【正文】 料較多的晶體硅技術(shù)造價(jià)更低，其價(jià)格優(yōu)勢(shì)可抵消低效率的問(wèn)題。3)數(shù)倍聚光太陽(yáng)能電池?cái)?shù)倍聚光太陽(yáng)能電池片本身與其它常規(guī)平板光伏電池并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，它是利用反射或折射聚光原理將太陽(yáng)光會(huì)聚后，以高倍光強(qiáng)照射在光伏電池板上達(dá)到提高光伏電池的發(fā)電功率。國(guó)外已經(jīng)有過(guò)一些工業(yè)化嘗試。比如利用菲涅爾透鏡實(shí)現(xiàn)3～7倍的聚光，但由于透射聚光的光強(qiáng)均勻性較差、且特制透鏡成本降低的速度趕不上高反射率的平面鏡，國(guó)外開始嘗試通過(guò)反射實(shí)現(xiàn)聚光，比如德國(guó)ZSW公司發(fā)明了V型聚光器實(shí)現(xiàn)了2倍聚光。盡管實(shí)現(xiàn)2倍聚光也可以節(jié)省50%的光伏電池，但是相對(duì)于聚光器所增加的成本，總體的經(jīng)濟(jì)效益并不明顯。 聚光太陽(yáng)能電池組件目前國(guó)內(nèi)聚光太陽(yáng)能電池研究尚處于示范運(yùn)行階段，聚光裝置采用有多種形式，有：高聚光鏡面菲涅爾透鏡、槽面聚光器、八面體聚光器等。由于聚光裝置需要配套復(fù)雜的機(jī)械跟蹤設(shè)備、光學(xué)儀器、冷卻設(shè)施，且產(chǎn)品尚處于開發(fā)研究期，其實(shí)際的使用性能及使用效果尚難確定。根據(jù)國(guó)外的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，盡管實(shí)現(xiàn)多倍聚光可以節(jié)省光伏電池，但是隨著電池價(jià)格的不斷下降，相對(duì)于聚光器所增加的成本，總體的經(jīng)濟(jì)效益并不明顯。 在單晶硅、多晶硅、非晶薄膜電池這三種電池中，單晶硅的生產(chǎn)工藝最為成熟，在早期一直占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。但由于其生產(chǎn)過(guò)程耗能較為嚴(yán)重，產(chǎn)能被逐漸削減。到2006年時(shí)，多晶硅已經(jīng)超過(guò)單晶硅占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。對(duì)單晶硅、多晶硅、非晶硅和多倍聚光這四種電池類型就轉(zhuǎn)換效率、制造能耗、安裝、成本等方面進(jìn)行了比較如下表太陽(yáng)能電池技術(shù)性能比較表 。序號(hào)比較項(xiàng)目多晶硅單晶硅非晶硅薄膜數(shù)倍聚光1技術(shù)成熟性目前常用的是鑄錠多晶硅技術(shù)，70年代末研制成功商業(yè)化單晶硅電池經(jīng)50多年的發(fā)展，技術(shù)已達(dá)成熟階段70年代末研制成功，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，技術(shù)日趨成熟發(fā)展起步較晚，技術(shù)成熟性相對(duì)不高2光電轉(zhuǎn)換效率商業(yè)用電池片一般12%～16%商業(yè)用電池片一般13%～18%商業(yè)用電池一般5%～9%能實(shí)現(xiàn)2倍以上聚光3價(jià)格材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本比單晶硅低材料價(jià)格及繁瑣的電池制造工藝，使單晶硅成本價(jià)格居高不下生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，使用原材料少，總的生產(chǎn)成本較低需要配套復(fù)雜的機(jī)械跟蹤設(shè)備、光學(xué)儀器、冷卻設(shè)施等，未實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，總的生產(chǎn)成本較高4對(duì)光照、溫度等外部環(huán)境適應(yīng)性輸出功率與光照強(qiáng)度成正比，在高溫條件下效率發(fā)揮不充分同多晶硅電池弱光響應(yīng)好。高溫性能好，受溫度的影響比晶體硅太陽(yáng)能電池要小為保證聚光倍數(shù)，對(duì)光照追蹤精度要求高，聚光后組件溫升大，影響輸出效率和使用壽命。5組建運(yùn)行維護(hù)組件故障率極低，自身免維護(hù)同多晶硅電池柔性組件表面較易積灰，清理困難。機(jī)械跟蹤設(shè)備、光學(xué)儀器、冷卻設(shè)施需要定期維護(hù)故障率大6組件使用壽命經(jīng)實(shí)踐證明壽命期長(zhǎng)，可保證25年使用期同多晶硅電池衰減較快，使用壽命只有1015年機(jī)械跟蹤設(shè)備、光學(xué)儀器、冷卻等設(shè)施使用期限較難保證7外觀不規(guī)則深藍(lán)色，可作表面弱光著色處理黑色、藍(lán)黑色深藍(lán)色表面為菲涅爾透鏡8安裝方式利用支架將組件傾斜或平鋪于地面建筑屋頂或開闊場(chǎng)地，安裝簡(jiǎn)單，布置緊湊，節(jié)約場(chǎng)地同多晶硅電池柔性組件重量輕，對(duì)屋頂強(qiáng)度要求低，可附著于屋頂表面，剛性組件安裝方式同晶硅組件帶機(jī)械跟蹤設(shè)備，對(duì)基礎(chǔ)抗風(fēng)強(qiáng)度要求高，陰影面大，占用場(chǎng)地大9國(guó)內(nèi)自動(dòng)化生產(chǎn)情況產(chǎn)業(yè)鏈完整，生產(chǎn)規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)同多晶硅電池2007年底2008年初國(guó)內(nèi)開始生產(chǎn)線建設(shè)，起步晚，產(chǎn)能沒(méi)有完全釋放尚處于研究論證階段，使用較少幾種常用的太陽(yáng)能電池技術(shù)性能比較見(jiàn)上表。從比較結(jié)果可以看出： （1）晶體硅光伏組件技術(shù)成熟，且產(chǎn)品性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。 （2）商業(yè)用化使用的光伏組件中，單晶硅組件轉(zhuǎn)換效率最高，多晶硅其次，但兩者相差不大。 （3）晶體硅電池組件故障率極低，運(yùn)行維護(hù)最為簡(jiǎn)單。 （4）在開闊場(chǎng)地上使用晶體硅光伏組件安裝簡(jiǎn)單方便，布置緊湊，可節(jié)約場(chǎng)地。 （5）盡管非晶硅薄膜電池在價(jià)格、弱光響應(yīng)，高溫性能等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是使用壽命期較短。考慮到目前晶硅電池的價(jià)格已經(jīng)低于薄膜電池，并且從各方面性能上來(lái)說(shuō)都略優(yōu)于薄膜電池，因此本項(xiàng)目選用單晶硅電池作為唯一組件。單晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)參數(shù)表太陽(yáng)電池種類單晶硅太陽(yáng)能電池太陽(yáng)電池生產(chǎn)廠家太陽(yáng)電池組件生產(chǎn)廠家太陽(yáng)電池組件型號(hào)指標(biāo)單位數(shù) 據(jù)峰值功率Wp265開路電壓（Voc）V短路電流（Isc）A工作電壓（Vmppt）V工作電流（Imppt）A尺寸mm1640*992安裝尺寸mm1640*992重量kg本期項(xiàng)目總裝機(jī)容量為100兆瓦，采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案。通過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)綜合比較，本工程電池組件選用265W單晶硅電池組件，組件總數(shù)396000塊。 支架選型從運(yùn)行可靠性、設(shè)備價(jià)格、建成后維護(hù)費(fèi)用、故障率以及發(fā)電效率等綜合分析，選用光伏陣列的運(yùn)行方式為固定支架式。 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)效率計(jì)算并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率由光伏陣列的效率、逆變器效率、交流并網(wǎng)等三部分組成。（1）光伏陣列效率η1：光伏陣列在1000W/m2太陽(yáng)輻射強(qiáng)度下，實(shí)際的直流輸出功率與標(biāo)稱功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽(yáng)輻射損失、溫度影響、最大功率點(diǎn)跟蹤精度、及直流線路損失等，取效率85%計(jì)算。（2）逆變器轉(zhuǎn)換效率η2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，取逆變器效率95%計(jì)算。（3）交流并網(wǎng)效率η3：從逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率，其中主要是升壓變壓器的效率，取變壓器效率95%計(jì)算。（4）系統(tǒng)總效率為：η總＝η1η2η3＝85%95%95%=77%從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽(yáng)能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進(jìn)行發(fā)電量的計(jì)算。對(duì)于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽(yáng)輻射能與傾角有關(guān)，較簡(jiǎn)便的輻射量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為：Rβ＝S[sin(α+β)/sinα]+D式中：Rβ——傾斜光伏陣列面上的太陽(yáng)能總輻射量S ——水平面上太陽(yáng)直接輻射量D ——散射輻射量α——中午時(shí)分的太陽(yáng)高度角β——光伏陣列傾角不同傾斜面各月的太陽(yáng)輻射量（KWH/m2）根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑奶?yáng)能輻射數(shù)據(jù)，按上述公式計(jì)算本項(xiàng)目最佳固定式陣列安裝傾角為28176。項(xiàng)目采用加高光伏支架，～2米，支架下方可以放牧，也可以發(fā)展種植業(yè)，不會(huì)造成森林和生態(tài)環(huán)境的破壞。 逆變器組成光伏并網(wǎng)逆變器可以分為大功率集中型逆變器和小型組串式逆變器兩種。由于規(guī)劃場(chǎng)區(qū)地形多為小山丘或不平整區(qū)域，而組串型逆變器發(fā)電效率較集中式效率高，能夠很好的適應(yīng)環(huán)境變化，大大緩解遮擋灰塵、場(chǎng)地不平等因素對(duì)發(fā)電量的影響，所以本項(xiàng)目計(jì)劃使用組串式逆變方案。目前市場(chǎng)上主流的組串型逆變器為28kW級(jí)，這個(gè)容量等級(jí)的逆變器技術(shù)成熟、供應(yīng)充足、價(jià)格也較為便宜，因此本次可研按單機(jī)28kW逆變器選擇。此太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為100個(gè)1MWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，100個(gè)并網(wǎng)發(fā)電單元共需要3600臺(tái)28kW逆變器，組成100MWp并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。選用性能可靠、效率高、可進(jìn)行多機(jī)并聯(lián)的逆變?cè)O(shè)備。 逆變器參數(shù)本方案選用3600臺(tái)額定容量為28KW的逆變器，主要技術(shù)參數(shù)列于下表：主要技術(shù)參數(shù)直流側(cè)參數(shù)最大直流電壓1000Vdc額定電壓620v啟動(dòng)電壓200v滿載MPPT電壓范圍480~800v最低電壓200v最大輸入電流（每路MPPT）18A交流側(cè)參數(shù)額定輸出功率最大輸出功率28KW最大交流輸出電流額定電網(wǎng)電壓480V額定電網(wǎng)頻率50Hz/60Hz允許電網(wǎng)頻率47~52Hz/57~62Hz總電流波形畸變率＜3％（額定功率）直流電流分量＜5％（額定輸出電流）功率因數(shù)（超前）~（滯后）系統(tǒng)最大效率%歐洲效率%保護(hù)等級(jí)IP65夜間自耗電＜1W允許環(huán)境溫度25~+60℃冷卻方式風(fēng)冷允許相對(duì)濕度0~95%允許最高海拔6000米（超過(guò)3000米需降額使用）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)機(jī)械參數(shù)外形尺寸（寬*高*深）520*610*255mm重量48kg 光伏方陣設(shè)計(jì)本項(xiàng)目總裝機(jī)容量為100MWp，由100個(gè)組串式方陣組成，每個(gè)光伏方陣為1個(gè)獨(dú)立的發(fā)電單元。每個(gè)發(fā)電單元配置一座升壓站，每個(gè)電池板陣由22塊電池組件構(gòu)成（上下兩排，每排11塊電池組件），每22塊電池組件組成一串，輸出電壓682V；輸出功率5830W。，升壓到35KV后匯入開關(guān)站后送入110KV變電站。 光伏子陣容量設(shè)計(jì)電池組件串并聯(lián)數(shù)28KW并網(wǎng)逆變器的直流工作電壓范圍為：480Vdc～800Vdc，最大直流電壓工作點(diǎn)為：1000Vdc，額定輸入電壓：620Vdc。太陽(yáng)能光伏組件串聯(lián)的組件數(shù)量Ns=620/31177。=20（塊），考慮到溫度和輻照度的影響，組串式取太陽(yáng)能電池組件22塊串聯(lián)。28KW逆變器單列串聯(lián)功率P= 22265Wp=5830Wp；單臺(tái)28KW逆變器需要配置太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)方式為5路22塊組件，串聯(lián)的數(shù)量Np=5列， 1MWP太陽(yáng)能光伏電伏陣列單元設(shè)計(jì)為36列支路并聯(lián)，共計(jì)3960 塊太陽(yáng)能電池組件。整個(gè)系統(tǒng)所需265Wp電池組件的數(shù)量M1=396000（塊）。 太陽(yáng)能光伏組件陣列單列排列面布置方式見(jiàn)下圖： 光伏組件支架形式目前光伏發(fā)電主要的支架形式有三種：固定式、單軸跟蹤式、雙軸跟蹤式。其中單軸跟蹤式及雙軸跟蹤式的理論太陽(yáng)輻射利用率都高于固定式支架。但是本項(xiàng)目仍選用固定式支架作為唯一光伏支架，原因如下：跟蹤式支架設(shè)備維修率較高，并且在設(shè)備故障期間其發(fā)電效率基本為0。因此雖然跟蹤支架太陽(yáng)輻射利用率高，但是總體發(fā)電量相對(duì)固定式支架并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)。跟蹤式支架的設(shè)備使用壽命受制于電動(dòng)機(jī)的使用壽命，而固定式支架沒(méi)有任何動(dòng)力設(shè)備，使用年限具備明顯的優(yōu)勢(shì)。，在造價(jià)方面固定式支架更是具備絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。 光伏陣列的行、列間距計(jì)算為了避免陣列之間遮陰，光伏電池組件陣列間距應(yīng)不小于D:D=（arcsin()）式中Φ為當(dāng)?shù)氐乩砭暥?在北半球?yàn)檎?，南半球?yàn)樨?fù))，H為陣列前排最高點(diǎn)與后排組件最低位置的高度差）。根據(jù)上式計(jì)算，求得：D=。根據(jù)PVSYST軟件計(jì)算，當(dāng)電池組件傾角為28度時(shí)，全年發(fā)電量最大，并且也能夠滿足雨雪滑落要求。組件陣列間距隨地形調(diào)整，最低間距2522毫米。 光伏子方陣布置圖如圖，箱式變壓器位于光伏子方陣的中心位置。這樣可以在同等裝機(jī)容量下，大大降低低壓電纜的使用量，節(jié)約工程成本，降低工程整體造價(jià)。同時(shí)由于降低了低壓匯流階段的電纜使用量，還能夠減少電能傳輸過(guò)程中的線路損耗，從而提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)換效率。 組串式連接方案為：太陽(yáng)能光伏方陣、逆變器、交流匯流箱、箱式變壓器（1）太陽(yáng)能光伏方陣設(shè)計(jì)及接線方案每22張?zhí)?yáng)能組件作為一個(gè)串線單元。（2）逆變器設(shè)計(jì)及接線方案組串式方案每1MWp光伏并網(wǎng)單元配置36臺(tái)28KWp逆變器，每5個(gè)光伏組件單元接入1臺(tái)逆變器。（3）交流匯流箱設(shè)計(jì)及接線方案每1MWp光伏并網(wǎng)單元配置5臺(tái)交流匯流箱，每7/8臺(tái)逆變器接入1個(gè)交流匯流箱。（4）箱式變壓器設(shè)計(jì)及接線方案組串式方案每1MWp光伏并網(wǎng)單元配置1臺(tái)1000KVA（）箱式變壓器，由36臺(tái)逆變器接入。 逆變器總體布置本工程100MWp光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，箱變基礎(chǔ)為100座，共使用3600臺(tái)28KW逆變器，即每28KWp光伏子陣1臺(tái)逆變器，即每1MWp光伏陣列為1個(gè)區(qū)域。 升壓變壓器配置方案本系統(tǒng)由100個(gè)1MWp的光伏單元組成。每個(gè)并網(wǎng)單元配置1套1000KVA()的升壓變壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即系統(tǒng)需要配置100套1000KVA()的升壓變壓系統(tǒng)。根據(jù)太陽(yáng)輻射能量、系統(tǒng)組件總功率、系統(tǒng)總效率等數(shù)據(jù)，可預(yù)測(cè)100MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量和各月的發(fā)電量.計(jì)算時(shí)設(shè)定：光伏陣列為固定式安裝，傾角等于28176。；系統(tǒng)總效率為：η總＝η1η2η3＝85%95%95%=77%系統(tǒng)光伏陣列效率η1：光伏陣列在1000W/m2太陽(yáng)輻射強(qiáng)度下，實(shí)際的直流輸出功率與標(biāo)稱功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽(yáng)輻射損失、溫度影響、最大功率點(diǎn)跟蹤精度、及直流線路損失等，取效率85%計(jì)算。逆變器轉(zhuǎn)換效率η2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，取逆變器效率95%計(jì)算。交流并網(wǎng)效率η3：從逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率，其中主要是升壓變壓器的效率，取變壓器效率95%計(jì)算。預(yù)測(cè)發(fā)電量＝系統(tǒng)容量34。斜面輻射量系統(tǒng)總效率，見(jiàn)下表***地區(qū)日均輻照度***地區(qū)每兆瓦月發(fā)電量光伏組件25年輸出衰減為15%。經(jīng)系統(tǒng)效率影響分析后得出，系統(tǒng)效率為77%。在運(yùn)營(yíng)25年內(nèi)的年平均發(fā)電量為11400萬(wàn)千瓦時(shí)。25年每年發(fā)電量表：年份年發(fā)電量年份年發(fā)電量年份年發(fā)電量第1年第10年 第19年 第2年 第11年 第20年 第3年 第12年 第21年 第4年 第13年 第22年 第5年 第14年 第23年 第6年 第15年 第24年 第7年 第16年 第25年 第8年 第17年 第9年 第18年 25年總發(fā)電量 萬(wàn)KWh年平均發(fā)