【文章內(nèi)容簡介】 (4)雷暴的影響。應根據(jù)光伏組件布置的區(qū)域面積及運行要求，合理設計防雷接地系統(tǒng)。綜上所述，本項目場址區(qū)域屬暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，氣溫溫和，四季特征分明，光照充足。經(jīng)計算。根據(jù)我國太陽能資源等級區(qū)劃表得知，場址區(qū)域太陽能資源很豐富，適宜建設太陽能電站。第四章工程地質按照建設節(jié)約型社會要求，本項目安裝在建筑屋頂，不需要做地質勘測，但需要做好建筑頂部的防水處理。太陽能光伏電站范圍內(nèi)不存在滑坡、泥石流、移動沙丘等不良物理地質現(xiàn)象。從地址情況角度來說，在擬建場址建設太陽能光伏電站是可行的。第五章發(fā)電單元設計及發(fā)電量預測太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按與電力系統(tǒng)關系分類，通常分為獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電力系統(tǒng)連接在一起的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，一般分為集中式和分散式兩種，集中式并網(wǎng)電站一般容量較大，通常在幾百千瓦到兆瓦級以上，而分散式并網(wǎng)系統(tǒng)一般容量較小，在幾千瓦到幾十千瓦太陽電池組件的選擇應綜合考慮目前已商業(yè)化的各種太陽電池組件的產(chǎn)業(yè)形勢、技術成熟度、運行可靠性、未來技術發(fā)展趨勢等，并結合電站周圍的自然環(huán)境、施工條件、交通運輸?shù)臓顩r，經(jīng)技術經(jīng)濟綜合比較選用適合并網(wǎng)太陽能光伏電站使用的太陽電池組件類型。，經(jīng)過170多年的發(fā)展，太陽電池無論是在基礎研究還是生產(chǎn)技術上都取得了很大的進步?，F(xiàn)在商用的太陽電池主要有：單晶硅電池、晶體硅電池、非晶硅薄膜電池、銅銦硒和碲化鎘薄膜電池等。⑴單晶硅電池：單晶硅電池是最早發(fā)展起來的太陽電池，與其他電池相比，單晶硅電池的效率最高，目前的商業(yè)效率在1620%之間?，F(xiàn)在，單晶硅電池的技術發(fā)展動向是向超薄、高效發(fā)展，不久的將來，借助改進生產(chǎn)工藝實現(xiàn)超薄單晶硅電池的工業(yè)化生產(chǎn)，并可能達到已在實驗室達到的效率。(2)多晶硅電池：多晶硅電池由多晶硅晶體硅片制造。硅片由眾多不同大小、不同方向的晶粒組成，而在晶粒界面處光電轉化容易受到干擾，因而多晶硅的轉化效率相對較低。多晶硅的電學、力學和光學性能的一致性不如單晶硅，目前的商業(yè)效率在1518%之間，與單晶硅電池組件的效率相差12%。(3)非晶硅薄膜電池：非晶硅薄膜電池是采用化學沉積的非晶硅薄膜，其特點是材料厚度在微米級。非晶硅為準直接帶隙半導體，吸收系數(shù)大，可節(jié)省大量硅材料。商業(yè)化的非晶硅薄膜電池穩(wěn)定的轉換效率在811%左右，保證壽命為10年。非晶硅薄膜電池的市場份額從最早的1996年12%降到2013年的5%。目前，非晶硅薄膜電池之所以沒有大規(guī)模使用，主要原因是光致衰減效應相對嚴重。(4)銅銦硒薄膜電池：銅銦硒(CuInSe2)薄膜是一種IIIIVI族化合物半導體，銅銦硒薄膜太陽電池屬于技術集成度很高的化合物半導體光伏器件，由在玻璃或廉價的襯底上沉積多層薄膜而構成。CIS薄膜電池具有以下特點：光電轉換效率高，效率可達到17%左右，成本低，性能穩(wěn)定，抗輻射能力強。目前，CIS太陽電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要障礙在于吸收層CIS薄膜材料對結構缺陷過于敏感，使高效率電池的成品率偏低。這種電池的原材料銦是較稀有的金屬，對這種電池的大規(guī)模生產(chǎn)會產(chǎn)生很大的制約。(5)碲化鎘薄膜電池：碲化鎘是一種化合物半導體，其帶隙最適合于光電能量轉換。用這種半導體做成的太陽電池有很高的理論轉換效率。碲化鎘的光吸收系數(shù)很大，對于標準AM0太陽光譜，%的光能，10微米厚幾乎可吸收100%的入射光能。碲化鎘是制造薄膜、高效太陽電池的理想材料，碲化鎘薄膜太陽電池的制造成本低，是應用前景最好的新型太陽電池，它已經(jīng)成為美、德、日、意等國研究開發(fā)的主要對象。目前，%。但是，有毒元素Cd對環(huán)境的污染和對操作人員健康的危害是不容忽視的，各國均在大力研究加以克服。從太陽電池技術現(xiàn)狀分析，本項目擬采用單晶硅或多晶硅太陽電池組件。電池類型商用效率實驗室效率使用壽命優(yōu)點單晶硅16%20%23%25年效率高，技術成熟多晶硅15%18%%25年效率高，技術成熟非晶硅8% 11%13%25年弱光效應好，成本較低碲化鎘8% 12%%25年弱光效應好，成本相應較低銅銦8% 12%%25年弱光效應好，成本相應較低太陽能電池組件是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其各項參數(shù)指標的優(yōu)劣直接影響著整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能。表征太陽能電池組件性能的各項參數(shù)為：標準測試條件下組件峰值功率、最佳工作電流、最佳工作電壓、短路電流、開路電壓、最大系統(tǒng)電壓、組件效率、短路電流溫度系數(shù)、開路電壓溫度系數(shù)、峰值功率溫度系數(shù)、輸出功率公差等。多晶硅太陽能電池組件的功率規(guī)格較多，從5Wp到310Wp國內(nèi)均有生產(chǎn)廠商生產(chǎn)，且產(chǎn)品應用也較為廣泛。由于本項目多晶硅電池裝機容量為6MW，組件用量大，占地面積廣，組件安裝量大，所以設計優(yōu)先選用單位面積功率大的電池組件，以減少占地面積，降低組件安裝量。采用較大功率組件可減少設備的安裝時間，減少了設備的安裝材料，同時也減少了系統(tǒng)連線，降低線損，可獲得較高的發(fā)電系統(tǒng)效率。市工程有限公司主要從事子午線輪胎用鋼絲簾線項目。所以本項目6MW太陽電池組件選用工程光電科技股份有限公司生產(chǎn)的型號為255P多晶硅光伏組件。序號項目內(nèi)容1型式多晶硅光伏電池組件2型號—255P3尺寸結構164099230MM4使用粘合膠體內(nèi)容中性密封硅膠1000W/m2的輻照度、25176。C的電池溫度下的峰值參數(shù)：標準功率255W峰值電壓峰值電流5．4短路電流開路電壓系統(tǒng)電壓最大系統(tǒng)電壓1000V6最大開路電壓(、10176。C時的開路壓）7峰值功率溫度系數(shù)%/C8短路電流溫度系數(shù)%/C9開路電壓溫度系數(shù) %/C10溫度范圍40C —+85C11功率誤差范圍+3%12表面最大承壓5400 帕13承受冰雹直徑25MM,速度23M/S14接線盒類型密封防水15接線盒防護等級IP6716接線盒連接線長度正極900MM，負極900MM17組件效率%18組件的填充因子19框架結構陽極氧化鋁合金20邊框和電池距離在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的設計中，光伏組件方陣的安裝形式對系統(tǒng)接收到的太陽能輻射量有很大的影響，從而影響系統(tǒng)的發(fā)電能力。光伏組件的安裝方式有固定安裝式和自動跟蹤式兩種形式。自動跟蹤系統(tǒng)包括單軸跟蹤統(tǒng)和雙軸跟蹤系統(tǒng)。單軸跟蹤系統(tǒng)以固定的傾角從東往西跟蹤太陽的軌跡，雙軸跟蹤系統(tǒng)可以隨著太陽軌跡的季節(jié)性升高而變化。自動跟蹤系統(tǒng)增加了光伏方陣接受的太陽能輻射量，與固定支架相比，不同跟蹤系統(tǒng)對發(fā)電量的影響不同，主要受當?shù)氐木暥?、氣象條件、跟蹤系統(tǒng)的類型、跟蹤系統(tǒng)的跟蹤精度等因素的影響。:支架形式固定式平單軸跟蹤斜單軸跟蹤雙軸跟蹤技術成熟度成熟一般處于示范階段處于示范階段運行經(jīng)驗具有大規(guī)模的運行經(jīng)驗國內(nèi)已有運行經(jīng)驗國內(nèi)以有運行經(jīng)驗國內(nèi)有小規(guī)模運行經(jīng)驗運行可靠性可靠性高，支架故障維修量基本沒有一般，比固定式增加一定維護成本一般，比固定式增加一定維護成本可靠性差，維護成本增加較快由于跟蹤式支架的運行經(jīng)驗較少，且從已有的運行項目來看故障率相對較多，后期的運營維護成本較高。同時，跟蹤式運行方式占地面積大于固定式，本項目的場址面積有一定的局限。因此，本項目建議組件安裝形式全部采用固定式支架。(1)太陽電池方陣排列布置需要考慮地形、地貌的因素，要與當?shù)刈匀画h(huán)境有機地結合。同時設計要規(guī)范，并兼顧光伏電站的景觀效果，在整個方陣場設計中盡量節(jié)約土地。(2)盡量保證南北向每一列組件在同一條軸線上，使太陽電池組件布置整齊、規(guī)范、美觀，接受太陽能輻照的效果最好，土地利用更緊湊、節(jié)約。(3)每兩列組件之間的間距設置必需保證在太陽高度角最低的冬至日時，所有太陽能組件上仍有6小時以上的日照時間。(4)所有太陽電池方陣的方位角控制為0度。注：本報告中以在東西方向上的組件為一行，在南北方向上的組件為一列安裝方式設計本項目太陽電池方陣陣列的安裝全部為固定傾角式。(1)安裝角度的確定：從福山氣象站得到的資料，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行發(fā)電量的計算。對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，較簡便的輻射量計算經(jīng)驗公式為：Rp =S[sin(a+P)/sina]+D式中：Rp——傾斜光伏陣列面上的太陽能總輻射量S—一水平面上太陽直接輻射量D—一散射輻射量a—一中午時分的太陽高度角p一一光伏陣列傾角綜合考慮安裝難易度、抗風安全性和結構穩(wěn)定性等因素，故本工程屋面推薦采用固定傾角17176。光伏陣列的安裝方向為正南方向。在北半球，對應最大日照輻射接收量的平面為朝向正南，與水平面夾角度數(shù)與當?shù)鼐暥认喈數(shù)膬A斜平面，固定安裝的光伏組件要據(jù)此最佳角度傾斜安裝。方陣傾角確定后，要注意南北向前后方陣間要留出合理的間距，以免前后出現(xiàn)陰影遮擋，前后間距為：冬至日（一年當中物體在太陽下陰影長度最長的一天）上午9：00到下午3：00(此時間為太陽時間），光伏組件之間南北方向無陰影遮擋。固定方陣安裝好后傾角不再調(diào)整。計算當光伏方陣前后安裝時的最小間距D，如下圖所示：一般確定原則：冬至當天早9:00至下午3:00光伏方陣不應被遮擋。作為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中將直流電轉換為交流電的逆變設備，其選型對于發(fā)電系統(tǒng)的轉換效率和可靠性具有重要作用。結合《國家電網(wǎng)公司太陽能光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》的要求，在本工程中逆變器的選型主要考慮以下技術指標：(1)單臺容量大對于大中型并網(wǎng)太陽能光伏電站工程，一般選用大容量集中型并網(wǎng)逆變器。目前市場的大容量集中型逆變器額定輸出功率在100kW~，通常單臺逆變器容量越大，單位造價相對越低，轉換效率也越高。本工程系統(tǒng)容量為6MW，從初期投資、工程運行及維護方面考慮，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，并且后期的維護工作量也大；在大中型并網(wǎng)太陽能光伏電站工程中，應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，則故障時對發(fā)電系統(tǒng)出力影響較大。因此，考慮本工程實際情況確定選用500kW的逆變器。(2)轉換效率高逆變器轉換效率越高，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉換效率越高，系統(tǒng)總發(fā)電量損失越小，系統(tǒng)經(jīng)濟性也越高。因此在單臺額定容量相同時，應選擇效率高的逆變器。本工程要求大容量逆變器在額定負載時效率不低于96%，在逆變器額定負載10%的情況下，也要保證90%(大功率逆變器）以上的轉換效率。逆變器轉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，這一效率更能反映逆變器的綜合效率特性。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率是隨日照強度不斷變化的，因此選型過程中應選擇歐洲效率高的逆變器。(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)境溫度變化，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。(4)輸出電流諧波含量低，功率因數(shù)高太陽能光伏電站接入電網(wǎng)后，并網(wǎng)點的諧波電壓及總諧波電流分量應滿足GB/T145491993《電能質量公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定，太陽能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。(5)具有低電壓穿越能力《國家電網(wǎng)公司太陽能光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》中要求大型和中型太陽能光伏電站應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)逆變器具有低電壓穿越能力，具體要求如下：a)太陽能光伏電站必須具有在并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時能夠維持并網(wǎng)運行1s。b)太陽能光伏電站并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后3s內(nèi)能夠恢復到額定電壓的90%時，太陽能光伏電站必須保持并網(wǎng)運行；c)太陽能光伏電站并網(wǎng)點電壓不低于額定電壓的90%時，太陽能光伏電站必須不間斷并網(wǎng)運行。(6)系統(tǒng)頻率異常響應《國家電網(wǎng)公司太陽能光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》中要求大型和中型太陽能光伏電站應具備一定的耐受系統(tǒng)頻率異常的能力。表：頻率范圍運行要求低于48Hz視電網(wǎng)要求而定連續(xù)運行，太陽能光伏電站應具備能夠連續(xù) 2分鐘的能力， 力，實際運行時間由電網(wǎng)調(diào)度機構決定；此時不允許處于停 運狀態(tài)的太陽能光伏電站并網(wǎng)。，且不允許處于停運狀態(tài)的 太陽能光伏電站并網(wǎng)。 (7)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，如：過電壓情況下，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應正常運行；過負荷情況下，逆變器需自動向太陽能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)。(8)具有保護功能根據(jù)電網(wǎng)對太陽能光伏電站運行方式的要求，逆變器應具有交流過壓、欠壓保護，超頻、欠頻保護、防孤島保護、短路保護、交流及直流的過流保護、過載保護，反極性保護、高溫保護等保護功能。(9)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集逆變器應有多種通訊接口進行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到主控室，其控制器還應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)，便于整個電站數(shù)據(jù)處理分析。本工程6MW多晶硅陣列采用500kW逆變器。：逆變器主要技術參數(shù)表技術參數(shù)直流側參數(shù)最大直流功率（COS＆ =1時）702KW最