【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 德州和 之間 北緯 176?！? 176。東經(jīng) 176?！?176。 5500 4 煙臺(tái)西北部沿海 北緯 176?！? 176。 東經(jīng) 176?！? 176。 5500 5 濟(jì)南中南部與泰安交界 處（泰山區(qū)域） 北緯 176?！?176。東經(jīng) 117176?！?176。 5500 6 北半部 北緯 176。以上 東經(jīng) 176?！?176。 5400 7 其它區(qū)域 北緯 37176。～ 176。 東經(jīng) 176?！? 176。 5400 8 北部沿海 北緯 37176。以上 5300 9 德州大部分 5300 10 煙臺(tái)其它區(qū)域 5300 11 中上部 北緯 176。以上 5200 12 青島北部 5300 13 濟(jì)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(jì)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(jì)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?xì)庀笳具x擇 本工程場(chǎng)址位于 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，地理中心坐標(biāo)為東經(jīng)24 118176。 23^，北緯 37176。 03^。離場(chǎng)址所在地較近的氣象站為 氣象站，該站只有太陽(yáng)能輻射一般觀測(cè)記錄，但可作為場(chǎng)址區(qū)域的太陽(yáng)能觀測(cè)數(shù)據(jù)；通過與場(chǎng)址相對(duì)較近的濟(jì)南和福山兩個(gè)基準(zhǔn)氣象站的綜合分析比較，最終選福山太陽(yáng)能輻射觀測(cè)站作為本工程太陽(yáng)能資源分析的參考?xì)庀笳?，主要依?jù)如下： 1)地理位置對(duì)比：福山氣象站地理中心位置為東經(jīng) 121176。 1239。，北緯 37176。 2839。，觀測(cè)站海拔高度 。濟(jì)南氣象站地理中心位置為東經(jīng) 117176。 0339。，北緯 36176。 3639。，觀測(cè)站海拔高度 。場(chǎng)址中心位置地理中心坐標(biāo)為東經(jīng) 118176。 2339。，北緯 37176。 0339。，場(chǎng)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(chǎng)址更接近，從太陽(yáng)能輻射量關(guān)系密切的緯度來說，福山氣象站與場(chǎng)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?xì)庀笳尽? 2)局部氣候?qū)Ρ龋弘m然兩個(gè)氣象站均位于 省內(nèi)，同屬暖溫帶季風(fēng)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?xì)庀笳? 綜上所述，福山氣象站與場(chǎng)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(jì)南氣象站作為本工程太陽(yáng)資源分析的參考?xì)庀笳颈容^合適。 25 場(chǎng)址區(qū)域的太陽(yáng)輻射量 參考?xì)庀笳咎?yáng)輻射的資料統(tǒng)計(jì)分析 照時(shí)數(shù)歷年變化情況見圖 、圖 和圖 。 圖 福山氣象站歷年太陽(yáng)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(shí)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(yáng)輻射資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，近 10 年福山站年總輻射量在 之間，日照小時(shí)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(shí)數(shù)最低值出現(xiàn)在 2021 年，為 ，年日照時(shí)數(shù)最高值出現(xiàn)在 2021 年，為 2601h。其中有個(gè)別年份二者年際變化有所波動(dòng)外，從總體來看二者都呈下降趨勢(shì)，這與全國(guó)大部分地區(qū)太陽(yáng)能資源的變化趨勢(shì)一致。 實(shí)測(cè)氣象站太陽(yáng)輻射的資料統(tǒng)計(jì)分析 根據(jù)近 20212021 年福山日射站和 多年觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)得到多年日照時(shí)數(shù)特征見圖 、圖 。 27 圖 多年逐月日照時(shí)數(shù)變化直方圖 圖 福山站多年逐月平均日照時(shí)數(shù)變化直方圖 從上圖可看出，兩站多年逐月平均日照時(shí)數(shù)年內(nèi)變化趨勢(shì)基本 致， 36 月份日照時(shí)數(shù)相對(duì)最多， 122 月份日照時(shí)數(shù)相對(duì)最少。 依據(jù)《太陽(yáng)能資源評(píng)估方法》中太陽(yáng)總輻射計(jì)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(jì)算得到模型參數(shù) a、 b，然后利用 氣象站多年觀測(cè)資料參照計(jì)28 算公式統(tǒng)計(jì)得到 多年太陽(yáng)總輻射量特征。 式中： Q 為太陽(yáng)總輻射量； Q 天文 為太陽(yáng)天文輻射量； S 為日照百分率， a、 b 為模型參數(shù)。 結(jié)合 氣象站多年輻射資料，根據(jù)計(jì)算公式與福山氣象站的太陽(yáng)資源對(duì) 氣象局多年太陽(yáng)資源進(jìn)行修正。本項(xiàng)目選取修正后的 29 圖 場(chǎng)址多年逐月太陽(yáng)總輻射量變化直方圖 特殊氣象條件對(duì)光伏電站的影響 根據(jù)收集到的 氣象站多年實(shí)測(cè)氣象要素資料，結(jié)合本項(xiàng)目場(chǎng)址的實(shí)際情況，具體分析以下氣象條件對(duì)光伏電站運(yùn)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(shí)際工作溫度可保持在環(huán)境溫度加 30176。 C 的水平。 本工程場(chǎng)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(chǎng)區(qū)極端氣溫?cái)?shù)據(jù)校核，本項(xiàng)目太陽(yáng)電池組件的工作溫度可控制在允許范圍內(nèi)。本項(xiàng)目逆變器在采取措施后，其工作溫度可控制在允許范圍內(nèi)。故場(chǎng)址區(qū)氣溫條件對(duì)太陽(yáng)能電池組件及逆變器的安全性沒有影響。另外，本工程太陽(yáng)能電池組件運(yùn)行環(huán)境溫度30 年平均溫度適宜，在太陽(yáng)能電池組件的串并聯(lián)組合設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣溫情況進(jìn)行溫度修正計(jì)算，以確保整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在全年中有較高的運(yùn)行效率。 (2)風(fēng)速的影響： 本工程設(shè)計(jì)支架的抗風(fēng)能力在 33m/s 風(fēng)速下應(yīng)不損壞，并按此設(shè)計(jì)光伏組件的安裝支架。 (3)沙塵暴影響分析 沙塵 暴天氣時(shí)空氣混濁，大氣透明度大幅降低，輻射量也相應(yīng)降低，會(huì)直接影響太陽(yáng)能電池組件的工作，對(duì)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(shí)施時(shí)基本不需要考慮采取防風(fēng)沙措施。 (4)雷暴的影響 本工程場(chǎng)址區(qū)年平均雷暴發(fā)生次數(shù)為 。應(yīng)根據(jù)光伏組件布置的區(qū)域面積及運(yùn)行要求，合理設(shè)計(jì)防雷接地系統(tǒng)。 太陽(yáng)能資源評(píng)價(jià)結(jié)論 綜上所述，本項(xiàng)目場(chǎng)址區(qū)域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，氣溫溫和，四季特征分明，光照充足。經(jīng)計(jì)算，場(chǎng)址區(qū)域全年平均年太陽(yáng)輻射量 。根據(jù)我國(guó)太陽(yáng)能資 源等級(jí)區(qū)劃表得知，場(chǎng)址區(qū)域太陽(yáng)能資源很豐富，適宜建設(shè)太陽(yáng)能電站。 31 第四章工程地質(zhì) 設(shè)計(jì)理念 按照建設(shè)節(jié)約型社會(huì)要求，本項(xiàng)目安裝在建筑屋頂，不需要做地質(zhì)勘測(cè)，但需要做好建筑頂部的防水處理。 太陽(yáng)能光伏電站范圍內(nèi)不存在滑坡、泥石流、移動(dòng)沙丘等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。 結(jié)論及建議 從地址情況角度來說，在擬建場(chǎng)址建設(shè)太陽(yáng)能光伏電站是可行的。 第五章發(fā)電單元設(shè)計(jì)及發(fā)電量預(yù)測(cè) 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類及構(gòu)成 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)按與電力系統(tǒng)關(guān)系分類，通常分為獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電力系統(tǒng)連接在一起的太陽(yáng)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(jí)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(yáng)電池組件選擇 太陽(yáng)電池組件的選擇應(yīng)綜合考慮目前已商業(yè)化的各種太陽(yáng)電池32 組件的產(chǎn)業(yè)形勢(shì)、技術(shù)成熟度、運(yùn)行可靠性、未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等，并結(jié)合電站周圍的自然環(huán)境、施工條件、交通運(yùn)輸?shù)臓顩r，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較選用適合 并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏電站使用的太陽(yáng)電池組件類型。 太陽(yáng)電池組件類型的選擇 太陽(yáng)電池技術(shù)現(xiàn)狀 從 1839 年法國(guó)科學(xué)家 發(fā)現(xiàn)光生伏特效應(yīng)以來，經(jīng)過 170 多年的發(fā)展，太陽(yáng)電池?zé)o論是在基礎(chǔ)研究還是生產(chǎn)技術(shù)上都取得了很大的進(jìn)步。現(xiàn)在商用的太陽(yáng)電池主要有：?jiǎn)尉Ч桦姵?、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(yáng)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(shù)發(fā)展動(dòng)向是向超薄、高效發(fā)展，不久的將來，借助改進(jìn)生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)超薄單晶硅電池的工業(yè)化生產(chǎn)，并可能達(dá)到已在實(shí)驗(yàn)室達(dá)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(zhuǎn)化容易受到干擾，因而多晶硅的轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較低。多晶硅的電學(xué)、力學(xué)和光學(xué)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(xué)沉積的非晶硅薄膜，其特點(diǎn)是材料厚度在微米級(jí) 。非晶硅為準(zhǔn)直接帶隙半導(dǎo)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(zhuǎn)換效率在 811%左右，保證壽命為 10 年。 非晶硅薄膜電池的市場(chǎng)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(yīng)相對(duì)嚴(yán)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(dǎo)體，銅銦硒薄膜太陽(yáng)電池屬于技術(shù)集成度很高的化合物半導(dǎo)體光伏器件，由在玻璃或廉價(jià)的襯底上沉積多層薄膜而構(gòu)成。 CIS薄膜電池具有以下特點(diǎn)：光電轉(zhuǎn)換效率高，效率可達(dá)到 17%左右，成本低，性能穩(wěn)定，抗輻射能力強(qiáng)。目前， CIS 太陽(yáng)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要障礙在于吸收層 CIS薄膜材料對(duì)結(jié)構(gòu)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(duì)這種電池的大規(guī)模生產(chǎn)會(huì)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(dǎo)體，其帶隙最適合于光電能量轉(zhuǎn)換。用這種半導(dǎo)體做成的太陽(yáng)電池有很高的理論轉(zhuǎn)換效率。碲化鎘的光吸收系數(shù)很大，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn) AM0 太陽(yáng)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(yáng)電池的理想材料，碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池的制造成本低，是應(yīng)34 用前景最好的新型太陽(yáng)電池，它已經(jīng)成為美、德、日、意等國(guó)研究開發(fā)的主要對(duì)象。目前，已獲得的最高效率為 %。但是，有毒元素Cd 對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)操作人員健康的危害是不容忽視的，各國(guó)均在大力研究加以克服。 從太陽(yáng)電池技術(shù)現(xiàn)狀分析，本項(xiàng)目擬采用單晶硅或多晶硅太陽(yáng)電池組件。 太陽(yáng)電池組件選型 各類電池主要性能對(duì)比表 電池類型 商用效率 實(shí)驗(yàn)室效率 使用壽命 優(yōu)點(diǎn) 單晶硅 16%20% 23% 25 年 效率高，技術(shù) 成熟 多晶硅 15%18% % 25 年 效率高，技術(shù) 成熟 非晶硅 8% 11% 13% 25 年 弱光效應(yīng)好， 成本較低 碲化鎘 8% 12% % 25 年 弱光效應(yīng)好，成本相應(yīng)較低 銅銦 8% 12% % 25 年 弱光效應(yīng)好，成本相應(yīng)較低 太陽(yáng)能電池組件是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣直接影響著整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能。表征太陽(yáng)能電池組件性能的各項(xiàng)參數(shù)為：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)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(yáng)能電池組件的功率規(guī)格較多，從 5Wp 到 310Wp 國(guó)內(nèi)均有生產(chǎn)廠商生產(chǎn)，且產(chǎn)品應(yīng)用也較為廣泛。由于本項(xiàng)目多晶硅電池裝35 機(jī)容量為 6MW，組件用量大，占地面積廣，組件安裝量大，所以設(shè)計(jì)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(shè)備的安裝時(shí)間，減少了設(shè)備的安裝材料，同時(shí)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(xiàng)目 。所以本項(xiàng)目 6MW 太陽(yáng)電池組件選用 工程光電科技股份有限公司 生產(chǎn)的型號(hào)為 255P 多晶硅光伏組件。其主要技術(shù)參數(shù)如表 。 表 太陽(yáng)電池組件主要技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 內(nèi)容 1 型式 多晶硅光伏電池組件 2 型號(hào) — 255P 3 尺寸結(jié)構(gòu) 164099230MM 4 使用粘合膠體內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)功