【文章內容簡介】 德州和 之間 北緯 176。～ 176。東經 176?！?176。 5500 4 煙臺西北部沿海 北緯 176?！? 176。 東經 176。～ 176。 5500 5 濟南中南部與泰安交界 處（泰山區(qū)域） 北緯 176?！?176。東經 117176。～ 176。 5500 6 北半部 北緯 176。以上 東經 176?！?176。 5400 7 其它區(qū)域 北緯 37176?！?176。 東經 176。～ 176。 5400 8 北部沿海 北緯 37176。以上 5300 9 德州大部分 5300 10 煙臺其它區(qū)域 5300 11 中上部 北緯 176。以上 5200 12 青島北部 5300 13 濟南中、北部 5200 14 青島其它地區(qū) 5200 15 青島市區(qū)、嶗山、黃島 5100 16 聊城大部分 5000 17 萊蕪全部 5000 18 泰安大部分 5000 19 威海大部分 5000 20 大部分 5000 21 日照、臨沂北部 北緯 176。以上 4900 22 、 南部與臨沂交界區(qū)域 北緯 176?！? 176。 4900 23 日照中部 4800 24 濟寧北部 4800 25 臨沂中部 4700 26 菏澤西部 4700 27 日照西南部 4700 28 菏澤東部 4600 29 濟寧南部 4600 30 臨沂西南部 4600 31 棗莊全部 4600 32 全省平均 5074 參考氣象站選擇 本工程場址位于 經濟開發(fā)區(qū)，地理中心坐標為東經24 118176。 23^，北緯 37176。 03^。離場址所在地較近的氣象站為 氣象站，該站只有太陽能輻射一般觀測記錄，但可作為場址區(qū)域的太陽能觀測數(shù)據(jù)；通過與場址相對較近的濟南和福山兩個基準氣象站的綜合分析比較，最終選福山太陽能輻射觀測站作為本工程太陽能資源分析的參考氣象站，主要依據(jù)如下： 1)地理位置對比：福山氣象站地理中心位置為東經 121176。 1239。，北緯 37176。 2839。，觀測站海拔高度 。濟南氣象站地理中心位置為東經 117176。 0339。，北緯 36176。 3639。，觀測站海拔高度 。場址中心位置地理中心坐標為東經 118176。 2339。，北緯 37176。 0339。，場址區(qū)域海拔高度約10m。通過比較可知，福山氣象站的海拔高度和緯度與場址更接近，從太陽能輻射量關系密切的緯度來說，福山氣象站與場址基本屬于同緯度地區(qū)，故從地理位置的比較來看，福山氣象站比較適合作為本工程的參考氣象站。 2)局部氣候對比：雖然兩個氣象站均位于 省內，同屬暖溫帶季風型大陸性氣候，但從周邊環(huán)境來說福山與 更為接近，故從氣候條件的比較來看，福山氣象站比較適合作為本工程的參考氣象站 綜上所述，福山氣象站與場址處緯度接近，地表自然現(xiàn)狀相近，局部氣候特征相似，所以選取濟南氣象站作為本工程太陽資源分析的參考氣象站比較合適。 25 場址區(qū)域的太陽輻射量 參考氣象站太陽輻射的資料統(tǒng)計分析 照時數(shù)歷年變化情況見圖 、圖 和圖 。 圖 福山氣象站歷年太陽總輻射量變化直方圖 圖 福山站多年逐月平均總輻射量變化直方圖 26 圖 福山氣象站歷年日照時數(shù)變化直方圖 從上面兩圖中可以看出根據(jù)福山日射站近 10 年的太陽輻射資料進行統(tǒng)計分析，近 10 年福山站年總輻射量在 之間，日照小時數(shù)在 之間；年總輻射量最低值出現(xiàn)在2021 年，為 ，年總輻射量最高值出現(xiàn)在 2021 年，為；年日照時數(shù)最低值出現(xiàn)在 2021 年，為 ，年日照時數(shù)最高值出現(xiàn)在 2021 年，為 2601h。其中有個別年份二者年際變化有所波動外，從總體來看二者都呈下降趨勢，這與全國大部分地區(qū)太陽能資源的變化趨勢一致。 實測氣象站太陽輻射的資料統(tǒng)計分析 根據(jù)近 20212021 年福山日射站和 多年觀測資料統(tǒng)計得到多年日照時數(shù)特征見圖 、圖 。 27 圖 多年逐月日照時數(shù)變化直方圖 圖 福山站多年逐月平均日照時數(shù)變化直方圖 從上圖可看出，兩站多年逐月平均日照時數(shù)年內變化趨勢基本 致， 36 月份日照時數(shù)相對最多， 122 月份日照時數(shù)相對最少。 依據(jù)《太陽能資源評估方法》中太陽總輻射計算公式（具體見公式 1 和公式 2)，根據(jù)近 10 年（ 20212021 年）福山日射站資料計算得到模型參數(shù) a、 b，然后利用 氣象站多年觀測資料參照計28 算公式統(tǒng)計得到 多年太陽總輻射量特征。 式中： Q 為太陽總輻射量； Q 天文 為太陽天文輻射量； S 為日照百分率， a、 b 為模型參數(shù)。 結合 氣象站多年輻射資料，根據(jù)計算公式與福山氣象站的太陽資源對 氣象局多年太陽資源進行修正。本項目選取修正后的 29 圖 場址多年逐月太陽總輻射量變化直方圖 特殊氣象條件對光伏電站的影響 根據(jù)收集到的 氣象站多年實測氣象要素資料，結合本項目場址的實際情況，具體分析以下氣象條件對光伏電站運行的影響。 (1)氣溫的影響： 本工程選用光伏組件的工作溫度范圍為 40176。 C85176。 C。正常情況下，光伏組件的實際工作溫度可保持在環(huán)境溫度加 30176。 C 的水平。 本工程場區(qū)的多年平均氣溫 176。 C，多年月極端最高氣溫，多年月極端最低氣溫 176。 C。 因此，按本工程場區(qū)極端氣溫數(shù)據(jù)校核，本項目太陽電池組件的工作溫度可控制在允許范圍內。本項目逆變器在采取措施后，其工作溫度可控制在允許范圍內。故場址區(qū)氣溫條件對太陽能電池組件及逆變器的安全性沒有影響。另外，本工程太陽能電池組件運行環(huán)境溫度30 年平均溫度適宜，在太陽能電池組件的串并聯(lián)組合設計中，應根據(jù)當?shù)氐膶嶋H氣溫情況進行溫度修正計算，以確保整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)在全年中有較高的運行效率。 (2)風速的影響： 本工程設計支架的抗風能力在 33m/s 風速下應不損壞，并按此設計光伏組件的安裝支架。 (3)沙塵暴影響分析 沙塵 暴天氣時空氣混濁，大氣透明度大幅降低，輻射量也相應降低，會直接影響太陽能電池組件的工作，對光伏電站的發(fā)電量有一定影響，本工程廠址區(qū)年平均沙塵暴基本較少，故本工程實施時基本不需要考慮采取防風沙措施。 (4)雷暴的影響 本工程場址區(qū)年平均雷暴發(fā)生次數(shù)為 。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)。 太陽能資源評價結論 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。經計算，場址區(qū)域全年平均年太陽輻射量 。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。 31 第四章工程地質 設計理念 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不存在滑坡、泥石流、移動沙丘等不良物理地質現(xiàn)象。 結論及建議 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)的分類及構成 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 太陽電池組件選擇 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32 組件的產業(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，經技術經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。 太陽電池組件類型的選擇 太陽電池技術現(xiàn)狀 從 1839 年法國科學家 發(fā)現(xiàn)光生伏特效應以來，經過 170 多年的發(fā)展，太陽電池無論是在基礎研究還是生產技術上都取得了很大的進步。現(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。 現(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，借助改進生產工藝實現(xiàn)超薄單晶硅電池的工業(yè)化生產，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： 33 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 2021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)模生產會產生很大的制約。 (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，只需 微米厚即可吸收 50%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34 用前景最好的新型太陽電池，它已經成為美、德、日、意等國研究開發(fā)的主要對象。目前，已獲得的最高效率為 %。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。 太陽電池組件選型 各類電池主要性能對比表 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 國內均有生產廠商生產，且產品應用也較為廣泛。由于本項目多晶硅電池裝35 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 生產的型號為 255P 多晶硅光伏組件。其主要技術參數(shù)如表 。 表 太陽電池組件主要技術參數(shù) 序號 項目 內容 1 型式 多晶硅光伏電池組件 2 型號 — 255P 3 尺寸結構 164099230MM 4 使用粘合膠體內容 中性密封硅膠 5 、 1000W/m2 的輻照度、 25176。 C的電池溫度下的峰值參數(shù)： 標準功