ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АВТОНОМНЫЕЭксплуатационные характеристики
IEC 61194:1992
Characteristic parameters of stand-alone photovoltaic (PV) systems
(IDT)
Издание официальное
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта. указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 039 «Энергосбережение, энергетическая эффективность, энергоменеджмент»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2013 г. № 1373-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61194:1992 «Системы фотоэлектрические (ФЭ) автономные. Эксплуатационные характеристики» (IEC 61194:1992 «Characteristic parameters of stand-alone photovoltaic (PV) systems»).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (пункт 3.5)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты». а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)
© Стандартинформ, 2014
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
ГОСТ Р МЭК 61194-2013
Содержание
1 Область применения............................................1
2 Характеристики систем...........................................1
2.1 Система установок..........................................1
2.1.1 Модули.............................................1
2.1.2 Панели.............................................1
2.1.3 Установки............................................1
2.1.4 Система установок.......................................2
2.1.5 Ориентация...........................................2
2.2 Подсистема накопления энергии...................................2
2.2.1 Аккумулятор...........................................2
2.2.2 Батарея.............................................2
2.2.3 Система управления накоплением энергии.........................2
2.3 Управление энергией и ее преобразование.............................3
2.3.1 Инвертор............................................3
2.3.2 Другие устройства.......................................3
2.4 Нагрузки................................................3
2.4.1 Полная нагрузка........................................3
2.4.2 Единичная нагрузка......................................3
2.5 Резервный генератор.........................................3
2.6 Электрическая схема системы....................................4
2.6.1 Принципиальная блок-схема.................................4
2.6.2 Система проводки установки (принципиальная блок-схема с диодами)..........4
2.6.3 Устройства защиты и безопасности. Полная схема.....................4
3 Внешние воздействующие факторы...................................4
3.1 Рассматриваемые периоды.....................................4
3.1.1 Базисный период........................................4
3.1.2 Период эксплуатации.....................................4
3.2 Местоположение...........................................4
3.3 Базисные пиранометрические данные...............................4
4 Эксплуатационные параметры......................................5
4.1 Мгновенная работа (функция мощности)..............................5
4.1.1 Система установок.......................................5
4.1.2 Система управления накоплением энергии.........................6
4.1.3 Подсистема накопления энергии...............................6
4.2 Кумулятивная работа в период времени (функция мощности)..................6
4.2.1 Кратковременная работа...................................6
4.2.2 Долговременная работа (в течение базисного(ых) периода(ов))..............6
Приложение А (обязательное) Элементы систем и подсистем накопления энергии..........7
III
ГОСТРМЭК 61194—2013
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АВТОНОМНЫЕ Эксплуатационные характеристики
Stand-alone photovoltaic systems. Characteristic parameters
Дата введения — 2015—01—01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на автономные фотоэлектрические системы (далее — системы) и устанавливает основные электрические, механические и экологические характеристики систем для описания и анализа при их эксплуатации. Указанные в настоящем стандарте параметры представлены для оценки системы и ее работоспособности:
- измерение краткосрочной и долгосрочной работы системы в месте ее расположения:
- сравнения между измеренной на месте и проектной работоспособностью, каждая из которых приведена к стандартным условиям испытаний (далее — СУИ).
При необходимости могут быть дополнительно разработаны специальные технические требования. учитывающие особенности при эксплуатации систем (при проектировании, прогнозировании эксплуатационных характеристик и измерении показателей).
Примечание — Минимальные необходимые требования указаны в рамках на рисунках и по тексту, а так же приведены дополнительные рекомендуемые требования.
Пример
\ UH — номинальное напряжение j минимальное требование;
W — масса дополнительное требование.
2 Характеристики систем
2.1 Система установок
См. приложение А. Пример элементов системы установок.
2.1.1 Модули
Характеристики модулей определены в технической документации.
Ртак — пиковая мощность при СУИ. Вт;
Ат — общая площадь (включая корпус), м2
2.1.2 Панели
п — число модулей в панели;
Ар — общая площадь панели (включая корпус, внутренние расстояния в модуле, отражатели ит. д.), м2.
2.1.3 Установки
NM — число модулей;
Аа — общая площадь, м2.
Издание официальное
2.1.4 Система установок
Nm — общее число модулей;
Л/р — общее количество панелей в системе установок
Nn = Nm,
Р0 — номинальная пиковая мощность. Вт,
общая площадь А равна сумме площадей установок, м2; расчетная скорость ветра, м сг1; расчетная снеговая нагрузка, кг м' напряжение холостого хода. В
2.1.5 Ориентация
р — угол наклона к горизонтали, градусы; а — азимут, градусы:
- от юга в Северном полушарии,
- от севера в Южном полушарии, «минусом» к востоку, «плюсом» к западу;
— слежение, если возможно;
— регулируемая ориентация, если возможно (количество ежегодных поправок и длительность каждого периода).
2.2 Подсистема накопления энергии
См. приложение А для примера с элементами системы установок.
2.2.1 Аккумулятор
Характеристики аккумулятора определены в технических документах (условиях).
Un — номинальное напряжение. В;
С10 — номинальная емкость, А ч;
С100 — расчетная мощность (период 100 ч). А ч; — тип электрохимического аккумулятора
лс — число аккумуляторов (последовательное соединение);
ль — число батарей, соединенных параллельно;
UB или Un — номинальное напряжение. В,
ив = п Un ]
Uf — напряжение в конце разрядки батареи. В;
Cioo — расчетная мощность (период 100 ч). А • ч. при номинальной температуре. °С
2.2.3 Система управления накоплением энергии
Характеристики определены в технических документах (условиях).
присутствие устройства контроля избыточной зарядки; присутствие устройства контроля глубокой разрядки
присутствие устройств слежения и безопасности
Ц.ит
номинальное напряжение. В; максимальное входное напряжение. В;
максимальная контролируемая мощность во время зарядки и разрядки. Вт; максимальные контролируемые токи во время зарядки и разрядки, А
ГОСТ Р МЭК 61194-2013
2.3 Управление энергией и ее преобразование
2.3.1 Инвертор
Характеристики инвертора определены в технических документах (условиях)/
— номинальная выходная мощность. Вт;
— максимальная выходная мощность. Вт, и определенный допустимый период времени;
Ц — входное напряжение. В:
Цтах — максимальное входное напряжение. В;
4min — минимальное входное напряжение. В; ио — выходное напряжение. В; f —частота. Гц;
— форма волны;
— число фаз;
— коэффициент нелинейных искажений
2.3.2 Другие устройства
(Поиск точки максимальной мощности (далее — ПТММ) преобразователей постоянного тока ит. д.)
Характеристики других устройств определены в технических документах (условиях).
— |
номинальная выходная мощность. Вт; |
— |
входное напряжение. В; |
— |
номинальное выходное напряжение. В; |
Цп1п* Цпах |
— минимальное и максимальное входное напряжение. В; |
Airin' Апах |
— минимальный и максимальный входной ток. А; |
f |
— частота, Гц |
|
Примечами е — Для 2.3.1 и 2.3.2 характеристики определены о МЭК (на рассмотрении). |
2.4 Нагрузки
2.4.1 Полная нагрузка
номинальные общие параметры потребления энергии;
— в течение контрольного периода времени;
— максимальная требуемая проектная мощность. Вт;
— минимальный и максимальный проектный ток. А;
— минимальное и максимальное допустимое напряжение. В
2.4.2 Единичная нагрузка
Характеристики нагрузок определены в технических документах (условиях).
— номинальное входное напряжение. В;
— минимальное и максимальное входное напряжение. В:
— номинальная входная мощность. Вт;
— максимальная входная мощность. Вт;
— номинальный входной ток. А;
— максимальный входной ток (и длительность). А;
— номинальный cos ip (при наличии);
— характеристики нагрузки (постоянная мощность, комплексное сопротивление и т. д.);
— тип;
— вид поставляемой пользователю энергии (электрическая, механическая, тепловая, лучистая. гидравлическая....).
2.5 Резервный генератор
тип и функции;
— номинальная мощность. Вт;
— номинальное напряжение. В
Примечание — Резервный генератор не предназначен для обеспечения полного электроснабжения во время данного периода.
2.6 Электрическая схема системы
2.6.1 Принципиальная блок-схема
2.6.2 Система проводки установки (принципиальная блок-схема с диодами)
2.6.3 Устройства защиты и безопасности. Полная схема
Полная схема с местами расположения:
- устройств защиты.
- устройств безопасности.
- устройств защиты от перенапряжения и молниеотводов.
- заземления,
- прочих устройств._3 Внешние воздействующие факторы
3.1 Рассматриваемые периоды
3.1.1 Базисный период
Период времени, используемый для расчета и проектирования систем. Проектный срок работы следует определять в периоде: Л/ч (часы) и Na (дни).
В случае если базисный период превышает три месяца, рекомендуется приводить средний или месячный срок работы._
3.1.2 Период эксплуатации
В данный период времени ожидается, что энергия, вырабатываемая системой, будет потребляться. Такие периоды могут основываться:
— на днях;
— на неделях;
— на временах года.
3.2 Местоположение
| — иирота, долгота, градусы
— высота (обязательно, если есть ограничения), м
Tamd — средняя дневная температура внешней среды в базисный период времени. вС;
7amj — средняя суточная температура внешней среды в базисный период времени, °С;
— максимальная температура внешней среды* на месте. °С;
— минимальная температура внешней среды' на месте, *С;
Vrnax — максимальная скорость ветра на месте, м • с-1
_Во время базисного периода.__________________
— среднегодовая скорость ветра, м • с-1;
— общий план местоположения;
— площадь территории, занимаемой системой, м2.
Примечани е — Данные параметры могут быть определены по взаимному соглашению и должны, если известно конкретное местоположение, максимально соответствовать доступным метеорологическим данным и/или местным проектным регламентам.
3.3 Базисные пиранометрические данные
G — общая освещенность на горизонтальной плоскости. кВт м~2;
Н — энергетическая экспозиция на горизонтальной плоскости, кВт ч м-2, а также будут использованы следующие обозначения:
I — на плоскости; dir — прямой; diff — диффузный;
N — нормальный.
4
ГОСТ Р МЭК 61194-2013
Должны быть определены две кривые, рассматриваемые в качестве эталонных по соглашению между производителем и заказчиком системы:
G — общая освещенность на горизонтальной плоскости в зависимостиот времени дня. Вт м-2;
G| — общая освещенность на плоскости в зависимости от времени в течение дня, Вт/м2.
Эти две кривые должны отображать значения среднесуточной освещенности (см. также кривую «Солнечные сутки», находящуюся на рассмотрении МЭК)._
Н — средняя горизонтальная дневная общая освещенность в базисный период. кВт ч м-2 в день;
И, — средняядневнаяобщаяосвещенностьнаплоскостивбазисныйпериод.кВт ч м-2вдень
HMjff — средняя дневная диффузная освещенность на плоскости в базисный период. кВт-ч • м-2 в день;
Нтах — максимальная общая дневная диффузная освещенность на плоскости, зафиксированная хотя бы раз в базисный период;
J0 — количество последовательных дней без прямого освещения, зафиксированное хотя бы раз в год, и вероятное для этого времени года.
4 Эксплуатационные параметры
Все параметры, приведенные в настоящем разделе, могут быть получены либо на стадии проектирования. либо в результате испытаний по подтверждению соответствия.
Сюда не входят;
- методы вычисления для получения вышеуказанных параметров.
- методы экстраполяции к эталонным условиям.
- пределы погрешности (точность, допустимые отклонения и т. д.) параметров, полученных при проверке.
Вышеуказанная информация при необходимости согласовывается с производителем и заказчиком системы либо основана на существующих или разрабатываемых стандартах (находится на рассмотрении МЭК).
4.1 Мгновенная работа (функция мощности)
Графики номинальной н/или минимальной мощности на выходе системы установок, но перед подсистемой накопления энергии, инверторами и нагрузками при следующих условиях освещенности и температуры:
a) горизонтальная освещенность:
значения: 1000 Вт • м~2;
800 Вт • м"2;
500 Вт м-2;
b) соответствующая температура фотоэлемента Тс для 7amb = 20 °С при скорости ветра 1 м-сг1:
Tciooo
Т-с800 = НРТЭ.
4.1.1 Система установок
Рекомендованные дополнительные значения освещенности: 250 Вт м-2;
100 Вт м-2.
5
ГОСТ Р МЭК 61194-2013
4.1.2 Система управления накоплением энергии
U Уровни контроля напряжения, В,
i 1 при 20 С, ТатЬ максимальное1 ^атЬ минимальное
1/а1„ - значение для сигнализатора превышения уровня
Ub - верхний контрольный уровень* (уровень напряжения при остановке зарядки);
UR - уровень контроля напряжения (уровень напряжения
__ для возобновления зарядки);
UN - уровень номинального напряжения:
Ц> - нижний контрольный уровень* (уровень напряжения при остановке разрядки)
Ur - уровень* напряжения для возобновления разрядки и»\ь ~ значение для сигнализатора слишком низкого уровня
— _тип контроля__
— — глубина разрядки батареи__
4.1.3 Подсистема накопления энергии
При Tamj и для условий, определенных в 2.4.
Dd — дневная глубина разрядки (г. р.), % С100 Оа — годичная глубина разрядки. % С100.
На этом уровне разрядки значение напряжения подсистемы накопления энергии должно быть выше, чем Ub.
4.2 Кумулятивная работа в период времени (функция мощности)
Если не обусловлено иное, проектные рабочие характеристики в данные периоды времени указывают при отключенном резервном генераторе.
4.2.1 Кратковременная работа
Следующие проектные рабочие характеристики должны быть представлены для полной освещенности в виде;
Ht. кВт-ч • м-2 в день;
HlM = 1.2 Hjt кВт ■ ч м-2 в день;
Н1т = 0.8 Н,, кВт -ч • м-2 в день.
4.2.2 Долговременная работа (в течение базисного(ых) периода(ов))
Определены следующие параметры: а) энергии
Используемые значения освещенности следующие:
/-/.гр — сумма всех значений освещенности на плоскости в базисный период (гр = базисному периоду), кВт ч м-2:
ни = Щ’>
Нф — сумма всех значений горизонтальной освещенности в базисный период
нФ = £".
Обязательно, если эти уровни существуют.
6
— коэффициент ориентации для базисного периода, определяемый как:
£pV — электроэнергия на выходе системы при номинальных условиях. кВт-ч.
Рекомендуется указывать предполагаемые значения результатов вычислений, например ПТММ. постоянное напряжение и т. д.;
Ь) коэффициент преобразования энергии
KG — коэффициент полного преобразования энергии
где t — количество часов во время базисного периода;
— КПД эффективности преобразования электроэнергии системой, %,
d) эксплуатационная готовность фотоэлектрической системы
Для базисного периода и для эталонных параметров потребления энергии:
Td = 1 “ (*Чк1 + ‘Tip + ‘TwV^u.
где — сумма часов недоступности полезной энергии в базисный период из-за того, что уровень напряжения ниже, чем Ub до достижения уровня напряжения Ut\
— сумма часов недоступности полезной энергии в базисный период из-за нарушения и восстановления работы системы;
^,s — сумма часов недоступности полезной энергии в базисный период из-за профилактики и обслуживания системы;
сьи — сумма часов потребности в электроэнергии в базисный период, рассчитанная на основе эталонных параметров потребления энергии.