中新天津生态城泵站中光伏发电技术的应用

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1、增刊(总第161期)2012年9月中国彳丛z程CHINAMUNICIPALENGINEERINGS1(SerialNo．161)Sep．2012DOI：10．3969／j．issn．1004-4655．2012．S1．027中新天津生态城泵站中光伏发电技术的应用张大为1，(1．天津市市政工程设计研究院，天津300051；2．张东升2天津生态城市政景观有限公司，天津300486)摘要：介绍了生态城青坨子泵站光伏发电技术应用的背景。阐逮了光伏发电系统的原理、功能及结构组成。预测了并网型屋顶光伏电站的效益，确定采用单块最大发电功率202W太阳能

2、电池板3×13,块，峰值发电功率为7．8kW。蓄电池选用12V、100Ah共38块。最后，总结了光伏电站在泵站的应用中需要注意的问题。关键词：光伏发电；并网发电；太阳能：泵站中图分类号：TM615．2文献标志码：B文章编号：1004—4655(2012)Sl一0078—02按国家节能减排政策的要求，结合未来泵站降低用电成本的需求，生态城青坨子雨水泵站尝试使用了屋顶光伏发电技术，提供泵站日常管理生活用电和监控用电，提高生态城市政工程可再生资源的效率。1光伏发电技术应用背景1．1国家政策的鼓励和扶持为落实国务院节能减排战略部署，贯彻实施《可再

3、生能源法》，财政部、住房和城乡建设部于2009年3月公布的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，其中提到“城乡建设领域是太阳能光电技术应用的主要领域，利用太阳能光电转换技术，解决建筑物、城市广场、道路及偏远地区的照明、景观等用能需求，对替代常规能源、促进建筑节能具有重要意义。”1．2生态城倡导节能环保理念生态城是中国和新加坡两国政府改善生态环境、建设生态文明的战略性合作项目，显示了两国政府应对全球气候变化、加强环境保护、节约资源的决心。1．3工程实施具备有利条件1)根据天津地理位置及日照、气温等气象数据分析，天津所在地区，年13照

4、时数2200～3000h；年辐射总量5000～5850MJ／m2；13平均有效日照时间为7．05h、月平均最高气温30．7cC、月平均最低气温一8．2℃、年平均气温12．2℃、一般阴雨天气不超过3d，属于太阳能资源较充足的地区。2)青坨子泵站为市政雨水排放泵站，位于蓟运河故道附近，泵站南侧为蓟运河故道及生态公园，泵站北侧为蓟运河故道大桥，故泵站周边地理环境开阔，无高耸的大型建筑物遮挡阳光。782光伏发电系统的分析2．1青坨子雨水泵站用电负荷统计及特点分析本泵站主要负责生态城市政道路雨水的排沥，同时还作为泵站监控中心，监控本泵站及片区内其他

5、泵站的运行情况。其负荷统计及特点见表I。表1泵站负荷统计及特点分析负荷名称负荷容量＼运行特点雨水泵6台200kW潜水泵阴用大延行，排沥道路雨水泵站格栅、合计功率为20kW配合雨水泵的运行开启，仅闸门等辅机阴雨天运行合计功率为6kW，平日开启的平均负荷建筑照明为3kW，应急开启lkW合计最大负荷为泵站监控系统大型LED屏10kW，平13经常开启幕电耗较大，平时不开启，监监控计算机的平均负荷为2kW，控计算机24h运行，不应中断应急负荷为2kW停电2．2光伏发电系统的确定光伏系统应用的基本形式可分为3大类：独立发电系统、并网发电系统和混合发电

6、系统。独立发电系统主要由太阳能电池组件、蓄电池、充放电控制器、逆变器等组成，依靠太阳能电池发电并转换储能，不设置辅助发电设备。这种发电系统简单、维护少、便于操作，但受天气影响大，需要较多的电池作为储备电源，故投资大。并网发电系统太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接人公共电网，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。这种发电中网彳丛z彳善张大为，张东升：中新天津生态城泵站中光伏发电技术

7、的应用2012年增币形式不但可以弥补太阳辐射低谷期发电不足的缺点，同时还可以把太阳辐照最高峰时期产生的多余能量回馈电网更充分地利用太阳能。混合发电系统中除了使用太阳能太阳电池组件阵列之外，还使用了燃油发电机、风力发电机等作为备用电源。该系统与并网系统功能类似，用燃油发电机或风力发电机作为太阳能发电系统的补充，但较市电补充，燃油系统维护工作较为复杂，风力发电系统受自然条件影响较大。根据本泵站负荷的分析，泵站水泵具备市电供电条件，综合考虑不同光伏发电系统的特点及运行、维护、投资等因素，确定采用并网光伏发电系统，并设置少量的电池组作为应急电源。

8、根据泵站布置的特点，太阳能电池组件安装在泵站建筑坡屋顶上，即为并网型屋顶光伏发电系统。3并网型屋顶光伏发电系统设计3．1系统组成及原理太阳能光伏并网发电系统由太阳电池方阵所产生的电能经过功率调