【文章內(nèi)容簡介】 百分點(diǎn)。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(zhì)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民健康帶來了嚴(yán)重影響。世界銀行估計(jì)2020年中國由于空氣污染造成的環(huán)境和健康損失將達(dá)到GDP總量的13%。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、氮氧化物排放及二氧化碳排放。系統(tǒng)報(bào)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(shè)可有效減少常規(guī)能源尤其是煤炭資源的消耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，營造出秀美的旅游勝地。、加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要 我國太陽能理論總儲(chǔ)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(shì)平坦開闊，可作為“大型光電工程”實(shí)施的重點(diǎn)和理想地區(qū)。搞光伏發(fā)電，不同于其他工業(yè)項(xiàng)目，是一個(gè)完全無污染的生態(tài)項(xiàng)目。國家要求每個(gè)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(fēng)電外，相對(duì)于其他可再生能源，發(fā)展太陽能具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)于推動(dòng)太陽能發(fā)電實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，改善當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)，增加再生能源的比例具有非常重要的長遠(yuǎn)意義。五、光伏發(fā)電系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及發(fā)電量計(jì)算、光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類及構(gòu)成光伏發(fā)電系統(tǒng)按照應(yīng)用的基本形式可分為三大類： 獨(dú)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(dú)立發(fā)電系統(tǒng)；與偏遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立運(yùn)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(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”和含有蓄電池組的“可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”。根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏Ψ植嫉那闆r，本工程選擇為不可調(diào)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(zhuǎn)換成直流電，經(jīng)過三相逆變器（DCAC）轉(zhuǎn)換成三相交流電，再通過升壓變壓器轉(zhuǎn)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(xiàng)目50MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)分成若干個(gè)1MWp 光伏并網(wǎng)發(fā)電單元。每個(gè)1MWp 發(fā)電單元由1MWp光伏方陣、2臺(tái)500kW光伏并網(wǎng)逆變器、1臺(tái)1000kVA升壓變壓器以及相應(yīng)的配電監(jiān)控單元等相關(guān)設(shè)備組成，除光伏方陣外，其他設(shè)備均安裝在一個(gè)就地配電室內(nèi)。每個(gè)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(diǎn)。、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(zhuǎn)換效率制造能耗成本資源可靠性公害技術(shù)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(nèi)已經(jīng)實(shí)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(shù)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(xué)、電學(xué)和力學(xué)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(zhuǎn)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(lǐng)最大的市場(chǎng)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(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)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(jià)格及相應(yīng)復(fù)雜的電池工藝影響，單晶硅成本價(jià)格居高不下，與此同時(shí)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(shù)的發(fā)展和成本優(yōu)勢(shì)， 多晶硅太陽能電池逐漸搶占了市場(chǎng)份額。從多晶硅電池表面很容易辨認(rèn)，多晶硅片是由大量不同大小、不同取向的晶粒構(gòu)成，在這些結(jié)晶區(qū)域（晶粒）里的光電轉(zhuǎn)換機(jī)制完全等同于單晶硅電池。由于硅片由多個(gè)不同大小、不同取向的晶粒組成，而在晶粒界面（晶界）光電轉(zhuǎn)換容易受到干擾，因而多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)單晶硅略低，其商業(yè)化的電池效率為 14%~17%。同時(shí)多晶硅的光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能的一致性也不如單晶硅。隨著技術(shù)的發(fā)展，多晶硅電池的轉(zhuǎn)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(gè)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(shí)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(shì)，取得了長足的進(jìn)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(diǎn)，但非晶硅太陽能電池?fù)Q效率相對(duì)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(shí)間的光照下會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象（SW 效應(yīng)），組件的穩(wěn)定性和可靠性相對(duì)晶體硅組件較差。各種太陽能電池市場(chǎng)份額（資料來源《2007年中國光伏發(fā)展報(bào)告》 ）年中國光伏發(fā)展報(bào)告》圖中顯示了各類光伏組件的市場(chǎng)占有份額，市場(chǎng)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(chǎng)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(jià)格更有優(yōu)勢(shì)。綜上所述，各種太陽能組件都有其優(yōu)勢(shì)和弊端，但隨著技術(shù)的發(fā)展及同類產(chǎn)品的競(jìng)爭，單晶硅、多晶硅組件的價(jià)格也在逐漸降低，目前光伏發(fā)電還是晶體硅組件占主導(dǎo)地位，所以本項(xiàng)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(jì)又可靠，保質(zhì)期可達(dá)2025年?？梢员粡V泛應(yīng)用于各種環(huán)保工程領(lǐng)域，從大型長期太陽能項(xiàng)目到中小型獨(dú)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(jí)安全認(rèn)證和北美UL 1703安全認(rèn)證，同時(shí)也是嚴(yán)格按照CE，ISO9001及ISO16949等質(zhì)量認(rèn)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(diǎn)如下：178。 60片高效的多晶電池片組成。 178。 優(yōu)質(zhì)牢固的鋁合金邊框可以抵御強(qiáng)風(fēng)、冰凍及變形。 178。 新穎特殊的邊框設(shè)計(jì)進(jìn)一步加強(qiáng)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(qiáng)了抗沖擊力 178。 優(yōu)質(zhì)的EVA材料和背板材料 太陽電池組件技術(shù)參數(shù)太陽電池組件技術(shù)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(hào)CS6P245P組件效率%指標(biāo)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(yùn)行方式的設(shè)計(jì)、陣列安裝方式選擇對(duì)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(jì)性和安全性，目前技術(shù)最為成熟、成本相對(duì)最低、應(yīng)用最廣泛的方式為固定式安裝。由于太陽在北半球正午時(shí)分相對(duì)于地面的傾角在春分和秋分時(shí)等于當(dāng)?shù)氐木暥?，在冬至等于?dāng)?shù)鼐暥葴p去太陽赤緯角，夏至?xí)r等于當(dāng)?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(diào)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(dòng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(duì)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(fēng)性相對(duì)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(gè)方向都可以運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)化程度高，但目前技術(shù)尚不成熟，尤其是在沙塵天氣時(shí)，其傳動(dòng)部件會(huì)發(fā)生沙塵顆粒侵入，增加了故障率，加大運(yùn)營維護(hù)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(fù)雜，國內(nèi)成熟的且有應(yīng)用驗(yàn)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(jià)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(jì)算光伏陣列的安裝傾角對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率影響較大，對(duì)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(shí)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(fù)載供電要求和特定的場(chǎng)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(shè)計(jì)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來確定，它應(yīng)是系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時(shí)的傾角。通過計(jì)算，當(dāng)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(shí)，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(shè)備之一，其基本功能是將光伏電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。逆變器的技術(shù)指標(biāo)1) 可靠性和可恢復(fù)性：逆變器應(yīng)具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時(shí)過載能力及各種保護(hù)功能，如：故障情況下，逆變器必須自動(dòng)從主網(wǎng)解列。2) 逆變器輸出效率： 大功率逆變器在滿載時(shí)， 效率必須在90%或 95%以上。中小功率的逆變器在滿載時(shí)，效率必須在85%或 90%以上。在 50W/m2的日照強(qiáng)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)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(dòng)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(yīng)范圍，由于太陽能光伏電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)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(nèi)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(shù)研究起步比較晚，對(duì)于核心器件并網(wǎng)逆變器的研究相對(duì)國外某些產(chǎn)品有一定的差距，但近幾年國內(nèi)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(jìn)的并網(wǎng)逆變器。目前國內(nèi)逆變器市場(chǎng)，比較成熟的逆變器產(chǎn)品單臺(tái)容量最大已可做到1000kVA。本項(xiàng)目系統(tǒng)總?cè)萘繛?50MWp，從工程運(yùn)行及維護(hù)考慮，若選用單臺(tái)容量小的逆變?cè)O(shè)備，則設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，會(huì)增加后期建設(shè)的維護(hù)工作量，在投資系統(tǒng)的條件下，應(yīng)盡量選用容量較大的逆變?cè)O(shè)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(tái)逆變器容量過大，則會(huì)導(dǎo)致一臺(tái)逆變器故障時(shí)，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(cè)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(cè)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(hù)等級(jí)IP20（室內(nèi)）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(fēng)冷允許最高海拔6000米顯示與通訊顯示觸摸屏標(biāo)準(zhǔn)通訊方式RS485可選通訊方式以太網(wǎng)/GPRS機(jī)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(shù)，跟蹤電壓范圍要寬、最大直流電壓要高；216。 提供人機(jī)界面及監(jiān)控系統(tǒng)；216。 具有極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、交流過流及直流過流保護(hù)、直流 母線過電壓保護(hù)、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