【文章內(nèi)容簡介】 污染和二氧化碳排放的 問題。同時(shí)可解決地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾，促進(jìn)地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 10 / 41 、地理位置 西咸新區(qū)是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的首個(gè)以創(chuàng)新城市發(fā)展方式為主題的國家級(jí)新區(qū)。位于陜西省西安市和咸陽市建成區(qū)之間，區(qū)域范圍涉及西安、咸陽兩市所轄 7 縣（區(qū)） 23 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和街道辦事處，規(guī)劃控制面積 882 平方公里。西咸新區(qū)是 關(guān)中 — 天水經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心區(qū)域，區(qū)位優(yōu)勢明顯、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)良好、教育科技人才匯集、歷史文化底蘊(yùn)深厚、自然 生態(tài)環(huán)境 較好，具備加快發(fā)展地條件和實(shí)力。 西咸新區(qū)位于陜西省西安市和咸陽市建成區(qū)之間，區(qū)域范圍涉及西安、咸陽兩市所轄 7 縣（區(qū)） 23 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和街道辦事處，規(guī)劃控制面積 882 平方公里，位于渭河流域中 部關(guān)中盆地，東經(jīng) 176。和北緯 176。，北臨渭河和黃土高原，南鄰秦嶺。東以零河和灞源山地為界，與華縣、渭南市、商州市、洛南縣相接；西以太白山地及青化黃土臺(tái)塬為界，與眉縣、太白縣接壤；南至北秦嶺主脊，與佛坪縣、寧陜縣、柞水縣分界；北至渭河，東北跨渭河，與咸陽市區(qū)、楊凌區(qū)和三原、涇陽、興平、武功、扶風(fēng)、富平等縣（市）相鄰。 、當(dāng)?shù)貧夂蚣肮庹諚l件 西咸新區(qū)處于平原地區(qū)，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，冷暖干濕四季分明 。冬季寒冷、風(fēng)小、多霧、少雨雪；春季溫暖、干燥、多風(fēng)、氣候多變；夏季炎熱多雨，伏旱突 出，多雷雨大風(fēng)；秋季涼爽，氣溫速降，秋淋明顯。年平均氣溫 13. 0℃ ~ 13. 7℃ ，最冷 1 月份平均氣溫1. 2℃ ~ 0. 0℃ ，最熱 7 月份平均氣溫 26. 3℃ ~ 26. 6℃ ，年極端最低西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 11 / 41 氣溫 ℃ （藍(lán)田 1991 年 12 月 28 日），年極端最高氣溫 43. 4℃ （長安 1966 年 6 月 19 日）。年降水量 522. 4~ 719. 5 毫米，由北向南遞增。 7 月、 9 月為兩個(gè)明顯降水高峰月。年日照時(shí)數(shù) 1646. 1~ 2114. 9小時(shí)，年主導(dǎo)風(fēng)向各地有差異，市區(qū)為東北風(fēng)。西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 12 / 41 西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 13 / 41 項(xiàng)目設(shè)計(jì)簡介 本項(xiàng)目擬建設(shè) 5 兆瓦 分布式屋頂 光伏 發(fā)電項(xiàng)目 電站。出于項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)可靠性方面的考慮，采用固定式太陽能電池方陣（方陣傾角 34186。），暫不考慮采用跟蹤系統(tǒng)。 5MWp 光伏電站共安 裝 24000 塊 235Wp 太陽能電池組件（形成由 20 塊串聯(lián)， 1200列 支路并聯(lián)的陣列），依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況配置智能匯流箱、直流配電柜、 用戶側(cè) 并網(wǎng)逆變器、交流并網(wǎng)單元、綜合監(jiān)控系統(tǒng)。擬用建設(shè)工期 年， 首 年該系統(tǒng)年上網(wǎng)電量約為 萬 kWh。 西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 14 / 41 二 、系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)原則 5MWp 分布式 光伏電站 項(xiàng)目 ，推薦采用分塊發(fā)電、分別逆變、用戶側(cè) 并網(wǎng)方案。由于太陽能電池組件和并網(wǎng)逆變器都是模塊化的設(shè)備。 5MWp 分布式光伏電站可依照項(xiàng)目情況分為多個(gè)用戶側(cè)并網(wǎng) 的子系統(tǒng)。 光伏發(fā)電系統(tǒng)采用分塊發(fā)電、 用戶側(cè) 并網(wǎng)的形式，逆變器 就地設(shè)置 ,經(jīng) 逆變 后接入 就近 配電室。電站內(nèi)設(shè)獨(dú)立的避雷針，防止太陽電池板方陣設(shè)備遭直接雷擊。 太陽電池方陣通過電纜接入防雷匯流箱，匯流箱內(nèi)含有防雷保護(hù)裝置，經(jīng)過防雷裝置可有效地避免雷擊導(dǎo)致設(shè)備的損壞。 按《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)規(guī)程》，圍繞建筑物敷設(shè)閉合回路的接地裝置。電站內(nèi)接地電阻小 于 4 歐，不滿足要求時(shí)添加降阻劑。 光伏系統(tǒng)直流側(cè)的正負(fù)電源均懸空，不接地。太陽電池方陣支架和機(jī)箱外殼接地，與主接地網(wǎng)通過鋼絞線可靠連接。 設(shè)計(jì)參考依據(jù) ? IEC 62093《光伏系統(tǒng)中的系統(tǒng)平衡部件 設(shè)計(jì)鑒定》 ? IEC 609041《光伏器件第一部分 :光伏電流 電壓特性的測量》 ? IEC 609042《光伏器件第二部分 :標(biāo)準(zhǔn)太陽電池的要求》 ? DB37/T 7292021《光伏電站技術(shù)條件》 ? SJ/T 111271997《光伏（ PV）發(fā)電系統(tǒng)過電保護(hù)－導(dǎo)則》 ? CECS8496《太陽光伏電源系統(tǒng)安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 15 / 41 ? CECS 8596《太陽光伏電源系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》 ? GB229789《太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語》 ? GB40641984《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 ? GB 《半導(dǎo)體逆變器 應(yīng)用導(dǎo)則》 ? GB/T 1400792《陸地用太陽電池組件總規(guī)范》 ? GB/T 145491993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》 ? GB/T 155431995《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》 ? GB/T 182102021《晶體硅光伏方陣 IV 特性》 ? 項(xiàng)目當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)法 規(guī) 系統(tǒng)構(gòu)成 分布式用戶側(cè) 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由太陽電池組件、方陣防雷接線箱、直流配電柜、光伏并網(wǎng)逆變器、配電保護(hù)系統(tǒng)和系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置組成。 5MWp 分布式用戶側(cè) 并網(wǎng)光伏發(fā)電站主要組成如下： ? 5MWp 晶體硅太陽能電池組件及其支架 —— 建議采用 235Wp 晶體硅組件； ? 方陣防雷接線箱 —— 設(shè)計(jì)采用帶組串監(jiān)控的智能匯流箱（室外方陣場）； ? 直流防雷配電柜 —— 將若干智能匯流箱匯流輸入逆變器； ? 光伏并網(wǎng)逆變器 —— 設(shè)計(jì)采用 20250kW 光伏并網(wǎng)逆變器； ? 系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置 —— 設(shè)計(jì)采用光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 ? 系統(tǒng)的連接電纜及防護(hù)材料。 5MWp 分布式用戶側(cè) 并網(wǎng)光伏電站主要配置表 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 規(guī)格型號(hào) 1 總裝機(jī)容量 5MWp 西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 16 / 41 2 太陽電池組件 晶硅 235Wp 3 太陽電池組件支架 鍍鋅角鋼 4 方陣防雷接線箱 噴塑密封 5 直流配電柜 6 光伏并網(wǎng)逆變器 500kW 7 交流配電柜 1MW 10 斷路器 11 隔離開關(guān) 12 計(jì)量裝置 13 防雷及接地裝置 14 控制檢測傳輸系統(tǒng) 太陽電池陣列設(shè)計(jì) 組件選型 單晶硅太陽能光伏組件具有電池轉(zhuǎn)換效率高，商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在 18%左右，其穩(wěn)定性好，同等容量太陽能電池組件所占面積小，但是成本較高。 多晶硅太陽能光伏組件生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)換效率略低于單晶硅，商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在 15%18%，在壽命期內(nèi)有一定的效率衰減，但成本較低。 非晶硅的轉(zhuǎn)換效率約為 8%，因轉(zhuǎn)換率低，單位 Wp 的面積將比較大，但成本比晶體硅低，且太陽電池的弱光性能好。 西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 17 / 41 本項(xiàng)目擬選 235Wp 晶硅太陽能電池組件，具體參數(shù)如下： 晶硅 235Wp光伏組件參數(shù)表 規(guī)格 單位 235Wp 最大輸出功率 Wp 235177。 3 最大輸出電壓 V 最大輸出電流 A 開路電壓 V 短路電流 Ａ 長度 mm 1650 寬度 mm 992 厚度 mm 40 重量 kg 22 峰值功率溫度系數(shù) %/℃ 開路電壓溫度系數(shù) %/℃ 短路電流溫度系數(shù) %/℃ 組件轉(zhuǎn)換效率 % 本方案設(shè)計(jì)采用 235Wp 晶硅太陽電池組件，見圖 。 太陽電池組件 注：標(biāo)準(zhǔn)測試條件（ STC）下 — 、 1000W/m2的輻照度、 25℃的電池溫度。 西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 18 / 41 235瓦組件 IV 曲線圖 傾斜角度設(shè)計(jì) 從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進(jìn)行發(fā)電量的計(jì)算。 對(duì)于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽輻射能與傾角有關(guān)，較簡便的輻射量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為： Rβ＝ S[sin(α+β)/sinα]+D 式中： Rβ—— 傾斜光伏陣列面上的太陽能總輻射量 S —— 水平面上太陽直接輻射量 D —— 散射輻射量 α—— 中午時(shí)分的太陽高度角 β—— 光伏陣列傾角 根據(jù) METEONORM 導(dǎo)出的太陽能輻射數(shù)據(jù)，按上述公式可以計(jì)算出不同傾斜面的太陽輻射量，確定太陽能光伏陣列安裝傾角。本方案假設(shè)設(shè)計(jì)太陽能光伏陣列安裝傾角為 34176。時(shí)，全年接受到的太陽能輻射能量最大。經(jīng)模擬計(jì)算 34176。 角時(shí)，光伏組件接收到的太陽輻射西安西咸新區(qū) 5 兆瓦分布式屋頂 光伏 發(fā)電 項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告 19 / 41 比水平面上多 11%。考慮到跟蹤系統(tǒng)雖然能提高系統(tǒng)效率，但需要維護(hù)，而且會(huì)增加故障率，因此本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用固定的光伏方陣。 方陣間距 計(jì)算當(dāng)太陽能電池組件子陣前后安裝時(shí)的最小間距 D。 一般確定原則：冬至當(dāng)天早 7:00 至下午 4:00 太陽能電池組件方陣不應(yīng)被遮擋。 計(jì)算公式如下： D=[arcsin( )] 式中： Φ：為緯度 (在北半球?yàn)檎?、南半球?yàn)樨?fù) )，根據(jù)項(xiàng)目