【文章內容簡介】 百分點。燃煤造成的二氧化硫和煙塵排放量約占排放總量的70%～80%，二氧化硫排放形成的酸雨面積已占國土面積的1/3。環(huán)境質量的總體水平還在不斷惡化，世界十大污染城市我國一直占多數(shù)。環(huán)境污染給我國社會經(jīng)濟發(fā)展和人民健康帶來了嚴重影響。世界銀行估計2020年中國由于空氣污染造成的環(huán)境和健康損失將達到GDP總量的13%。光伏發(fā)電不產(chǎn)生傳統(tǒng)發(fā)電技術（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、氮氧化物排放及二氧化碳排放。系統(tǒng)報廢后也很少有環(huán)境污染的遺留問題。太陽能是清潔的、可再生的能源，開發(fā)太陽能符合國家環(huán)保、節(jié)能政策。大規(guī)模光伏電站的開發(fā)建設可有效減少常規(guī)能源尤其是煤炭資源的消耗，保護生態(tài)環(huán)境，營造出秀美的旅游勝地。、加快能源結構調整的需要 我國太陽能理論總儲量為147108 GWh /年。從理論上講除去農(nóng)田、草原、森林、河流、湖泊、道路等，在任何荒地和建筑上都可以安裝光伏組件。山西具有豐富的太陽能資源，且太陽能資源豐富地區(qū)多數(shù)未利用荒地，地勢平坦開闊，可作為“大型光電工程”實施的重點和理想地區(qū)。搞光伏發(fā)電，不同于其他工業(yè)項目，是一個完全無污染的生態(tài)項目。國家要求每個省常規(guī)能源和再生能源必須保持一定比例。在山西的可再生能源中，除風電外，相對于其他可再生能源，發(fā)展太陽能具有得天獨厚的優(yōu)勢。項目的建設對于推動太陽能發(fā)電實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，改善當?shù)氐哪茉唇Y構，增加再生能源的比例具有非常重要的長遠意義。五、光伏發(fā)電系統(tǒng)總體方案設計及發(fā)電量計算、光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類及構成光伏發(fā)電系統(tǒng)按照應用的基本形式可分為三大類： 獨立發(fā)電系統(tǒng)、 微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。未與公共電網(wǎng)連接的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為獨立發(fā)電系統(tǒng)；與偏遠地區(qū)獨立運行的電網(wǎng)相連接的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；與公共電網(wǎng)相連接的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)按照系統(tǒng)功能又可以分為兩類： 不含蓄電池環(huán)節(jié)的“不可調度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”和含有蓄電池組的“可調度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”。根據(jù)當?shù)仉娏Ψ植嫉那闆r，本工程選擇為不可調度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽光通過太陽能電池組件轉換成直流電，經(jīng)過三相逆變器（DCAC）轉換成三相交流電，再通過升壓變壓器轉換成符合公共電網(wǎng)要求的交流電，直接接入公共電網(wǎng)。本工程光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池（光伏組件）、逆變器及升壓系統(tǒng)三大部分組成。本項目50MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)分成若干個1MWp 光伏并網(wǎng)發(fā)電單元。每個1MWp 發(fā)電單元由1MWp光伏方陣、2臺500kW光伏并網(wǎng)逆變器、1臺1000kVA升壓變壓器以及相應的配電監(jiān)控單元等相關設備組成，除光伏方陣外，其他設備均安裝在一個就地配電室內。每個就地配電室1MWp太陽能產(chǎn)生的直流電經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器逆變成交流電后就地升壓成35kV，通過高壓電纜送到主控室35kV母線，經(jīng)升壓站主變壓器升壓后接入并網(wǎng)點。、光伏組件選型商用的太陽能電池主要有以下幾種類型：單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池、碲化鎘電池、銅銦鎵硒電池等。上述各類型電池主要性能參數(shù)。各類電池比較電池原料轉換效率制造能耗成本資源可靠性公害技術壁壘單晶硅1320%高高中高小中多晶硅1018%中中中中小高非晶硅812%低低豐富中低小高而目前國內已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的且工藝比較成熟的太陽能電池有：單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池。1) 單晶硅太陽能電池單晶硅太陽能電池是最早發(fā)展起來的，技術也最為成熟，主要用單晶硅片來制造。單晶硅材料的晶體完整，光學、電學和力學性能均勻一致，純度較高，載流子遷移率高，串聯(lián)電阻小，與其它太陽能電池相比，性能穩(wěn)定，光電轉換效率高，其商業(yè)化的電池效率為16%~18%。單晶硅太陽能電池曾長期占領最大的市場份額，只是在1998年后才退居多晶硅電池之后，位于第二位，但其現(xiàn)在仍在大規(guī)模應用和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)主導地位。今后，單晶太陽能電池將繼續(xù)向超薄、高效發(fā)展。受到材料價格及相應復雜的電池工藝影響，單晶硅成本價格居高不下，與此同時在加工過程中還伴隨著高耗能、高污染的不利影響。2) 多晶硅太陽能電池隨著鑄造多晶硅技術的發(fā)展和成本優(yōu)勢， 多晶硅太陽能電池逐漸搶占了市場份額。從多晶硅電池表面很容易辨認，多晶硅片是由大量不同大小、不同取向的晶粒構成，在這些結晶區(qū)域（晶粒）里的光電轉換機制完全等同于單晶硅電池。由于硅片由多個不同大小、不同取向的晶粒組成，而在晶粒界面（晶界）光電轉換容易受到干擾，因而多晶硅電池的轉換效率相對單晶硅略低，其商業(yè)化的電池效率為 14%~17%。同時多晶硅的光學、電學和力學性能的一致性也不如單晶硅。隨著技術的發(fā)展，多晶硅電池的轉換效率也逐漸提高，尤其做成組件后，和單晶硅組件的效率已相差無幾。3) 非晶硅薄膜太陽能電池自1976年第一個非晶硅薄膜太陽能電池被研制出，1980 年非晶硅太陽能電池實現(xiàn)商品化，直到今天，非晶硅太陽能電池以其工藝簡單，成本低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢，取得了長足的進展，被稱為第二代太陽能電池。非晶硅薄膜太陽能電池具有弱光性好，受溫度影響小等優(yōu)點，但非晶硅太陽能電池換效率相對較低，商業(yè)化的電池效率也只有 6%左右，而且非晶硅薄膜太陽能電池在長時間的光照下會出現(xiàn)衰減現(xiàn)象（SW 效應），組件的穩(wěn)定性和可靠性相對晶體硅組件較差。各種太陽能電池市場份額（資料來源《2007年中國光伏發(fā)展報告》 ）年中國光伏發(fā)展報告》圖中顯示了各類光伏組件的市場占有份額，市場占有率情況反映了產(chǎn)品的成熟度和其性能的穩(wěn)定性，可見單晶硅和多晶硅太陽能電池仍占據(jù)光伏發(fā)電市場的主流，而同等的穩(wěn)定性和發(fā)電量情況下，多晶硅組件價格更有優(yōu)勢。綜上所述，各種太陽能組件都有其優(yōu)勢和弊端，但隨著技術的發(fā)展及同類產(chǎn)品的競爭，單晶硅、多晶硅組件的價格也在逐漸降低，目前光伏發(fā)電還是晶體硅組件占主導地位，所以本項目采用CSI阿特斯生產(chǎn)多晶硅電池組件CS6P245P。該組件系列產(chǎn)品既經(jīng)濟又可靠，保質期可達2025年?？梢员粡V泛應用于各種環(huán)保工程領域，從大型長期太陽能項目到中小型獨立及并網(wǎng)系統(tǒng)太陽能電站。它已經(jīng)獲得IEC 61215第二版的證書，TUV 二級安全認證和北美UL 1703安全認證，同時也是嚴格按照CE，ISO9001及ISO16949等質量認證體系加工生產(chǎn)。 太陽能光伏組件CS6P245P光伏電池組件的特點如下：178。 60片高效的多晶電池片組成。 178。 優(yōu)質牢固的鋁合金邊框可以抵御強風、冰凍及變形。 178。 新穎特殊的邊框設計進一步加強了玻璃與邊框的密封。 178。 鋁合金邊框的長短邊都備有安裝孔，滿足各種安裝方式的要求。 178。 高透光率的低鐵玻璃增強了抗沖擊力 178。 優(yōu)質的EVA材料和背板材料 太陽電池組件技術參數(shù)太陽電池組件技術參數(shù)太陽電池種類多晶硅太陽電池生產(chǎn)廠家CSI阿特斯太陽電池組件生產(chǎn)廠家CSI阿特斯太陽電池組件型號CS6P245P組件效率%指標單位單位峰值功率WpWp開路電壓（Voc）VV短路電流（Isc）AA工作電壓（Vmppt）VV工作電流（Imppt）AA尺寸mmmm安裝尺寸MmMm重量kgkg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)%/℃%/℃10年功率衰降多晶硅多晶硅25年功率衰降CSI阿特斯CSI阿特斯、光伏陣列運行方式的設計、陣列安裝方式選擇對于光伏組件，不同的安裝角度接受的太陽光輻射量是不同的，發(fā)出的電量也就不同。 安裝支架不但要起到支撐和固定光伏組件的作用，還要使光伏組件最大限度的利用太陽光發(fā)電。安裝方式主要有：固定式、單軸跟蹤和雙軸跟蹤等。1) 固定式光伏組件的安裝，考慮其經(jīng)濟性和安全性，目前技術最為成熟、成本相對最低、應用最廣泛的方式為固定式安裝。由于太陽在北半球正午時分相對于地面的傾角在春分和秋分時等于當?shù)氐木暥?，在冬至等于當?shù)鼐暥葴p去太陽赤緯角，夏至時等于當?shù)鼐暥燃由咸柍嗑暯恰?如果條件允許，可以采取全年兩次調節(jié)傾角的方式，也就是說在春分夏至秋分采用較小的傾角，在秋分—冬至—春分采用較大的傾角。固定式安裝2) 單軸跟蹤單軸自動跟蹤器用于承載傳統(tǒng)平板光伏組件，可將日均發(fā)電量提高20~35%。如果單軸的轉軸與地面所成角度為0度，則為水平單軸跟蹤；如果單軸的轉軸與地面成一定傾角，光伏組件的方位角不為0，則稱為極軸單軸跟蹤。對于北緯30~40 度的地區(qū)，采用水平單軸跟蹤可提高發(fā)電量約20%，采用極軸單軸跟蹤可提高發(fā)電量約35%。但與水平單軸跟蹤相比，極軸單軸跟蹤的支架成本較高，抗風性相對較差，一般單軸跟蹤系統(tǒng)多采用水平單軸跟蹤的方式。水平單軸跟蹤極軸單軸跟蹤3) 雙軸跟蹤雙軸跟蹤是方位角和傾角兩個方向都可以運動的跟蹤方式，雙軸跟蹤系統(tǒng)可以最大限度的提高太陽能電池對太陽光的利用率。雙軸跟蹤系統(tǒng)在不同的地方、不同的天氣條件下， 提高太陽能電池發(fā)電量的程度也是不同的：在非常多云而且很多霧氣的地方，采用雙軸跟蹤可提高發(fā)電量 20~25%；在比較晴朗的地方，采用雙軸跟蹤系統(tǒng)，可提高發(fā)電量 35%~45%。雙軸跟蹤對于跟蹤式系統(tǒng)，其傾斜面上能最大程度的接收的太陽總輻射量，從而增加了發(fā)電量，但考慮：1) 跟蹤系統(tǒng)自動化程度高，但目前技術尚不成熟，尤其是在沙塵天氣時，其傳動部件會發(fā)生沙塵顆粒侵入，增加了故障率，加大運營維護成本，使用壽命非常短，不及固定支架壽命的 1/4；2) 跟蹤系統(tǒng)裝置復雜，國內成熟的且有應用驗證的產(chǎn)品很少，并且其初始成本較固定式安裝高很多，發(fā)電量的提高比例低于成本的增加比例，性價比較差。因此本工程光伏組件方陣推薦采用固定式安裝。、光伏陣列最佳傾角的計算光伏陣列的安裝傾角對光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率影響較大，對于固定式安裝的光伏陣列最佳傾角即光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時的傾角。方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如地理位置、全年太陽輻射分布、直接輻射與散射輻射比例、負載供電要求和特定的場地條件等。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣的最佳安裝傾角可采用專業(yè)系統(tǒng)設計軟件進行優(yōu)化設計來確定，它應是系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時的傾角。通過計算，當傾角等于 42176。，全年所接收到的太陽輻射能最大，約為1990kWh/m2。傾角在35～45176。間時，全年太陽輻射量差別不大。所以太陽能電池組件安裝傾角暫定為 42176。朝正南方向。、逆變器的選擇光伏并網(wǎng)逆變器是光伏電站的核心設備之一，其基本功能是將光伏電池組件輸出的直流電轉換為交流電。逆變器的技術指標1) 可靠性和可恢復性：逆變器應具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應能力、瞬時過載能力及各種保護功能，如：故障情況下，逆變器必須自動從主網(wǎng)解列。2) 逆變器輸出效率： 大功率逆變器在滿載時， 效率必須在90%或 95%以上。中小功率的逆變器在滿載時，效率必須在85%或 90%以上。在 50W/m2的日照強度下， 即可向電網(wǎng)供電， 即使在逆變器額定功率10%的情況下， 也要保證90%(大功率逆變器)以上的轉換效率。3) 逆變器輸出波形：為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流電源逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，就必須使逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位與公共電網(wǎng)一致，實現(xiàn)無擾動平滑電網(wǎng)供電。輸出電流波形良好，波形畸變以及頻率波動低于門檻值。4) 逆變器輸入直流電壓的范圍：要求直流輸入電壓有較寬的適應范圍，由于太陽能光伏電池的端電壓隨負載和日照強度的變化范圍比較大。 就要求逆變器在較大的直流輸入電壓范圍內正常工作， 并保證交流輸出電壓穩(wěn)定。 輸出電流同步跟隨系統(tǒng)電壓。我國光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術研究起步比較晚，對于核心器件并網(wǎng)逆變器的研究相對國外某些產(chǎn)品有一定的差距，但近幾年國內也有多家生產(chǎn)并網(wǎng)逆變器的廠家也生產(chǎn)出了大功率，較為先進的并網(wǎng)逆變器。目前國內逆變器市場，比較成熟的逆變器產(chǎn)品單臺容量最大已可做到1000kVA。本項目系統(tǒng)總容量為 50MWp，從工程運行及維護考慮，若選用單臺容量小的逆變設備，則設備臺數(shù)較多，會增加后期建設的維護工作量，在投資系統(tǒng)的條件下，應盡量選用容量較大的逆變設備，在一定程度上也能降低投資，并提高系統(tǒng)的可靠性；但單臺逆變器容量過大，則會導致一臺逆變器故障時，發(fā)電量損失過大，因此本工程擬選用容量為 500kW 的逆變器。逆變器外形圖工程擬選用的逆變器主要性能參數(shù)如表所示。逆變器主要性能參數(shù)逆變器主要性能參數(shù)直流側參數(shù)最大直流電壓880Vdc最大功率電壓跟蹤范圍450~820Vdc最大直流功率550kWp最大輸入電流1200A最大輸入路數(shù)16交流側參數(shù)額定輸出功率500kW額定電網(wǎng)電壓270Vac允許電網(wǎng)電壓210310Vac額定電網(wǎng)頻率50Hz/60Hz允許電網(wǎng)頻率47~~總電流波形畸變率 3% (額定功率)功率因素≥（額定功率）系統(tǒng)最大效率%（含變壓器）歐洲效率%（含變壓器）防護等級IP20（室內）夜間自耗電100W允許環(huán)境溫度25℃～55℃使用環(huán)境濕度0～95%，無冷凝冷卻方式風冷允許最高海拔6000米顯示與通訊顯示觸摸屏標準通訊方式RS485可選通訊方式以太網(wǎng)/GPRS機械參數(shù)寬x高x深/重量2800x2180x850mm/1800kg集中型逆變器需滿足如下性能：216。 采用MPPT技術，跟蹤電壓范圍要寬、最大直流電壓要高；216。 提供人機界面及監(jiān)控系統(tǒng)；216。 具有極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、交流過流及直流過流保護、直流 母線過電壓保護、電網(wǎng)斷電、電網(wǎng)過欠壓、電網(wǎng)過欠頻、光伏陣列及逆變器