【文章內(nèi)容簡介】 范電站方案。在太陽能光伏電站的設(shè)計、設(shè)備選型方面，也遵循了如下原則：可靠性高：設(shè)備余量充分，系統(tǒng)配置先進(jìn)、合理，設(shè)備、部件質(zhì)量可靠；通用性強(qiáng)：設(shè)備選型盡可能一致，互換性好，維修方便。通信接口、監(jiān)控軟件、南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告8充電接口配置一致，兼容性好,便于管理；安全性好：著重解決防雷擊、抗大風(fēng)、防火、防爆、防觸電和關(guān)鍵設(shè)備的防寒、防人為破壞等安全問題；操作性好：自動化程度高，監(jiān)控界面好，平時能做到無人值守，設(shè)備做到免維護(hù)或少維護(hù)；直觀可視性好：現(xiàn)場安裝有顯示屏，可實時顯示電站的發(fā)電量、太陽輻射、溫度、瞬時功率以及二氧化碳減排量。性能價格比高：在設(shè)備選型和土建工程設(shè)計中，在保證系統(tǒng)質(zhì)量、性能的前提下，盡量采用性價比最優(yōu)的設(shè)備，注重經(jīng)濟(jì)性和實用性，以節(jié)省項目費用，減少投資。2 電力系統(tǒng) 接入系統(tǒng)方案本工程太陽電池組件總裝機(jī)容量為 。擬根據(jù)建筑分布及中心變電站位置情況，擬將本項目分為 2 個發(fā)電子系統(tǒng)，每個發(fā)電系統(tǒng)由太陽電池組件、直流防雷匯流箱、并網(wǎng)逆變器、升壓變壓器等組合而成。輸出接至中心變電站 10kV 用戶配電系統(tǒng)， （具體接入系統(tǒng)方案在接入系統(tǒng)報告評審后確定） 。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告93 太陽能資源分析 太陽能資源概況地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)。資源豐度一般以全年總輻射量和全年日照總時數(shù)表示。就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國西藏、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時數(shù)最大，為世界太陽能資源最豐富地區(qū)。下圖為我國國家氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心發(fā)布的我國日照資源分布圖：圖 41 我國太陽能資源分布圖按照日照輻射強(qiáng)度上圖中將我國分為四類地區(qū)。一類地區(qū)（資源豐富帶）全年輻射量在 6700 MJ/m2 以上。相當(dāng)于 230kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部等地。二類地區(qū)（資源較富帶）全年輻射量在 5400～6700 MJ/m2，相當(dāng)于 180～230kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇中北部和安徽北部等地。 項目所在地南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告10三類地區(qū)（資源一般帶）全年輻射量在 4200～5400 MJ/m2。相當(dāng)于 140～180kg 標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要是長江中下游、福建、 浙江和廣東的一部分地區(qū)，春夏多陰雨，秋冬季太陽能資源還可以。 四類地區(qū) 全年輻射量在 4200MJ/m2 以下。主要包括四川、貴州兩省。此區(qū)是我國太陽能資源最少的地區(qū)。 從全國太陽能資源空間分布來看，南京地區(qū)水平面年均日照輻射總量為，屬于三類地區(qū)，太陽能資源一般帶 ，適合建設(shè)光伏項目。 當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源概況南京屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，冬夏長而春秋短，年平均氣溫 16℃。夏季盛行西南風(fēng)，歷史最高氣溫 ℃（1959 年 8 月 22 日） ；冬季盛行東北風(fēng)，歷史最 ℃ （1955 年 1 月 6 日） 。南京雨水充沛，年平均降雨 117 天，降水量，一般在 6 月下旬至 7 月中旬處于陰雨連綿的梅雨季節(jié)，夏季和秋季還有西太平洋臺風(fēng)帶來的大量雨水。 建設(shè)光伏電站結(jié)論南京市屬我國第三類太陽能資源區(qū)域，并網(wǎng)接入條件優(yōu)越，適合建設(shè)太陽能光伏電站。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告114 建廠條件 廠址概述本項目所建 光伏發(fā)電工程的主體建筑為南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心、南京潤恒物流發(fā)展公司的冷庫屋頂，位于南京市江寧開發(fā)區(qū)，項目所在地經(jīng)緯度為東經(jīng) 、北緯 。 水文氣象　南京城內(nèi)主要河流有長江和秦淮河．長江南京段從江寧銅井鎮(zhèn)南開始，至江寧營防鄉(xiāng)東為止，境內(nèi)長約 95 公里。秦淮河全長 103 公里；到南京武定門外分兩股，一股為干流，稱外秦淮河，繞城經(jīng)中華門、水西門、定淮門外由三汊河注入長江；又一股稱內(nèi)秦淮河，由通濟(jì)門東水關(guān)入城，在淮清橋又分為南北兩支，南支為“十里秦淮”，經(jīng)夫子廟文德橋至水西門西水關(guān)出城，與干流匯集，北支即古運瀆、經(jīng)內(nèi)橋至張公橋出涵洞口入干流。 　　南京市北部有滁河，干流全長 110 公里，河道彎曲，集水面積 7900 平方公里。南部有淳溧運河和天生橋河。南京市風(fēng)向玫瑰圖及氣象資料數(shù)據(jù)如下所示：南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告12圖 22 風(fēng)向頻率玫瑰圖南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告13 站址屋面條件原 有 屋 頂 分 為 輕 鋼 屋 面 和 混 凝 土 屋 面 ， 并 且 輕 鋼 屋 面 比 混 凝 土 屋 面 高 米 左 右 。 結(jié)論與建議考 慮 到 陽 光 遮 擋 及 充 分 利 用 現(xiàn) 有 空 間 ， 混 凝 土 屋 面 上 考 慮 再 做 輕 型 支 架 屋 面 ，并 在 其 上 布 置 光 伏 組 件 ； 對 于 輕 型 屋 面 結(jié) 構(gòu) 可 采 用 專 用 緊 固 件 固 定 光 伏 組 件 。以 上 兩 種 布 置 方 式 可 能 涉 及 到 對 原 有 混 凝 土 柱 、 輕 鋼 屋 面 的 加 固 ， 查 閱 結(jié) 構(gòu) 圖 紙得 知 原 有 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 柱 截 面 為 600x700， 經(jīng) 初 步 核 算 加 固 量 較 小 。 對 于 原 有 輕 鋼屋 面 加 固 可 采 用 加 密 檁 條 、 改 變 隅 撐 支 撐 形 式 、 施 加 預(yù) 應(yīng) 力 等 方 式 實 現(xiàn) 。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告145 工程設(shè)想 廠區(qū)總平面規(guī)劃本光伏電站裝機(jī)容量 ，系統(tǒng)采用用戶側(cè)并網(wǎng)的方式，廠房屋頂?shù)奶栯姵亟M件方陣經(jīng)過匯流由逆變器逆變后經(jīng)升壓變壓器升壓到 10KV，并入用戶側(cè)電網(wǎng)。具體接入方案以系統(tǒng)接入報告為準(zhǔn)。根據(jù)建筑物分布情況，分為兩個電站，每個電站太陽電池組件分散布置在各個廠房上，所發(fā)電量通過逆變、升壓就近接入附件 10KV 裝置。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電項目場址位于江蘇省南京市江寧經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，工程利用物流中心屋頂建設(shè)太陽能發(fā)電工程。根據(jù)現(xiàn)場踏勘搜集資料，物流中心內(nèi)可利用你建筑物屋面面積約 萬平方米，其中混凝土屋面面積約 萬平方米。項目規(guī)劃安裝容量 。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告15 總體方案設(shè)計該光伏并網(wǎng)系統(tǒng)主要由光伏陣列、并網(wǎng)逆變設(shè)備、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)、陣列支架、交、直流電力網(wǎng)絡(luò)、交流配電柜組成。系統(tǒng)示意圖如下圖。 并 網(wǎng)配 電裝 置太 陽 能 電 池 陣 列 逆 變 器集 線 箱 用 電負(fù) 載 公 共電 網(wǎng)數(shù) 據(jù) 采 集傳 感 器 監(jiān) 控 顯 示圖 51 系統(tǒng)示意框圖 整體系統(tǒng)設(shè)計光伏電站的系統(tǒng)整體設(shè)計由光伏發(fā)電系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)計兩個部分組成，其中光伏發(fā)電系統(tǒng)指從太陽電池組件至逆變器之間的所有電氣設(shè)備，包括太陽電池組件、直流接線箱、直流電纜、直流匯流柜、逆變器等；機(jī)電部分指從逆變器交流側(cè)至電站送出部分的所有電氣、控制保護(hù)、通信及通風(fēng)等。太陽能通過光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，再通過并網(wǎng)型逆變器將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的交流電，升壓后并入電網(wǎng)。針對本項目實際情況，我們通過技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)效益論證，提出如下具有針對性整體方案設(shè)計：本光伏電站裝機(jī)容量 ，擬采用 10kV 并網(wǎng)；為了防止光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆向發(fā)電，系統(tǒng)需要配置一套防逆流裝置，通過實時監(jiān)測配電變壓器低壓出口側(cè)的電壓、電流信號來調(diào)節(jié)光伏系統(tǒng)的發(fā)電功率（限功率、切斷） ，從而達(dá)到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的防逆流功能。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告16 主要設(shè)備選型 太陽電池概述太陽能光伏系統(tǒng)中最重要的是電池，是收集陽光的基本單位。大量的電池合成在一起構(gòu)成光伏組件。太陽能光伏電池主要有：晶體硅電池（包括單晶硅 MonoSi、多晶硅 MultiSi、帶狀硅 Ribbon/SheetSi） 、非晶硅電池（aSi ） 、非硅光伏電池（包括硒化銅銦 CIS、碲化鎘 CdTe） 。目前市場生產(chǎn)和使用的太陽能光伏電池大多數(shù)是用晶體硅材料制作的，2022 年占 88％左右；薄膜電池中非晶硅薄膜電池占據(jù)薄膜電池大多數(shù)的市場。從產(chǎn)業(yè)角度來劃分，可以把太陽能光伏電池劃分為硅基電池和非硅電池，硅基電池以較佳的性價比和成熟的技術(shù)，占據(jù)了絕大多數(shù)的市場份額。未來隨著光伏電池技術(shù)的發(fā)展，染料敏化太陽能光伏電池、聚合物太陽能光伏電池等有望取代硅基電池的優(yōu)勢地位。（1）晶體硅光伏電池晶體硅仍是當(dāng)前太陽能光伏電池的主流。單晶硅電池是最早出現(xiàn)，工藝最為成熟的太陽能光伏電池，也是大規(guī)模生產(chǎn)的硅基太陽能電池中，效率最高。單晶硅電池是將硅單晶進(jìn)行切割、打磨制成單晶硅片，在單晶硅片上經(jīng)過印刷電極、封裝等流程制成的，現(xiàn)代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中成熟的拉制單晶、切割打磨，以及印刷刻版、封裝等技術(shù)都可以在單晶硅電池生產(chǎn)中直接應(yīng)用。大規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅電池效率可以達(dá)到 1320%。由于采用了切割、打磨等工藝，會造成大量硅原料的損失；受硅單晶棒形狀的限制，單晶硅電池必須做成圓形，對光伏組件的布置也有一定的影響。多晶硅電池的生產(chǎn)主要有兩種方法，一種是通過澆鑄、定向凝固的方法，制成多晶硅的晶錠，再經(jīng)過切割、打磨等工藝制成多晶硅片，進(jìn)一步印刷電極、封裝，制成電池。澆鑄方法制造多晶硅片不需要經(jīng)過單晶拉制工藝，消耗能源較單晶硅電池少，并且形狀不受限制，可以做成方便光伏組件布置的方形；除不需要單晶拉制工藝外，制造單晶硅電池的成熟工藝都可以在多晶硅電池的制造中得到應(yīng)用。另一種方法是在單晶硅襯底上采用化學(xué)氣相沉積（CVD）等工藝形成無序分布的非晶態(tài)硅膜，然后通過退火形成較大晶粒，以提高發(fā)電效率。多晶硅電池的效率能夠達(dá)到 1018%，略低于單晶硅電池的水平。和單晶硅電池相比，多晶硅電池雖然效率有所降低，但是節(jié)約能源，節(jié)省硅原料，達(dá)到工藝成本和效率的平衡。晶體硅電池片如圖 ， 所南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告17示：圖 單晶硅硅片圖 多晶硅硅片由電池片組成的電池組件的外形結(jié)構(gòu)如圖 所示。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告18 圖 多晶硅、單晶硅太陽能電池組件外形（左為多晶硅組件，右為單晶硅組件）（2）非晶硅電池和薄膜光伏電池非晶硅電池是在不同襯底上附著非晶態(tài)硅晶粒制成的，工藝簡單，硅原料消耗少，襯底廉價，并且可以方便的制成薄膜，并且具有弱光性好，受高溫影響小的特性。自上個世紀(jì) 70 年代發(fā)明以來，非晶硅太陽能電池，特別是非晶硅薄膜電池經(jīng)歷了一個發(fā)展的高潮。80 年代，非晶硅薄膜電池的市場占有率一度高達(dá) 20%，但受限于較低的效率，加之晶硅電池價格大幅下降，非晶硅薄膜電池的市場份額逐步被晶體硅電池取代。非硅薄膜太陽電池是在廉價的玻璃、不銹鋼或塑料襯底上附上非常薄的感光材料制成，比用料較多的晶體硅技術(shù)造價更低，其價格優(yōu)勢可抵消低效率的問題。目前正在研發(fā)中和已有產(chǎn)品出售的薄膜太陽能電池主要有以下幾種:（1）非晶硅薄膜電池：是薄膜太陽能電池中最成熟的產(chǎn)品之一。（2）多晶硅硅薄膜電池：其轉(zhuǎn)換效率高于非晶硅薄膜太陽能電池，又無效率衰退問題，并且有可能在廉價襯底材料上制備，但由于控制薄膜中硅晶粒大小的技術(shù)沒有解決，尚未能制成有實用價值的太陽能電池。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電示范項目 可行性研究報告19（3）有機(jī)染料敏化電池：它是一種光電化學(xué)電池。（4）銅銦硒（CIS ）和銻化鎘（ CdTe）：兩種化合物多晶薄膜太陽能電池，中試轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過 10％。但是，由于元素鎘的有毒性及其對環(huán)境的污染，這種太陽能電池技術(shù)均不具備長遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)化生命力。據(jù)美國 Miasole 公司稱，他們研制的銅銦硒（及其合金）電池樣品轉(zhuǎn)換效率可達(dá) ％，試銷產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 9％。但由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發(fā)展必然受到限制。（5）砷化鎵 IIIV 化合物薄膜電池：在 250℃的條件下，光電轉(zhuǎn)換性能仍很良好，其最高光電轉(zhuǎn)換效率約 30％，且能耐高溫，特別適合做高溫聚光太陽能電池。但生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量受限，目前主要作空間電源用。在光伏利用中，相對于其它薄膜電池，由于硅材料儲量豐富，且無毒、無污染，具有主導(dǎo)地位。目前，在硅基薄膜太陽能電池家族中，非晶硅薄膜電池占有主要地位。但非晶硅太陽能電池存在光致衰減效應(yīng)的缺點，并且轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)低于晶體硅太陽能電池。目前又出現(xiàn)了各種疊層太陽能電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá) %，接近多晶硅太陽能電池。近年來，另一種新型硅基薄膜材料——納米硅薄膜由于其優(yōu)良的性能引起了人們廣泛的關(guān)注。理論上其