斜单轴跟踪系统

青海河南20MWp光伏并网发电特许权项目斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件合同编号：第三篇技术部分招标人：中能华辰集团有限公司2011年5日I目录青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司1文件七技术方案总则1、本标书只适用于青海河南10MWp并网光伏发电特许权项目的斜单轴跟踪系统，包括斜单轴跟踪系统及其辅助材料的技术参数、功能设计、结构、性能、制作、供货、安装、调试和试验等方面的技术要求。斜单轴跟踪系统安装太阳电池组件的容量为10.2131MWp。2、本标书符合工业标准的优质产品及相应的服务，且满足国家有关安全、环保等强制性标准和规范的要求。3、我方提供的所有斜单轴跟踪系统在技术上是成熟可靠、先进的，并经过了运行实践证明是完全成熟可靠的产品。4、我方对其供货范围内的所有产品质量负有全责，包括分包和外购的产品。5、我方中标后积极协同设计方完成深化方案设计，配合施工图设计。6、本标书未尽事宜，由双方协商确定。青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司2工程概况青海河南10MWp光伏并网发电特许权项目位于青海省黄南州河南县优干宁镇托叶玛乡。场址范围为N34°35'5.8～N34°35'27.8，E101°31'38.2～E101°32'13.1。场地平均海拔3560m，整体地形北高、南低，地形坡度为26°～34°，坡体地表植被较发育。NASA网站提供的本地气象数据月份大气温度°C湿度%日照能量kWh/m2/d气压kPa风速m/s地表温度°C采暖度日°C-d降温度日°C-d一月-10.042.8%3.4664.55.7-9.88570二月-7.145.2%4.1664.55.7-6.27060三月-3.249.3%4.7764.65.5-1.66470四月1.154.2%5.5764.85.33.25000五月4.465.3%5.5865.05.26.54200六月7.770.0%5.4965.05.19.23105七月9.870.0%5.7865.14.611.325027八月9.369.3%5.4965.24.810.725827九月5.572.8%4.5365.35.16.73595十月0.669.0%4.0865.35.01.55240十一月-3.948.2%3.7765.15.2-3.56430十二月-7.939.7%3.3064.85.9-7.97860平均0.558.0%4.6764.95.21.7626064青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司31斜单轴跟踪系统总体设计方案1.1设计原则项目设计遵循以下国标:GB191《包装储运图示标记》GB50017《钢结构设计规范》GB/T700《碳素结构钢》GB/T1591《低合金高强度结构钢》GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》CECS84《太阳光伏电源系统安装工程设计规范》GBJ149《电气装置安装工程母线装置施工验收规范》GB50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50168《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB/T14598.14《静电放电试验》GB191-90《包装储运图示标记》GBJ17-88《钢结构设计规范》GB/T18479-2001《地面用光伏(PV)发电系统概述和导则》SJ/T10460-1993《太阳光伏能源系统图用图形符号》SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护-导则》CECS84-1996《太阳光伏电源系统安装工程设计规范》GB6495.1-1996《光伏器件第1部分:光伏电流-电压特性的测量》GB6495.2-1996《光伏器件第2部分:标准太阳电池的要求》GB6495.3-1996《光伏器件第3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据》GB20047.1-2006《光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：结构要求》GB20047.2-2006《光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：试验要求》GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》；GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司4GB/T12325-2003《电能质量供电电压允许偏差》GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》GB/T15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15945-1995《电能质量电力系统频率允许偏差》GB2297-1989《太阳光伏能源系统术语》GB6497-1986《地面用太阳能电池标定的一般规定》GB6495-1986《地面用太阳能电池电性能测试方法》GB/T6495.4-1996《晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和辐照度修正方法》SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护——导则》GB/T18210-2000《晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量》GB/T18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB/T61727：1995《光伏（PV）系统电网接口特性》GB/T4942.2-1993《低压电器外壳保护等级》GB/T3859-1993《半导体变流器应用导则》GB/T14598.9《辐射电磁场干扰试验》GB/T17626.8《工频磁场抗干扰试验》GB/T14598.3-936.0《绝缘试验》JB-T7064-1993《半导体逆变器通用技术条件》B/T60904-10《光伏器件线性特性测量方法》Q/0100CHC001－2011《斜单轴跟踪太阳能发电支架》1.2设计原理1.2.1斜单轴系统增加发电量说明安装地点采用斜单轴跟踪系统相对于朝南最佳倾角固定安装系统和水平单轴跟踪系统增加发电量的理论计算成果如下：斜单轴跟踪系统相对于最佳倾角固定安装系统由于接受太阳直射的时间多20%-25%，所以发电量应提高20%以上。由于本地区纬度范围为34°35'5.8—34°35'27.8，斜单轴跟踪系统相对于青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司5水平单轴跟踪系统由于接受太阳直射的时间多15%-20%，所以发电量应提高15%以上。固定式光伏阵列模型：式中：为太阳直射光与光伏阵列采光面法线方向的夹角，即太阳入射角；为太阳高度角，指太阳到观测点的连线与地平面的夹角：A为太阳方位角，指太阳到观测点连线在地面的投影与正北方向的夹角；为光伏阵列倾角；为光伏阵列方位角，指倾斜面法线在地平面的投影与正北方向的夹角。水平单轴跟踪光伏阵列模型：式中：为跟踪轴方位角，指水平跟踪轴与正北方向的夹角；为跟踪角，指跟踪轴相对于基准线转过的角度。倾斜单轴跟踪光伏阵列模型：式中：为跟踪轴相对于地平面的倾角，当=0时，倾斜单轴跟踪式阵列模型就退化为水平单轴跟踪式光伏阵列模型。使用PVSYST软件模拟对比图：青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司6固定式系统发电量曲线图平单轴跟踪系统发电量曲线图青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司7斜单轴跟踪系统发电量曲线图由软件我方可以给出斜单轴跟踪系统与按最佳倾角固定式安装相比提高输出效率大于15%。1.2.2系统跟踪算法说明我方的系统跟踪算法详见（本篇2.3.2节），跟踪支架间东西方向和南北方向间距的计算方法详见间距计算书（）。1.2.3系统反跟踪算法说明我方设定斜单轴跟踪系统转动方向的动作范围在-45°—+45°范围内，此范围就是系统最佳转动角度范围，在此范围内转动角度可以任意设定。计算依据：A＝d*cosα+d*sinα*ctgβ（4）式中，A为阴影长度，d为组件宽度。由于太阳的高度角在-45°或+45°范围内太阳直射能量减少，并且阴影投射长度为组件宽度度的1.4倍。此时进入反跟踪系统，对于发电量无影响，减少了土地使用量，是一个土地使用量与发电量最佳范围。1.3结构设计1.3.1支架设计本标书对单套斜单轴跟踪系统的定义如下：本套斜单轴跟踪系统一个斜单轴支架、一个转动机构、一套控制系统。斜单轴跟踪系统主要技术性能参数表青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司8序号项目单位参数1单套跟踪系统重量kg4452跟踪系统型号CHC-S-AC-2.353单套跟踪系统安装的最大太阳能电池组件数块104跟踪系统尺寸结构mm6030×3092×30605跟踪系统光传感器（如设置）参数(1)灵敏度度(2)检测范围度(3)输出信号形式6跟踪系统风传感器（如设置）参数(1)灵敏度m/s1(2)检测范围m/s0—50(3)输出信号形式Hz0—5007跟踪系统跟踪范围°2208跟踪系统跟踪精度°19跟踪系统抗风载能力(1)系统支架最大运行风速m/s25(2)系统保护动作风速值m/s12(3)系统支架极端风载抵抗m/s4210跟踪系统供电形式VAC22011跟踪系统执行机构参数(1)执行机构型号PE5Ⅱ-62-R-220001(2)执行机构输入电压范围VAC22012跟踪系统功耗(1)执行机构铭牌功率W(2)控制系统功耗W青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司9(3)跟踪系统功耗（工作日功耗）W(4)跟踪系统待机功耗（非工作日功耗）W14413跟踪系统连续无故障运行时间h50000对应于额定功率为500kW的逆变器，由于其MPPT电压为450V-820V,而根据光伏组件的工作电压30.1V可知，20块光伏组件串联时电压为602V，符合逆变器的MPPT电压。斜单轴跟踪支架转动轴与水平面之间的夹角为20°。太阳电池组件在斜单轴跟踪支架上的布置方式以2332结构而不是选择4321结构，是为了节约土地，更好的利用反跟踪算法，缩小阴影宽度，提高发电量。我公司设计支架总装图如下：斜单轴跟踪系统的支架部件采用优质钢管及其他优质型材，确保支架强度，充分需考虑当地极端低温情况；支架构件材质采用Q235B钢，表面采用热浸镀锌防锈处理。斜单轴跟踪系统的设计支架运行风载抵抗大于25m/s，当风速大于25m/s时，跟青海河南并网光伏电站斜单轴跟踪系统设备采购及安装投标文件中能华辰集团有限公司10踪系统具有保护动作以确保整个支架系统的风荷载最小。整个支架极端风载抵抗大于42m/s。斜单轴跟踪系统支架现场安装时不采用焊接方式，采用方便安装和拆卸的连接方式，设有电池组件接地线连接的螺栓孔。我方根据招标文件中的地质条件，斜单轴跟踪系统的地基基础方案为水泥基础方案，单个支架本体的各个支撑脚基础为同一水平高度。1.3.2转动驱动设计（1）执行机构及其安装连接具有防风沙、雨雪功能（防护等级达到IP55）、可在极限高低温下正常工作（执行机构的温度适应范围为：80C°—-40C°）。（2）执行机构具备自锁功能：即在35米/秒风速条件下，风力仅仅作用在转动轴的一侧时，转动轴在无电驱动的情况下不能发生周向位移，即组件平台不能转动。（3）设备加工精度高，蜗轮与蜗杆结合紧密，达到零间隙传动，保证正转与反转没有回程间隙，提高回转的精度。蜗杆和回转支承多齿面接触，增大接触面积，提高回转装置的输出扭矩，减小齿面间的磨损，增强抗冲击性能；回转装置有较高的稳定性、转动平稳、无间隙、无杂音。（4）转动机构具备极限位置感应能力并能实现故障时自动停机，以防止转动角度在超出-45°～+45°范围时对系统造成不利影响。（5）电机具有输入功率低、输出扭矩大，同时具有同步性高、无失真、无噪音、维护成本低的特性。电机选型时考虑到高海拔因素，可确保在海拔3700m安全稳定运行。（6）转轴部分材质采用Q345B钢。（7）转轴具备耐磨、耐高低温、抗风沙、不需加润滑剂。（8）我方针对电站所在地区的气候特点，驱动装置采用橡胶密封圈密封，在风沙情况下防止斜单轴跟踪系统的机械转动、传动部件卡涩、老化（9）跟踪系统转