【正文】 發(fā)電量估算（1）原始條件及數(shù)據(jù)：1）最佳傾角年發(fā)電小時數(shù)：2123h2）系統(tǒng)效率：%3）組件年衰減率：第一年衰減 %，之后衰減率穩(wěn)定為 %（組件廠家實測數(shù)據(jù)）。根據(jù)目前國內(nèi)已經(jīng)建成的光伏電站運行數(shù)據(jù)可知，我國常規(guī)光伏電站效率普遍在75%左右，通常修正系數(shù)如下表所示。傾角固定安裝后，傾斜面年均輻射量為 7664MJ/m178。 系統(tǒng)效率計算冠縣地區(qū)水平面年均日照輻射總量為5494MJ/㎡，屬于太陽能資源二類地區(qū)，具有建設(shè)光伏發(fā)電項目較好的光照條件。10kV 光伏電站配電室進線 1 回（發(fā)電用），出 線 1 回，就近接入電網(wǎng)。本電站設(shè) 15個子系統(tǒng)，每子系統(tǒng)設(shè)有1臺2000kVA 變壓器及 4 臺 500kV 的逆變器室。 模塊化設(shè)計由于光伏組件和并網(wǎng)逆變器都是可根據(jù)功率、電壓、電流參數(shù)相對靈活組合的設(shè)備，本工程采用模塊化設(shè)計、安裝施工。后，光伏組件上緣與下緣產(chǎn)生相對高度差，陽光下光伏組件產(chǎn)生陰影，為保證在本項目選址地處，冬至日上午九時到下午三時子方陣之間不形成陰影遮擋，經(jīng)計算，光伏組件傾斜后組件上緣與下緣之間相對高度與前后排安裝距離，如下列圖表所示：3682mm 1710mm310310因此，當(dāng)固定光伏方陣的南北中心間距為 3682mm 時可以保證南、北兩排方陣在上午 9 點到下午 3 點之間前排不對后排造成遮擋，為節(jié)約成本，場地不做整體場平，考慮到場地局部凹凸不平會有高差，為了使就地安裝的光伏方陣前后排仍不會有陰影影響，同時為便于施工及道路轉(zhuǎn)彎半徑的設(shè)置，取光伏組件方陣間距 D 為 4152mm，此時光伏方陣前后排中心間距為7000mm?！?710mm （式中 31176。D = cosβL，L = H/tanα，α = arcsin (sinφ sinδ+cosφ cosδ cosω)即：D=cos βHtan[arcsin(sinφsinδ+ cosφcosδ cosω)]通過以上公式計算得到：本項目固定傾角支架的光伏組件排布方式為：光伏組件縱向單塊放置，相鄰東西兩塊光伏組件之間留有 20mm 的間隙，多晶硅固定支架單元傾斜面的寬為 3320mm。當(dāng)?shù)囟寥丈衔?9:00 的太陽高度角α=176。； δ為太陽赤緯，176。一般確定原則：冬至當(dāng)天早 9：00 至下午 3：00 光伏方陣不應(yīng)被遮擋。固定方陣安裝好后傾角不再調(diào)整。本項目子方陣安裝最佳傾角 32176。傾角安裝斜面上輻射量為 kWh/m2/m，比水平面輻射量提高了約 %。利用 PVSYST 軟件計算，項目地區(qū)光伏組件傾角32176。通過最佳傾角分析的數(shù)據(jù)對比可知，項目地區(qū)光伏組件安裝傾角為32176。傾角安裝時，所接受到的輻射量最大，為 1720kWh/m2，如圖 57 所示。光伏方陣通過組件串、并聯(lián)得到，光伏組件的串聯(lián)必須滿足并網(wǎng)逆變器的直流輸入電壓要求，光伏組件并聯(lián)必須滿足并網(wǎng)逆變器輸入功率的要求。假定可以并聯(lián)的支路數(shù)為 N，則：（1）多晶硅光伏組件20 塊 255W 多晶硅組件串聯(lián)功率為 255W20＝5100W，500kW 并聯(lián)支路數(shù) N=550kW / ≈108，本工程每臺 500kW 并網(wǎng)逆變器推薦采用每串 20 塊 255W 多晶硅光伏組件，共 108串。綜上所述，本工程選定的晶體硅組件為 20 塊/串。 選取光伏組件串聯(lián)驗算如下表：當(dāng)?shù)刈畹蜆O端溫度為：℃，當(dāng)?shù)刈罡邩O端溫度為：℃，計算選取光伏組串結(jié)溫比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（STC）降低 ℃、升高 13℃時（當(dāng)?shù)貥O端氣溫）下光伏組件開路電壓。本工程選用 255W 型多晶硅組件，其組件開路電壓為 ，工作電壓為 ， 則：（暫不考慮溫度變化引起的開路電壓變化）Smax=UDCmax/Voc=900V/=(塊) ，取 24 塊；Smin=UDCmin/Voc=450V/=(塊)，取 16 塊。 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60臺 500kW，其最大方陣開路電壓為 900V，MPPT電壓范圍 450V～850V。本工程系統(tǒng)安裝容量為30MWp，從工程運行及維護考慮，若選用單臺容量小的逆變設(shè)備，則設(shè)備數(shù)量較多，會增加投資后期的維護工作量；在投資相同的條件下，應(yīng)盡量選用容量大的逆變設(shè)備，可在一定程度上降低投資，并提高系統(tǒng)可靠性；因此，本工程選用容量為 500kW 的逆變器。常用逆變器參數(shù)如下表：TL表55 逆變器技術(shù)參數(shù)對比表逆變器型號pVICENTRAL300SG250KTLSG500KTLSATCON625SMA500SMA1000推薦的最大功率354kW275kW550kW650kW560kW1160kW絕對最大輸電壓900Vdc880Vdc880Vdc900 Vdc900Vdc900VdcMppT 輸入電壓范圍465V850V450V820V450V820V525850V450V820V450V820V峰值效率 %%%%%%歐洲效率%%%97 %%%額定交流輸出功率336kW250kW500kW625 kW500kW1000kW額定交流輸出電流648A534A1070A1240A1070A2138A額定交流輸出電壓270Vac270Vac270Vac270Vac270Vac270Vac額定交流頻率50Hz50Hz50Hz50Hz50Hz50Hz防護等級IP20IP20IP20IP54IP20IP20功率因數(shù)(cosφ)電流波形畸 變率3%(額定功率)3%(額定 功率)3%(額定 功率)3%(額定 功率)3%(額定 功率)3%(額定 功率)由上表比較可以看出，各廠家提供的逆變器技術(shù)參數(shù)均滿足《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的要求。本項目逆變器應(yīng)具有有功功率、無功功率調(diào)節(jié)控制功能。聊城地區(qū)多年極限風(fēng)速為 ，折算成基本風(fēng)壓為 ，因此，支架設(shè)計時應(yīng)以 kN/m2 為計算依據(jù)。固定支架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)速的情況下支架結(jié)構(gòu)仍能夠保持穩(wěn)定不被損壞（50 年一遇基本風(fēng)壓：）。手動可調(diào)固定安裝能夠提高一定的發(fā)電量，但是由于支架成本會相應(yīng)增高，另外此類型的支架在后期運營管理方面會增加額外費用（檢修及調(diào)節(jié)支架人工費）。同時，從上表可以發(fā)現(xiàn)，跟蹤安裝方式由于采用自動跟蹤機構(gòu)使得方陣的運行更為復(fù)雜，也因此而使得運行期間的維護、維修工作量加大，增加了運行難度。投資分析結(jié)果如下：表 54 多晶硅光伏組件方陣不同安裝方式對比表安裝方式占地面積復(fù)雜程度維修量靜態(tài)投資發(fā)電量固定安裝小簡單小單軸跟蹤較大較復(fù)雜大雙軸跟蹤很大復(fù)雜大手動可調(diào)固定安裝小較簡單大從表中可以看到，跟蹤安裝方式的初期投資要比固定安裝方式高 15～30%，電站發(fā)電量要比固定安裝方式高出 20%～25%。圖 56雙軸跟蹤 各種支架形式對比分析下面以固定安裝方式的占地面積、投資和發(fā)電量為基準(zhǔn) （其他安裝方式，用其對比參數(shù)除以固定方式參數(shù)），結(jié)合本項目的太陽能資源情況，采用表格形式進行對比分析。圖 54水平單軸跟蹤圖 55 極軸單軸跟蹤 雙軸跟蹤雙軸跟蹤是方位角和傾角兩個方向都可以運動的跟蹤方式，雙軸跟蹤系統(tǒng)可以最大限度的提高光伏組件對太陽光的利用率。對于北緯 30~40 度的地區(qū)，采用水平單軸跟蹤可提高發(fā)電量約 20%，采用極軸單軸跟蹤可提高發(fā)電量約 35%。圖 53傾角可調(diào)式安裝 單軸跟蹤單軸自動跟蹤器用于承載傳統(tǒng)平板光伏組件，可將日均發(fā)電量提高 20~35%。具體項目實施時，會根據(jù)電站所在地輻射量等氣象條件考慮角度調(diào)節(jié)范圍，以及調(diào)節(jié)形式（連續(xù)可調(diào)/間斷可調(diào)），間斷可調(diào)式穩(wěn)定性較高，成本相對較低。如果條件允許，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。 光伏組件的安裝，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。跟蹤系統(tǒng)可以精確地移動以使太陽入射光線射到方陣表面上的入射角最小，使太陽入射的輻射強度最大。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 255W 型多晶硅光伏組件，最終光伏組件選型應(yīng)根據(jù)招標(biāo)情況確定。由于本工程系統(tǒng)發(fā)電容量為 30MW，光伏組件用量大，利用場區(qū)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光伏組件，以減少占地面積，降低光伏組件安裝量。晶體硅和非晶硅薄膜組件分別按照GB/T9535（或IEC61215）和GB/T18911（或IEC61646）以及GB/T20047(或IEC61730) 標(biāo)準(zhǔn)要求，通過國家批準(zhǔn)認(rèn)證機構(gòu)的認(rèn)證，關(guān)鍵部件和原材料（電池片、封裝材料、玻璃面板、背板材料、焊接材料、接線盒和接線端子等）型號、規(guī)格及生產(chǎn)廠家應(yīng)與認(rèn)證產(chǎn)品一致綜合考慮以上各種因素，本工程采用擬全部選用多晶硅光伏組件。晶體硅組件衰減率在2年內(nèi)不高于2%，25年內(nèi)不高于20%。工作溫度范圍為40℃～+85℃，初始功率（出廠前）不低于組件標(biāo)稱功率。同樣的地面可利用面積，可認(rèn)為選擇多晶硅或單晶硅組件安裝容量幾乎沒有差別。表 52 不同材料的光伏組件性能對比項目A公司B公司C公司組件種類單晶硅多晶硅薄膜薄膜峰值功率2552554646開路電壓6262短路電流工作電壓304141工作電流外形尺寸1650992461638982401245635712456357重量峰值功率溫度系數(shù)開路電壓溫度系數(shù)短路電流溫度系數(shù)10年功率衰降≤10≤10≤10≤1025年功率衰降≤20≤20≤20≤20組件效率晶體硅光伏組件由于制造技術(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)光伏發(fā)電站項目。通過對比不同材料光伏組件的各項性能指標(biāo)，％左右，％，且生產(chǎn)成本已經(jīng)接近非晶硅。在可以預(yù)見的未來10年，晶體硅材料仍將為主流光伏發(fā)電材料。圖 51 光伏組件分類表 51光伏組件性能參數(shù)比較種類組件類型商用效率實驗室效率使用壽命特點目前應(yīng)用范圍晶體硅組件單晶硅14~17%%25年效率高技術(shù)成熟集中發(fā)電系統(tǒng)獨立電源民用消費品市場多晶硅13~15%%25年效率較高技術(shù)成熟集中發(fā)電系統(tǒng)獨立電源民用消費品市場薄膜組件非晶硅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集中發(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)獨立電源注：商用效率資料來源公司產(chǎn)品手冊和各種分析報告；實驗室效率資料來源《SolarCell Efficiency Tables2009version34》由表 51 可知，晶體硅組件由于制造技術(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)光伏發(fā)電站項目。商用的光伏組件主要有以下幾種類型：單晶硅光伏組件、多晶硅光伏組件、非晶硅光伏組件、碲化鎘光伏組件、銅銦鎵硒光伏組件等。第五章 光伏系統(tǒng)總體方案設(shè)計及發(fā)電量計算光伏組件選擇的基本原則：在產(chǎn)品技術(shù)成熟度高、運行可靠的前提下，結(jié)合電站周圍的自然環(huán)境、施工條件、交通運輸?shù)臓顩r，選用行業(yè)內(nèi)的主導(dǎo)光伏組件類型。所以該工程具有顯著的社會效益、生態(tài)效益及環(huán)境效益?！肮夥r(nóng)業(yè)的開發(fā)，對于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、升級和“三農(nóng)”問題的解決也有重要作用。由于我國中東部地區(qū)是我國的主要糧食和農(nóng)副產(chǎn)品的供應(yīng)基地，“光伏農(nóng)業(yè)”在不改變農(nóng)用地性質(zhì)的同時，使大規(guī)模太陽能發(fā)電成為可能，轉(zhuǎn)變以往大規(guī)模太陽能發(fā)電的區(qū)域概念。因此，積極地開發(fā)利用本地區(qū)的太陽能等清潔可再生能源已勢在必行、大勢所趨， 以多元化能源開發(fā)的方式滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求是電力發(fā)展的長遠(yuǎn)目標(biāo)。山東省是農(nóng)業(yè)發(fā)達，工業(yè)體系完備，國民經(jīng)濟位于全國前列省份，人口密度在全國各省份較高，同時也是我國能源消費總量最多的省份之一，資源相對短缺，能源對外依存度較高，環(huán)境壓力很大。大量的煤炭開采、 運輸和燃燒，對我國的環(huán)境已經(jīng)造成了極大的破壞。項目采用 255W 多晶硅太陽能組件，共計鋪設(shè) 117647片，總占地面積約為851畝。 工程規(guī)模本工程建設(shè)于冠縣某某鎮(zhèn)，光伏方陣采用 32176。2009年，全市全社會用電量 。 電力系統(tǒng)