【文章內(nèi)容簡介】 別不低于8%、11%、11%和10%。多晶硅、單晶硅、薄膜電池組件自投產(chǎn)運行之日起，%、3%、5%”。另一個準(zhǔn)入為2015年7月10日中國質(zhì)量認(rèn)證中心(簡稱CQC)推出光伏發(fā)電產(chǎn)品“領(lǐng)跑者”認(rèn)證計劃（簡稱“領(lǐng)跑者”認(rèn)證計劃）。國家能源局每年安排專門市場容量，實施“領(lǐng)跑者”專項計劃，支持對光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步有重大引領(lǐng)作用的光伏發(fā)電產(chǎn)品應(yīng)用。2015年，“領(lǐng)跑者”先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到以下指標(biāo)：單晶硅光伏電池組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17%以上，%以上，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10%以上薄膜光伏電池組件以及其他有代表性的先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品?！蛾P(guān)于發(fā)揮市場作用促進(jìn)光伏技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級的意見》中明確提出：“自2015年起，中央財政資金支持的解決無電人口用電、偏遠(yuǎn)地區(qū)缺電問題以及光伏扶貧等公益性項目，所采用的光伏產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到“領(lǐng)跑者”先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品指標(biāo)。各級地方政府使用財政資金支持的光伏發(fā)電項目，應(yīng)采用“領(lǐng)跑者”先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品指標(biāo)?！绷硗?，光伏組件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)具備組件及其使用材料的產(chǎn)品試驗、例行檢驗所必須的檢測能力。企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵產(chǎn)品必須通過第三方檢測認(rèn)證，并由第三方檢測認(rèn)證機構(gòu)公布檢測認(rèn)證結(jié)果。組件生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品說明書中應(yīng)明確多晶硅、電池片、玻璃、銀漿、EVA、背板等關(guān)鍵原輔材料的來源信息，確保進(jìn)入市場的光伏產(chǎn)品必須是經(jīng)過檢測認(rèn)證且達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品。3）光伏太陽電池類型根據(jù)光伏組件選型技術(shù)要求和國家政策要求及更高的電池效率，本工程擬選多晶硅太陽能電池。商用的太陽電池主要有以下幾種類型：單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、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)見表61。種類電池類型商用效率實驗室效率使用壽命特點目前應(yīng)用范圍晶體電池單晶硅15?18%%25年效率高技術(shù)成熟中央發(fā)電系統(tǒng)獨立電源民用消費品市場多晶硅14?17%%25年效率較高技術(shù)成熟中央發(fā)電系統(tǒng)獨立電源民用消費品市場薄膜電非晶硅6?8%13%25年弱光效應(yīng)較好成本相對較低民用消費品市場中央發(fā)電系統(tǒng)碲化鎘9?11%%25年弱光效應(yīng)好成本相對較低民用消費品市場銅銦鎵硒9?11%%20年弱光效應(yīng)好成本相對較低民用消費品市場少數(shù)獨立電源表62太陽能電池性能參數(shù)比較注：商用效率資料來源公司產(chǎn)品手冊和各種分析報告；由表62可知，單晶硅、多晶硅電池由于制造技術(shù)成熟、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、使用壽命長、光電轉(zhuǎn)化效率相對較高的特點，被廣泛應(yīng)用于大型并網(wǎng)光伏電站項目。項目A公司B公司組件種類單位單晶硅多晶硅峰值功率W265265開路電壓V短路電流A工作電壓V工作電流A外形尺寸mm1650x992x401650x992x40重量kg1919峰值功率溫度系數(shù)%/176。C開路電壓溫度系數(shù)%/176。C短路電流溫度系數(shù)%/176。c10年功率衰降%101025年功率衰降%2020組件效率%表63不同材料的太陽電池組件性能對比雖然單晶硅電池片的光電轉(zhuǎn)換效率高于多晶硅電池片，但因為單片單晶硅電池片安裝在太陽電池組件中受電池片形狀影響具有空隙，受光面積小于多晶硅，同樣尺寸太陽電池組件的單晶硅電池與多晶硅電池的標(biāo)稱峰值功率基本相同。如表63所示，從表中以看出，同樣尺寸的太陽電池組件，多晶硅與單晶硅太陽電池組件標(biāo)稱峰值功率參數(shù)基本相同。即同樣的利用面積，可認(rèn)為選擇多晶硅或單晶硅太陽電池組件裝機容量幾乎沒有差別。但單晶硅的峰值功率溫度系數(shù)要優(yōu)于多晶硅。在目前的市場售價情況來看，太陽電池組件的售價主要以“瓦”為單位，即每瓦單晶硅電池與多晶硅電池價格基本接近，多晶硅太陽電池組件價格稍低。結(jié)合本工程的特點：電站建在一般農(nóng)田上，土地費用不高，土地費用在整個工程造價中所占的比重較少，太陽電池組件的造價在工程造價中的比重相對較高（約65%以上），所以有必要降低太陽電池組件價格以節(jié)省工程投資；對于光伏電站如果采用多晶硅太陽電池組件，每峰瓦價格比采用單晶硅太陽電池組件能節(jié)省造價10%左右。綜合考慮以上各種因素，本工程采用擬選用50MWp多晶硅太陽電池組件。太陽電池組件的功率規(guī)格較多，從1Wp到280Wp國內(nèi)均有生產(chǎn)廠商生產(chǎn)，且產(chǎn)品應(yīng)用也較為廣泛。由于本工程系統(tǒng)容量為50MWp，太陽電池組件用量大，占地面積廣，組件安裝量大，所以應(yīng)優(yōu)先選用單位面積容量大的太陽電池組件，以減少占地面積，降低太陽電池組件安裝量。通過市場調(diào)查，在目前技術(shù)成熟的大容量太陽電池組件規(guī)格中，初選的太陽電池組件容量為180W、265W、290W，其各種技術(shù)參數(shù)比較如下:組件種類單位180W265W290W峰值功率W180265290開路電壓V短路電流A工作電壓V工作電流A外形尺寸mm1310x990x401650x992x401970x990x50重量kg19峰值功率溫度系數(shù)%/176。C開路電壓溫度系數(shù)%/176。C短路電流溫度系數(shù)%/176。c組件轉(zhuǎn)換效率%表64各種規(guī)格組件技術(shù)參數(shù)對比通過市場調(diào)查，國內(nèi)太陽電池組件生產(chǎn)廠家年銷售報表中，國內(nèi)外買家選擇使用265W板型（地面電站）較多，說明太陽電池組件生產(chǎn)廠家的主流產(chǎn)品為265W板型，如選擇265W板型，其產(chǎn)品的互換性及一致性更加符合項目的遠(yuǎn)期利益及要求。綜合考慮組件效率、技術(shù)成熟性、市場占有率，以及采購訂貨時的可選擇余地，本工程推薦采用265W型多晶硅太陽電池組件，最終太陽電池組件選型應(yīng)根據(jù)招標(biāo)情況確定。研究表明，光伏組件表面灰塵沉積對發(fā)電效率影響可達(dá)530%，灰塵沉積量越大，發(fā)電量損失越高。大族能聯(lián)針對光伏電站專業(yè)推出“大族自潔寶”利用光觸媒技術(shù)，能在組件表面形成自清潔涂層，利用涂層的超親水特性，使水滴在涂層表面形成水膜，水膜侵入灰塵與涂層中間，從而去除灰塵。具體說明及措施如下：電站建設(shè)期，在組件組裝生產(chǎn)階段對光伏玻璃進(jìn)行噴涂“大族自潔寶”，能有效提高噴涂效果，延長涂層使用壽命，針對建成后的電站，建議每年在組件表面噴涂一次，組件的發(fā)電效率可以提高1%以上，清洗的頻率和工作強度可下降50%，詳細(xì)對比效果見下圖。 2 支架選型光伏系統(tǒng)方陣支架的類型為簡單的固定支架系統(tǒng)。 陣列傾斜角確定固定式太陽電池組件的安裝，考慮其可安裝性和安全性，目前技術(shù)最為成熟、成本相對最低、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分相對于地面的傾角在春分和秋分時等于當(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Ｈ绻麠l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。圖65固定式安裝3 逆變器選型 逆變器的技術(shù)指標(biāo)作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關(guān)鍵設(shè)備之一，其選型對于發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有重要作用。結(jié)合其他相關(guān)規(guī)范的要求，在本工程中逆變器的選型主要考慮以下技術(shù)指標(biāo)：（1）單臺容量大對于大中型并網(wǎng)光伏電站工程，一般選用大容量集中型并網(wǎng)逆變器。目前市場上的大容量集中型逆變器額定輸出功率在100KW?1MW之間，通常單臺逆變器容量越大，單位造價相對越低，轉(zhuǎn)換效率也越高。本工程系統(tǒng)容量為50MWp，從初期投資、工程運行及維護(hù)考慮，若選用單臺容量小的逆變器，則逆變器數(shù)量較多，初期投資相對較高，系統(tǒng)損耗大，并且后期的維護(hù)工作量也大；在大中型并網(wǎng)光伏電站中，應(yīng)盡量選用單臺容量大的并網(wǎng)逆變器，可在一定程度上降低投資，并提高系統(tǒng)可靠性；但單臺逆變器容量過大，則故障時發(fā)電系統(tǒng)出力影響較大。因此，在實際選時應(yīng)考慮實際情況。（2）轉(zhuǎn)換效率高逆變器轉(zhuǎn)換效率越高，則光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率越高，系統(tǒng)總發(fā)電量損失越小，系統(tǒng)經(jīng)濟性越高。因此在單臺額定容量相同時，應(yīng)選擇效率高的逆變器。本工程要求大量逆變器在額定負(fù)載時轉(zhuǎn)換效率不低于97%，在逆變器額定負(fù)載為10%的情況下，也要保證90%(大功率逆變器）以上的轉(zhuǎn)換效率。逆變器轉(zhuǎn)換效率包括最大效率和歐洲效率，歐洲效率是對不同功率點效率的加權(quán)，這一點效率更能反映逆變器的綜合效率特性。而光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率是隨日照強度不斷發(fā)生變化的，因此選型過程中應(yīng)選擇歐洲效率較高的逆變器。（3）直流輸入電壓范圍寬太陽電池組件的端電壓隨日照強度和環(huán)境穩(wěn)定變化，逆變器的直流輸入電壓范圍寬，可以將日出前和日落后太陽輻照度較小的時間段的發(fā)電量加以利用，從而延長發(fā)電時間，增加發(fā)電量。如在日落余暉下，輻照度小電池組件溫度較高時電池組件工作電壓較低，如果直流輸入電壓范圍下限低，便可以增加這段時間的發(fā)電量。（4）最大功率點跟蹤太陽電池組件的輸出功率隨時變化，因此逆變器的輸入終端電阻應(yīng)能適應(yīng)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際運行特性，隨時準(zhǔn)確跟蹤最大功率點，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效運行。（5）輸出電流諧波含量低，功率因數(shù)高光伏電站接入電網(wǎng)后并網(wǎng)點的諧波電壓及總諧波電流分量應(yīng)滿足GB/T145491993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定，光伏電站諧波主要來源是逆變器，因此逆變器必須采取濾波措施使輸出電流能滿足并網(wǎng)要求。要求諧波含量低于3%，逆變器功率因數(shù)接近于1。（6）具有低電壓耐受能力《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)規(guī)定》（GB/T199642012)中要求大型和中型光伏電站應(yīng)具備一定的耐受電壓異常的能力，避免在電網(wǎng)電壓異常時脫離，引起電網(wǎng)電源的損失。這就要求所選并網(wǎng)逆變器具有低電壓耐受能力，具體要求如下：a)。b)光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓跌至曲線1以下時，光伏電站可以從電網(wǎng)切出。詳見下圖：（7)系統(tǒng)頻率異常響應(yīng)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)規(guī)定》中要求大型和中型光伏電站應(yīng)具備一定的耐受系統(tǒng)頻率異常能力，逆變器頻率異常時的響應(yīng)特性應(yīng)與上述國標(biāo)一致。(8)可靠性和可恢復(fù)性逆變器應(yīng)具有一定的抗千擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時過載能力，如在一定程度過電壓情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)正常運行；過負(fù)荷情況下，逆變器需自動向光伏電池特性曲線中的開路電壓方向調(diào)整運行點，限定輸入功率在給定范圍內(nèi)；故障情況下，逆變器必須自動從主網(wǎng)解列。系統(tǒng)發(fā)生擾動后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常范圍之前逆變器不允許并網(wǎng)，且在系統(tǒng)電壓頻率恢復(fù)正常后，逆變器需要經(jīng)過一個可調(diào)的延時時間后才能重新并網(wǎng)。(9)具有保護(hù)功能根據(jù)電網(wǎng)對光伏電站運行方式的要求，逆變器應(yīng)具有交流過壓、欠壓保護(hù)，超頻、欠頻保護(hù)，防孤島保護(hù)，短路保護(hù)，交流及直流的過流保護(hù)，過載保護(hù)，反極性保護(hù)，高溫保護(hù)等保護(hù)功能。(10)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集逆變器應(yīng)有多種通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到主控室，其控制器還應(yīng)有模擬輸入端口與外部傳感器相連，測量日照和溫度等數(shù)據(jù)，便于電站數(shù)據(jù)處理分析。 逆變器的選型根據(jù)前述選型原則，結(jié)合場址區(qū)實際氣候、海拔等特性，并考慮本工程所選的太陽電池組件與逆變器的匹配性，盡量降低投資的前提下，經(jīng)對比分析，故本工程推薦選用國產(chǎn)某廠家的容量為630kW/臺的逆變器。4 光伏方陣的串、并聯(lián)設(shè)計光伏方陣通過組件串、并聯(lián)得到，太陽電池組件的串聯(lián)必須滿足并網(wǎng)逆變器的直流輸入電壓要求，太陽電池組件并聯(lián)必須滿足并網(wǎng)逆變器輸入功率的要求。 光伏方陣的串聯(lián)設(shè)計本工程選用的并網(wǎng)逆變器功率為630kW，其最大陣列開路電壓為1000VDC，MPPT電壓范圍420V?850V。假定每一個光伏方陣的串聯(lián)組件數(shù)為S，最大串聯(lián)數(shù)為Smax，最少串聯(lián)數(shù)為Smin。本工程選用265W型多晶硅組件，，則：（暫不考慮溫度變化引起的開路電壓變化）Smax=UDCmax/Voc=850V/=(塊)，取22塊；Smin=UDCmin/Voc=420V/=(塊)，取11塊。則多晶硅組件的串聯(lián)數(shù)需滿足11≤S≤22要求，才可滿足并網(wǎng)逆變器MPPT范圍。選取22塊太陽電池組件串聯(lián)，驗算：當(dāng)太陽電池組件結(jié)溫比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（STC)降低50℃時（即組件溫度為25176。C，考慮當(dāng)?shù)亟陿O端最低溫度），開路電壓1000V(%/℃)。因此，22塊太陽電池組件串聯(lián)滿足并網(wǎng)逆變器直流輸入電壓要求?？紤]直流側(cè)絕緣耐壓及固定支架的優(yōu)化設(shè)計，綜合以上各種因素，本工程采選用22塊265W多晶硅太陽電池太陽電池組件串聯(lián)。 光伏方陣的并聯(lián)設(shè)計并網(wǎng)逆變器直流輸入功率為630kW，晶體硅組件峰值功率為265W。假定可以并聯(lián)的支路數(shù)為N:(1)多晶硅太陽電池組件22塊265W多晶硅組件串聯(lián)功率為265W*22=5830W，并聯(lián)支路數(shù)N=630kW/=108，考慮并網(wǎng)逆變器的最大直流輸入允許110176。%過載，則本工程每臺630kW并網(wǎng)逆變器最大并聯(lián)支路數(shù)N=630kW*，即組串并聯(lián)數(shù)應(yīng)在108118之間。結(jié)合逆變器特點，本工程設(shè)計并聯(lián)支路數(shù)為112路。光伏方陣通過組件串、并聯(lián)得到，太陽電池組件的串聯(lián)必須滿足并網(wǎng)逆變器的直流輸入電壓要求，太陽電池組件并聯(lián)必須滿足并網(wǎng)逆變器輸入功率的要求。5 光伏陣列布置 固定方式最佳傾角與方位角設(shè)計固定式安裝的最佳傾角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地條件等。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣的最佳安裝傾角是系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時的傾角。根據(jù)本項目所在地緯度和當(dāng)?shù)靥栞椛滟Y料，采用目前光伏工藝常用的方法確定固定支架的最佳安裝傾角。利用PVsyst軟件模擬分析。經(jīng)過計算，當(dāng)光伏方陣支架傾角為25176。時，太陽電池組件陣列所接受的輻射量最大。支架傾角程序模擬分析見圖66:圖66光伏最佳傾角分析通過PVsyst軟件分析，當(dāng)太陽電池組件陣列的最佳傾角為朝向正南方向25176。（方位角為0176。）時，全年平均太陽總輻射量最大為1365kWh/m2,全