmienny
230,00 V jest odpowiedzialnością operatora sieci.
1.1
Dane projektu
Dane projektu są przedstawione poniżej i odnoszą się do klienta, miejsca instalacji, danych
dotyczących dostaw energii elektrycznej i obecności lub nieobecności zacienienia obiektów.
Klient
Imię
Nazwisko
Firma
Adres
Miasto
- ()
Miejsce instalacji
Lokalizacja
Rzeszów
Adres
Szerokość
50,04ş
Długość geograficzna
22,00ş
Wysokość
0 metry
Temperatura maksymalna
23,86 şC
Temperatura minimalna
-5,90 şC
Globalne natężenie promieniowania
słonecznego w płaszczyźnie poziomej
Wartości natężenia promieniowania
słonecznego
Albedo (współczynnik odbicia)
2,93 kWh/m˛
NASA-SSE
20%
Instalacja fotowoltaiczna zostanie podłączona do systemu użytkownika, obsługiwanego przez
1
Nominalna moc układu fotowoltaicznego jest pomyślana jako suma mocy znamionowej każdego modułu
mierzonej w warunkach normalnych (STC).
Raport techniczny -
2
sieci energetyczne posiadające następujące cechy:
Dostawa energii elektrycznej
Operator sieci
PGE Dystrybucja S.A.
Rodzaj zasilania
BT - Mono
Napięcie nominalne
230,00 V
Moc dostępna
10,00 kW
Średnie roczne zużycie
5 000,00 kWh
Kod klienta
Numer zamówienia
1.2
Opis systemu fotowoltaicznego
System fotowoltaiczny o mocy nominalnej 2 kW będzie połączony z siecią dystrybucji
elektrycznej w Niskie napięcie Jednofazowy na prąd zmienny typu Mono 230,00 V podlegający
kompetencji .
Cechy układu są przedstawione poniżej, w szczególności Figura 1 przedstawia schemat
elektryczny układu jednoprzewodowego.
Wyróżnia się w nim:
Generator fotowoltaiczny składający się z:
 1 strun 8 moduły połączone szeregowo
 Grupa konwersji utworzona przez 1 falownik Jednofazowe
 Grupa interfejsu
 Systemy pomiaru energii
1.2.1 GENERATOR FOTOWOLTAICZNY
Będzie się ona składać z:
- Moduły fotowoltaiczne połączone szeregowo dla realizacji pasm
- Kable elektryczne do połączenia między modułami oraz
elektrycznymi
między
nimi
a
panelami
Poniżej znajduje się charakterystyka generatora fotowoltaicznego i jego głównych elementów,
a mianowicie pasm i modułów.
Parametry elektryczne generatora fotowoltaicznego
Moc znamionowa
2 kWp
Ilość modułów fotowoltaicznych
Powierzchnia
8
13,04 m˛
Numer pasma
1
Napięcie maksymalne @STC (Voc)
304,8 V
Napięcie przy mocy maksymalnej @STC
(Vmpp)
242,8 V
Prąd zwarciowy @STC (Isc)
8,75 A
Raport techniczny -
3
Prąd przy maksymalnej mocy @STC (Impp)
8,25 A
W przypadku omawianej instalacji, generator fotowoltaiczny ma jedną ekspozycję (kąt
nachylenia i kąt azymutu są równe dla pól fotowoltaicznych), a mianowicie:
Ekspozycja generatora PV:
Azymut
:0°
Nachylenie
: 30°
Generator fotowoltaiczny o mocy znamionowej 2 kW korzysta z konfiguracji szeregoworównoległej i będzie podzielony na 1 pasm modułów połączonych szeregowo. Poniżej znajduje
się omówienie kompozycji pasm systemu.
Parametry elektryczne pasm
Liczba modułów fotowoltaicznych w serii
8
Moc znamionowa
2 kW
Napięcie jałowe (Voc)
304,8 V
Prąd zwarciowy (Isc)
8,75 A
Prąd przy maksymalnej mocy (Impp)
8,25 A
Dane konstrukcyjne modułów:
Dane konstrukcyjne modułów
Producent
Bruk-Bet Solar
Model
BEP 250W
Technologia
Si-Poly
Moc znamionowa
250,00 W
Tolerancja
5,00%
Napięcie jałowe (Voc)
38,10 V
Napięcie przy maksymalnej mocy
(Vmpp)
30,35 V
Prąd zwarciowy (Isc)
8,75 A
Prąd przy maksymalnej mocy (Impp)
8,25 A
Płaszczyzna
1,63 m˛
Wydajność
15,3%
1.2.2 Group of conversion DC/AC
Grupa przeliczeniowa system fotowoltaicznego składa się z 1 falownika Jednofazowego o
łącznej mocy około 2 kW.
Główne cechy techniczne falownika podsumowano poniżej.
Szczegóły konstrukcyjne falownika
Producent
Steca Elektronik GmbH
Raport techniczny -
4
Model
StecaGrid 1800
Moc znamionowa
1,84 kW
Moc maksymalna
2,20 kW
Maksimum wydajności
98,00%
Europejska wydajność
97,40%
Maksymalne napięcie z PV
600,00 V
Minimalne napięcie MPPT
160,00 V
Maksymalne napięcie MPPT
500,00 V
Maksymalny prąd wejściowy
11,50 A
Numer MPPT
1
AC napięcie przemienne
wyjściowe
230,00 V
Wyjście
Jednofazowe
True
Transformator separacyjny
Częstotliwość
50/60 Hz
1.2.3 PANELE ELEKTRYCZNE DC
System fotowoltaiczny składa się z 1 paneli DC, poniżej wymienione są różne kompozycje
paneli elektrycznych w systemie:
Panel elektryczny DC
Liczba wejść
1
Maksymalny prąd dla każdego wejścia
Maksymalne napięcie wejściowe
8,75 A
299,47 V
Maksymalny prąd wyjściowy
8,75 A
Urządzenie wejściowe
Żaden
Prąd znamionowy urządzenia wejściowego
0,00 A
Osłona
ABB E 9F10 PV
Osłona prądu znamionowego
10,00 A
Dioda blokująca
Żaden
Prąd znamionowy diody blokującej
0,00 A
Urządzenie wyjściowe
ABB OT16F4N2
Prąd znamionowy urządzenia wyjściowego
Odgromnik
16,00 A
Dehn DG YPV SCI 600
Kategoria odgromnika
II
Napięcie odgromnika
600,00 V
Raport techniczny -
5
2. Rysunki
2.1 – Diagram obwodu jednoliniowego
Figura 1: diagram obwodu jednoliniowego
Raport techniczny -
6
3. Wstępne kalkulacje
3.1 - roczna technologiczność (wydajność)
Instalacja
Układ zostanie zainstalowany w lokalizacjach () .
Poniższa tabela przedstawia podstawowe dane geograficzne miejsca instalacji.
Dane geograficzne miejsca
Lokalizacja
Rzeszów
Szerokość
50,04ş
Długość geograficzna
22,00ş
Wysokość
0 metry
Temperatura maksymalna
23,86 şC
Temperatura minimalna
-5,90 şC
Wartości
natężenia promieniowania
słonecznego
NASA-SSE
W tej lokalizacji mamy pozyskane następujące dzienne
poziomej powierzchni, według źródła NASA-SSE.
Miesiąc
Rozproszone
dzienne
[kWh/m˛]
natężenie promieniowania słonecznego na
Bezpośrednie
dzienne
[kWh/m˛]
Globalne
dzienne
[kWh/m˛]
Styczeń
0,64
0,38
1,02
Luty
0,99
0,77
1,76
Marzec
1,56
1,27
2,83
Kwiecień
2,10
1,71
3,81
Maj
2,52
2,42
4,94
Czerwiec
2,71
2,18
4,89
Lipiec
2,61
2,28
4,89
Sierpień
2,25
2,19
4,44
Wrzesień
1,60
1,32
2,92
Październik
1,03
0,79
1,82
Listopad
0,66
0,35
1,01
Grudzień
0,51
0,27
0,78
Rocznie
1,60
1,33
2,93
Biorąc pod uwagę miesięczne średnie dzienne natężenie promieniowania słonecznego oraz liczbę
dni, które składają się na dwanaście miesięcy w roku, można określić wartość rocznego
Raport techniczny -
7
globalnej natężenia promieniowania słonecznego na poziomej powierzchni dla lokalizacji (). Ta wartość
jest równa 2,93 [kWh/m²].
Zacienienie odległe
W systemie fotowoltaicznym zazwyczaj należy unikać zacienienia, ponieważ powoduje to straty
energii, a tym samym energii produkowanej. Jednak w szczególnych przypadkach jest to
dozwolone, jeżeli sytuacja jest właściwie oceniona.
W przypadku omawianej instalacji nie występuje zacienienie.
Obliczanie technologiczności
Technologiczności systemu została obliczona na podstawie danych, pochodzących ze źródeł
danych klimatycznych NASA-SSE, w miejscu instalacji w stosunku do przeciętnego
miesięcznego globalnego promieniowania słonecznego na powierzchni poziomej.
Procedura obliczania energii wytwarzanej przez układ bierze pod uwagę moc znamionową (2
kW), kąt nachylenia oraz azymut ( 30° , 0° ) generator PV, straty na generatorze PV (straty
rezystancyjne, straty z powodu różnicy temperatury modułów, refleksji bądź niedopasowania
pomiędzy pasmami), wydajność falownika, jak również współczynnik odbicia ziemi z przodu
modułów (20%) (albedo).
W związku z tym, energia wytwarzana przez układ corocznie (Ep, y) jest obliczana w
następujący sposób:
Ep,y = Pnom * Irr * (1-Losses) = 2 130,82 kWh
Gdzie:
 Pnom = Moc znamionowa systemu: 2 kW
 Irr = Roczne natężenie promieniowania słonecznego na powierzchni modułów: 1223,10 kWh/m²
 Losses = Straty mocy: 12,89 %
Straty mocy są spowodowane różnymi czynnikami. Poniższa tabela zawiera owe czynniki strat
oraz ich wartości przyjęte przez procedury obliczania systemu wydajności (technologiczności).
Straty
Straty ciepła
3,00 %
Straty z niedopasowania
2,00 %
Straty rezystancyjne
4,00 %
Straty spowodowane konwersją DC/AC
2,60 %
Inne straty
2,00 %
Starty z zacienienia
0,00 %
Straty całkowite
12,89 %
Raport techniczny -
8
Poniższy wykres przedstawia trend miesięcznej produkcji energii przewidywany w danym roku.
3.2 - Weryfikacja prawidłowego połączenia elektrycznego pomiędzy
generatorem fotowoltaicznym i grupą konwersji DC AC.
W celu doboru falownika jest zazwyczaj konieczne, aby zweryfikować zgodność używanych
falowników z polami fotowoltaicznymi.
Weryfikacja falowników odnosi się do sekcji prądu stałego systemu fotowoltaicznego i dotyczy:



Weryfikacja napięcia stałego
Weryfikacja prądu stałego
Weryfikacja mocy
Weryfikacja napięcia stałego
Sprawdzenie napięcia stałego wykonywane jest w celu weryfikacji, czy zestaw napięć
dostarczanych przez pole fotowoltaiczne jest zgodny z zakresem wahań napięcia wejściowego
falownika.
Innymi słowy, niezbędne jest, aby wyliczyć minimalny i maksymalny poziom napięcia pola
ogniw fotowoltaicznych i zweryfikować, że pierwszy jest większy od minimalnej dopuszczalnej
dla napięcia wejściowego falownika, a drugi jest mniejszy od maksymalnego napięcia
wejściowego dopuszczalnego przez falownik.
Weryfikacja prądu stałego
Weryfikacja prądu stałego wykonywana jest w celu sprawdzenia, czy prąd zwarciowy pola PV
@ STC jest mniejszy niż maksymalna dopuszczalna prądu wejściowego falownika.
Weryfikacja mocy
Weryfikacji mocy jest wykonywana w celu sprawdzenia czy moc znamionowa grupy konwersji
DC / AC (suma mocy znamionowej falownika) jest większa niż 80,00% i mniejsza niż 120,00%
Raport techniczny -
9
mocy znamionowej
fotowoltaicznych).
systemu
fotowoltaicznego
(suma
mocy
znamionowej
modułów
Poniższe tabele przedstawiają wynik tych weryfikacji.
Inverter:1
Minimalne napięcie w temperaturze modułu z 61,36°C (248,34 V) > Minimalne napięcie MPPT
(160 V)
Maksymalne napięcie w temperaturze modułu -10°C (237,47 V) < Maksymalne napięcie
MPPT (500 V)
Napięcie jałowe w temperaturze modułu -10°C (299,47 V) < Maksymalne napięcie falownika
(600 V)
Limity napięcia
Limity napięcia
Limity napięcia
Limity prądu
Prąd zwarciowy (8,75 A) < Maksymalny prąd falownika (11,5 A)
Limity mocy
Współczynnik wielkości mocy (80 %) < (109%) < (120 %)
3.3 – Przewody elektryczne
Zwymiarowanie przewodów elektrycznych obejmuje następujące obliczenia:

Obliczanie spadku napięcia
Obliczanie spadku napięcia
Znając długość przewodu, typ kabla i maksymalny prąd na nim, obliczenie procenta spadku
napięcia dla kabla na prąd stały jest uzyskane ze stosunku:
V%  2 
gdzie:
L
Inom
Vnom
R
R
L
 I nom 
Vnom
1000
to długość przewodu w metrach
jest to prąd w kablu @STC
jest to napięcie na kablu @STC
jest to odporność kabla na km długości, w temperaturze 80 °C
Należy zwrócić uwagę na długość kabla, typ kabla i prąd maksymalny, obliczanie procentowego
spadku napięcia na kablu dla prąd przemiennego uzyskuje się z relacji:
Uwaga: długość przewodu, rodzaj kabla i maksymalny prąd, który płynie, obliczenie procenta
spadku napięcia dla przewodu, jest uzyskane z relacji:
Dla linii jednofazowej:
R2  X 2
L
V%  2 
 I nom 
VAC
1000
Dla linii trójfazowej:
R2  X 2
L
V%  1,73 
 I nom 
VAC
1000
gdzie:
L
Inom
VAC
R, X
to długość przewodu w metrach
jest to prąd w kablu @STC
jest to napięcie sieci
są to odporność I reaktancja linii na km długości, w temperaturze 80 °C
Raport techniczny -
10
Poniższe tabele przedstawiają wykaz kabli używanych w systemie.
Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z dokumentem "Zestaw kabli"
Tabela kabli
Etykieta
C1
Kod
Opis
Formacja
Z: Inverter:1 Do: Sieć elektryczna
Z: Uziemienie ochronne-DC Inverter:1:1 Do: Inverter:1
Z: Str:1 Do: Uziemienie ochronne-DC Inverter:1:1
C2
C3
C4
Przewód łączący moduły: Str:1
Spadek napięcia
Długość
0,08%
2m
0,03%
2m
1,14%
30 m
0,30%
7,94 m
Zestawienie kabli stosowanych w systemie
Kod
Producent
Opis
Formacja
Przekrój
0,00 mm˛
Raport techniczny -
Długość
73,94 m
11