【正文】 界太陽電池產(chǎn)量年平均增長率為 ％，最近 10 年年平均增長率為 % 。在 2020 年至 2020 年各種可再生能源中，并網(wǎng)光伏的增長速度最快，年平均增長率達 %。 11 中國光伏發(fā)電市場的現(xiàn)狀 中國的光伏發(fā)電市場目前主要用于邊遠地區(qū)農(nóng)村電氣化、通信和工業(yè)應(yīng)用以及太陽能光伏產(chǎn)品，包括太陽能路燈、草坪燈、太陽能交通信號燈以及太陽能景觀照明等。與此同時，中國在短短的時間內(nèi)也誕生了一批較具國際競爭力的光伏企業(yè)，截 止 2020年底中國已成功在境外上市融資的光伏企業(yè)達 10 家， 2020年電池產(chǎn)量排名全球前 20名以內(nèi)大陸企業(yè)有 5家。該項目大大刺激了國內(nèi)光伏工業(yè)，國內(nèi)建起了幾條太陽能電池的封裝線，使太陽能電池的年生產(chǎn)量迅速達到 100MWp（ 2020 年當年產(chǎn)量 20MWp）。實際生產(chǎn)量與需求存在巨大差距，多晶體硅原材料基本依賴進口。 2020年，我國硅材料的生產(chǎn)能力達到 15000噸，能滿足 1100MW太陽能電池的生產(chǎn)。但由于技術(shù)和資金門檻低，屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，造成目前國內(nèi)封裝能力過剩，企業(yè)利潤微薄，發(fā)展空間不足。目前我國并網(wǎng)逆變器的生產(chǎn)技術(shù)與國外有一定的差距，主要表現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品的可靠性和功能上。要經(jīng) 兩級變換，效率問題 比較突出，采取措施后，仍可達到 90%以上，高頻電磁干擾嚴重，要采用濾波和屏蔽措施。太陽能電池矩陣面積大，對地有很大的等效電容存在，將在工作中產(chǎn)生等效電容充放電電流。 正激變壓器絕緣方式：是在無變壓器非絕緣方式使用效果不佳之后發(fā)出的，既保留了無變壓器非絕緣方式單級變換的主要優(yōu)點，又消除無絕緣隔離的主要缺點，是到目前為止并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備比較理想的逆變器。 目前單晶硅電池片的效率可達到 16%20%，多晶硅電池片可達到14%16%。 中國的太陽能資源分布狀態(tài) 我國幅員遼闊，有著十分豐富的太陽能資源。例如被人們稱為 “日光城 ”的拉薩市， 1961 年至 1970 年的平均值，年平均日照時間為 ，相對日照為 68％，年平均晴天為 天，陰天為 ，年平均云量為 ，太陽總輻射為 816kJ／ cm2?a，比全國其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。 我國太陽能資源分布的主要特點有：太陽能的高值中心和低值中心都處在北緯 22176。地區(qū)，太陽能的分布情況與一般的太陽能隨緯度而變化的規(guī)律相反，太陽能不是隨著緯度的增加而減少，而是隨著緯度的增加而增長。主要包括青藏高原、甘肅北部、青海北部和新疆南部等地。主要包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、青 海南部、甘肅中部、青海東部、西藏 17 東南部和新疆南部等地。 — 四類地區(qū) 全年日照時數(shù)為 1400～ 2200 小時，輻射量在 419～ 502104kJ／cm2?a。相當于 115～ 140kg 標準煤燃燒所發(fā)出的熱量。四、五 類地區(qū)雖然太陽能資源條件較差，但仍有一定的利用價值。在該等值線以西和以北的廣大地區(qū)，除天山北面的新疆小部分地區(qū)的年總量約為 103MJ/m2外，其余絕大部分地區(qū)的年總量都超過 103MJ/m2。 19 第三章 項目建設(shè)的必要性 國家太陽能發(fā)展規(guī)劃 國家 “十一五 ”規(guī)劃綱要提出了優(yōu)先發(fā)展能源工業(yè)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的指導(dǎo)原則 ,國家 “十 一五 ”規(guī)劃確定的可再生能源發(fā)電包括風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等發(fā)電項目。 “十一五 ”期間，國家將實行優(yōu)惠的財政稅收政策和強制性的市場份額政策，以鼓勵生產(chǎn)和消費可再生能源。燃煤造成的二氧化硫和煙塵排放量約占排放總量 70％～ 80％，二氧化硫排放形成 的酸雨面積已占國土面積的 1/3。 光伏發(fā)電不產(chǎn)生傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)（例如燃煤發(fā)電）帶來的污染物排放和安全問題，沒有廢氣或噪音污染，沒有二氧化硫、氮氧化物以及二氧化碳排放。大規(guī)模光伏電站的開發(fā)建設(shè)可有助于環(huán)境能源危機，可有效減少常規(guī)能源尤其是煤炭資源的消耗，保護生態(tài)環(huán)境。h 計，每年可節(jié)約標準煤約 ，減排 CO2: 。其中提到，太陽能是 2020 年和 2020 年可再生能源發(fā)展的重點領(lǐng)域之一。到 2020 年，太陽能發(fā)電總?cè)萘窟_到 30 萬千瓦，到 2020 年達到 180 萬千瓦。在經(jīng)濟較發(fā)達、現(xiàn)代化水平較高的大中城市，建設(shè)與建筑物一體化的屋頂太陽能并網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)施，首先在公益性建筑物上應(yīng)用，然后逐漸推廣到其它建筑物，同時在道路、公園、車站等公共設(shè)施照明中推廣使用光伏電源。 建設(shè)較大規(guī)模的太陽能光伏電站和太陽能熱發(fā)電電站。 光伏發(fā)電在通訊、氣象、長距離管線、鐵路、公路等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景，預(yù)計到 2020 年，這些商業(yè)領(lǐng)域的光伏應(yīng)用將累計達到 3萬千 22 瓦，到 2020 年將達到 10 萬千瓦。近年來， CO2 等溫室氣體導(dǎo)致全球變暖趨勢已經(jīng)成為世界十大環(huán)境問題之首。預(yù)計，最遲至 2020 年，我國的 CO2 年排放總量將超過美國而位居世界第一。計劃到 2020年，全國將關(guān)停單機容量為 200MW 及以下的總規(guī)模為 50000MW 的中小型常規(guī)燃煤火力發(fā)電機組，與同規(guī)模的高效清潔的大型燃煤機組相比，屆時每年可節(jié)約標準煤將超過 2020 萬噸。隨著我國經(jīng)濟的快速增長，能源需求逐年上升，能源進口也逐年增加。太陽能光伏發(fā)電作為太陽能源利用的方式，其相關(guān)的技術(shù)已基本成熟。我國政府把可持續(xù)發(fā)展作為經(jīng)濟社會發(fā)展的基本戰(zhàn)略，并采取了一系列重大舉措。提高可再生能源利用率，尤其發(fā)展太陽能發(fā)電是改善生態(tài)、保護環(huán)境的有效途徑。 綜上所述，本項目的建設(shè)，對我國和江蘇電力可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展具有極大的促進作用，對提高我國大型光伏電站的設(shè)計水平、項目建設(shè)管理水平、運行管理水平，對激勵國家大型光伏并網(wǎng)逆變器的開發(fā)和產(chǎn)品性能的提高，均具有極大的意義。針對 20MWp 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案，將系統(tǒng)分成 10 個并網(wǎng)發(fā)電單元，每個發(fā)電單元輸出 電壓后，經(jīng)過 1 臺 1250kVA 升壓變壓器升壓至 10KV，最后整個20MWp 光伏發(fā)電系統(tǒng)以 10kV 接入電網(wǎng)。 26 電網(wǎng)規(guī)劃目標及原則 規(guī)劃目標 電壓質(zhì)量須滿足國家標準 GB12325《電能質(zhì)量 —供電電壓允許偏差》，電壓合格率 達到 100%。 電源規(guī)劃 規(guī)劃區(qū)電源以大電網(wǎng)為主，現(xiàn)狀主要由陳家港變和化工園變。該電廠建成后不僅可以保障經(jīng)濟區(qū)用電量，還增加了農(nóng)民的收入。規(guī)劃區(qū)內(nèi) 7 座，其中保留現(xiàn)有的兩座 110 千伏的陳家港變和化工園變，新建 5 座 110 千伏變電站，每座占地面積 3000 平方米左右，設(shè)計容量為 350 兆伏安。規(guī)劃新建 110 千伏及以下線路采用電力電纜或近期架空遠期采用電力電纜，沿道路北側(cè)、東側(cè)鋪設(shè)。開閉所 /高壓分支箱至用戶采用放射式供電。 10千伏配電所供電半徑取 300米。 高壓線路：線路敷設(shè)考慮安全實用，美化環(huán)境，節(jié)約用地和 經(jīng)濟承 受能力，長遠規(guī)劃，遠近結(jié)合，線路應(yīng)在走廊里敷設(shè)。 （ 3） 110KV 線路采用架空敷設(shè)，高壓線路走廊不小于 26 米。 方案：自電站架設(shè) 1 回 10kV 線路接入陳家港沿海經(jīng)濟區(qū) 10kV 變電站，導(dǎo)線采用 LGJ 電纜。 30 第五章 光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計 項目所在地的自然環(huán)境概況 地理 概況 本工程廠址位于江蘇省鹽城市響水縣陳家港鎮(zhèn)沿海經(jīng)濟區(qū)。56′51″－ 34176。 項目所在地太陽能資源概況 該地區(qū)的氣候溫和濕潤，四季鮮明，年平均氣溫 ℃ ，年平均降水量 毫米，年平均日照 小時。東瀕黃海，具有海洋性氣候的特點，溫和溫和溫潤，雨水適中，日照充沛，無霜期長。常年年平均降水日為 96 天，全年平均雷暴日 27 天。灌河是江蘇省唯一沒有閘壩礙航的天然入海潮汐河道，全長 公里，在響水境內(nèi)流程達 公里，平均潮位水面寬 820－ 1100 米，水深 8－ 12 米，可興建萬噸級碼頭 13座、千噸級碼頭百座，且岸線陸域腹地廣闊，具備發(fā)展造船、碼頭物流等產(chǎn)業(yè)的優(yōu)越條件；位于灌河入?？诘年惣腋凼菄叶愰_放口岸，可以和國內(nèi)各大港口及日本、韓國和東南亞直接通航，距離連云 港僅有 29 海里，是連云港的最佳配套港； 地形地貌 擬建場地位于響水縣陳家港鎮(zhèn)沿海經(jīng)濟區(qū)，北靠灌河，東瀕南潮河；場地地貌單一，屬濱海平原地貌。在河堤處分布有人工素填土。厚度為 ～ ，平均厚度為 ，層底標高為－ ～－ 。 第 ② 2 層粉土，灰～褐灰色，含少量云母、貝殼碎片，夾薄層粉質(zhì)粘土及大量粉砂，局部地段呈互層狀，土質(zhì)不均勻，搖震反應(yīng)中等。 第 ③ 1 層砂質(zhì)粉土，灰～褐灰色，含少量云母、貝殼碎片，夾薄層粉質(zhì)粘土和粉細砂，局部地段呈互層狀，土質(zhì)不均勻，搖震反應(yīng)中等。 第 ③ 層粉細砂，灰～褐灰色，局部地段為草黃色，主要礦物成分為長石、石英，含少量云母、貝殼碎片，夾粉質(zhì)粘土和粉土，搖震反應(yīng)迅速，局部地段含較多姜結(jié)石。 第 ④ 1 層粉質(zhì)粘土與粉土互層，灰～褐灰色，含少量腐植物、夾較多粉土，局部地段為粉質(zhì)粘土與粉土互層，呈透鏡體狀分布，土質(zhì)不均勻，干強度中等，韌性中等，具搖震反應(yīng)，呈飽和，可塑狀態(tài)。呈飽和、極密實狀態(tài)，本次鉆探未鉆穿該層，其厚度不詳，揭露厚度為 ～ ，平均厚度為 。擬建物抗震設(shè)防類別為丙類，場地內(nèi)存在較厚層的軟弱地層，可判定本場區(qū)屬對建筑抗震不利地段。 航空：北距連云港機場 70 公里，南距鹽城機場 100 公里，南京祿口國際機場 350 公里，上海虹橋機場 400 公里。通過光伏電池進行太陽能－電能的直接轉(zhuǎn)換，并與測量控制裝置和直流 —交流轉(zhuǎn)換裝置相配套，就構(gòu)成了光伏發(fā)電系統(tǒng)。如下圖所示 :白天有日照時，太陽能組件方陣發(fā)出的直流電經(jīng)過逆 變器轉(zhuǎn)換成交流電供給負載使用或傳輸?shù)焦搽娋W(wǎng)。每片太陽能電池只能產(chǎn)生大約 的直流電壓，遠低于實際使用所需電壓，為了滿足實際應(yīng)用的需要，需要把太陽能電池串聯(lián)成組件。 本項目采用浙江創(chuàng)宇太陽能科技有限公司生產(chǎn)的高效多晶硅太陽能電池組件 , 組件電池按照嚴格的電池檢驗程序，依靠國內(nèi)國外最先進的光伏檢測機構(gòu)，保證電池的效率和穩(wěn)定性處于世界先進水平。 本項目擬采用合肥陽光生產(chǎn)的 500kW 集中型逆變器 , 具有如下特 點 : ● 采用了 新型高效 IGBT 和功率模塊，降低了系統(tǒng)的損耗，提高了系 統(tǒng)的效率。 ● 設(shè)計了新型智能人機界面，采用國際流行的觸摸屏技術(shù)，大大增加了監(jiān)控的系統(tǒng)參數(shù)，圖形化的 界面特地經(jīng)過人機工程學(xué)設(shè)計，方便了用戶及時掌握系統(tǒng)的整體信息。 ● 經(jīng)過多次升級的系統(tǒng)監(jiān)控軟件，可以適應(yīng)多語種 windows 平臺，集成環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，界面簡單，參數(shù)豐富，易于操作。 ● 工頻隔離變壓器，實現(xiàn)光伏陣列和電網(wǎng)之間的相互隔離； ● 具有直流輸入手動分斷開關(guān)，交流電網(wǎng)手動分斷開關(guān)，緊急停機操作開關(guān)； ● 人性化的 LCD 液晶界面，通過按鍵操作，液晶顯示屏 (LCD)，可清晰顯示實時各項運行數(shù)據(jù)，實時故障數(shù)據(jù)，歷史故障數(shù)據(jù)（大于 50 條），總發(fā)電量數(shù)據(jù)，歷史發(fā)電量（按月、按年查詢）數(shù)據(jù)； ● 可提供包括 RS485 或 Ether（以太網(wǎng)）遠程通訊接口。每個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元的電池組件采用串并聯(lián)的方式組成多個太陽能電池陣列，太陽能電池陣列輸入光伏方陣初級防雷匯流箱、直流配電柜后，經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器和交流低壓配電柜接入 10KV 升壓變壓器升壓為 10KV 接入電網(wǎng)。本工程在綜合樓樓頂安裝一套環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，主要監(jiān)測的參數(shù)有：風(fēng)速、 風(fēng)向、環(huán)境溫度、太陽能電池溫度、太陽輻射等。 （ 2）盡量保證南北向每一列組件在同一條軸線上，使太陽電池組件布置整齊，規(guī)范，美觀，接受太陽能幅照的效果最好，土地利用更緊湊，節(jié)約。光伏組件排 44 布方式為：組件傾斜后，組件上緣與下緣產(chǎn)生相對高度差，陽光下組件產(chǎn)生陰影，為保證在本項目選址地冬至日上午九時到下午三時光伏組件方陣之間接受的輻射量最大，根據(jù)計算，本工程確定太陽電池方陣支架傾角均為 27 度。 固定光伏組件方陣的支架采用鍍鋅角鋼，根據(jù)本項目的巖土性質(zhì)，陣列安裝基座采用凝土基礎(chǔ)，如下圖所示： 圖 5－ 5 混凝土基座 計算光伏組件方陣安裝的前后最小間距 D，如下圖所示： 45 圖 5－ 6 陣列陰影示意圖 一般確定原則：冬至當天 9:00～ 15:00 太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。傾角傾斜安裝時，為保證在 9:00～ 15:00 時段內(nèi)前排電池板不會對后排產(chǎn)生影響，前后排電池組件之間間距為 ，如下圖示意所示： 圖 5－ 7 安裝傾角為 27度 （ 3）單支架電池組串的排列設(shè)計： 每個晶體硅太陽組件串支架的縱向為 2 排，每排 18 塊組件，即：每 46 個單支架上安裝 36 塊晶體硅太陽電池組件，構(gòu)成 2 個組串。 光伏電站發(fā)電量估 算 太陽能 光伏電站發(fā)電量計算方法 ： 根據(jù)太陽輻射資源分析所確定的光伏電場多年平均年輻射總量，結(jié)合初步選擇的太陽能電池的類型和布置方案，進行光伏電場年發(fā)電量估算。 單位面積電池板的年發(fā)電量 g 簡化計算如下： 其中： E q 為多年平均年輻射總量， η 1 為光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。標稱容量 1kWp 的組件，在接受到 1kW/m2 太陽輻射能時理論發(fā)電量應(yīng)為 1kWh。根據(jù)