【正文】 光伏電站與投資 三 . 主要設(shè)備及其主要技術(shù)要求 █ 太陽電池組件 : ◆ 總?cè)萘? .適量試用其他組件 . █ 支承結(jié)構(gòu) : ◆ 足夠的強(qiáng)度 。效率＞ 93％ . █ 升壓變壓器 : █ 控制檢測及遠(yuǎn)程信息交換 : ◆ 采集并記錄運(yùn)行數(shù)據(jù) ， 如氣象資料 、 電性能參數(shù) 、 設(shè)備工作狀態(tài)等 。 ◆ 系統(tǒng)故障的自動保護(hù)功能 ,記錄并保存故障信息 ,發(fā)送報警信號 。 ◆ 直流側(cè)與交流側(cè)都需有接地保護(hù) 。 ◆ 距光伏方陣有一定的距離以免遮擋光電場的太陽輻射 . Click to edit Master title style 9 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 四 . 發(fā)電量預(yù)測 1. 氣象資料 表 2. 敦煌地區(qū)太陽輻射數(shù)據(jù)表 月 份 月 輻 射 總 量 ( M J / m2 ) 月 輻 射 總 量 ( k W h / m 2 ) 日 平 均 輻 射 量 ( k W h / m 2 ) 白 天 最 高 溫度(℃) 夜 間 最 低溫 度(℃) 1 3 3 4 . 0 8 9 2 .87 3 . 09 5 . 5 1 8 .0 2 3 9 0 . 5 1 1 0 8 . 5 6 3 . 88 1 4 .1 1 6 .0 3 5 8 2 . 7 9 1 6 2 . 0 2 5 . 23 2 4 .8 1 1 .8 4 5 9 5 . 0 1 1 6 5 . 4 1 5 . 51 2 7 .5 5 . 8 5 8 5 7 . 3 4 2 3 8 . 3 4 7 . 69 3 5 .5 5 . 6 6 8 5 6 . 8 8 2 3 8 . 2 1 7 . 94 3 6 .5 9 . 9 7 8 0 5 . 4 5 2 2 3 . 9 2 7 . 22 3 9 .7 1 3 .6 8 7 4 4 . 9 7 2 0 7 . 1 0 6 . 68 3 7 .9 1 0 .3 9 5 8 7 . 6 3 1 6 3 . 3 6 5 . 45 3 1 .6 3 . 2 1 0 4 8 1 . 1 1 1 3 3 . 7 5 4 . 31 2 5 .1 1 . 4 1 1 3 4 1 . 2 0 9 4 . 8 5 3 . 16 1 4 .3 8 . 3 1 2 2 9 5 . 6 0 8 2 . 1 8 2 . 65 17 2 6 .4 合 計 6 8 8 2 . 5 7 1 9 1 0 . 5 7 5 . 2 4 Click to edit Master title style 10 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 2. 傾斜面光伏陣列表面的太陽輻射量 : 從氣象站得到的資料 ,一般為水平面上的太陽輻射量 ,須換算成光伏陣列傾斜面的輻射量 ,才能進(jìn)行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計算 . 計算日輻射量的公式 : Rβ = S [sin(α β )/sinα ] + D 式中 。 S — 水平面上的太陽直接輻射量 β — 方陣傾角 α — 中午時分的太陽高度角 . 對于北半球地理緯度 =Φ的地區(qū) , α 與太陽赤緯角 δ 的關(guān)系如下 : α = 900 φ +δ 其中 , δ =*sin[360*(284+N)/365](度 ), N為一年中某日的日期序號 ， 如 1月 1日的 N=1,2月 1日的 N=32, 12月 31日的 N=365等 。 30 176。 36 176。 40 176。 44 176。 50 176。1 月 144 147 1532 月 3 月 196 4 月 17 5 月 239 6 月 7 月 21 8 月 2079 月 198 10 月 192 11 月 12 月 全年 2270 2270 2268 2263 2257 2239 2205表 3. 敦煌地區(qū)不同角度傾斜面的太陽輻射量表 (kWh/m2) (緯度 = 176。 時 ,全年所接收到的太陽輻射能最大 ,比水平面的數(shù)值高約 %. ++ 傾角在 36~42176。 ~ 50176。 55 176。 30 176。 15 176。 30 176。 50 176。 65 176。 安裝的傾斜面所接收到的太陽能大約高 3%. Click to edit Master title style 13 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 3. 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的效率分析 1).光伏陣列效率 η 1: ◆ 光伏陣列在 1000W/㎡ 太陽輻射強(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)換與傳輸過程中的損失包括 : ▂ 組件匹配損失 :對于精心設(shè)計 、 精心施工的系統(tǒng) ,約有 4%的損失 。 ▅ 偏離最大功率點(diǎn)損失 :如溫度的影響 、 最大功率點(diǎn)跟蹤 (MPPT)精度等 .取值 4%。 ,固定式安裝 : ◆ 年發(fā)電量約 1,392 萬千瓦小時 。 固定傾角時增加 3%. ● 有關(guān)資料表明 : ◆ 單軸跟蹤陣列比固定傾角安裝的年發(fā)電量增加約 20%, ◆ 雙軸跟蹤比固定傾角安裝年發(fā)電量增加 30%以上 . Click to edit Master title style 15 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 表 51. 敦煌 8MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量測算表 (單位 :萬 kWh) 說明 : 1. 此表根據(jù)敦煌地區(qū)的氣象資料 , 按系統(tǒng)效率 77%計算 . 2. 根據(jù)有關(guān)資料 ,單軸跟蹤比固定傾角增加約 20%,雙軸跟蹤比固定傾角增加 30%以上 . 月份 水平固定 固定傾角 40 176。傾角)40176。 本案例僅做初步的電氣設(shè)計及系統(tǒng)規(guī)模和主要技術(shù)參數(shù) . 1. 主要設(shè)備選項 1). 太陽電池組件 : 國產(chǎn) 160Wp多晶硅太陽電池組件 . 2). 并網(wǎng)逆變器 : 性能可靠 、 效率高 、 可進(jìn)行多機(jī)并聯(lián)的進(jìn)口產(chǎn)品 ， 額定容量為 200kW. 3). 交流升壓變壓器 : 國產(chǎn) ()KV/()KV電力變壓器 ,容量 1000KVA. 4). 避雷裝置 : 裝設(shè)避雷設(shè)施防直接雷擊 ,并需有良好的接地 . Click to edit Master title style 18 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 表 6. 太陽電池組件性能參數(shù)表 表 7. 并網(wǎng)逆變器性能參數(shù)表 額定容量： 200KW最大輸入功率 245KW P最大輸入電壓 880VMPPT 輸入電壓范圍 450V － 800V最大輸入電流 472A輸出交流電壓 3 相 415V 177。 1%波形失真率（ THD ） 3%功率因數(shù) 100 ％10% 阻性負(fù)載 ＞ 91 ％25% 阻性負(fù)載 ＞ 95 ％50% 阻性負(fù)載 ＞ 96 ％75% 阻性負(fù)載 ＞ 96 ％轉(zhuǎn)換效率100% 阻性負(fù)載 ＞ 96 ％外形尺寸（ mm ） 200 0 210 0 8 00重量 1 4 00kg峰值功率（ Wp ） 160短路電流（ Isc ） 開路電壓（ Voc ） 峰值電壓（ Vm ） 峰值電流（ Im ） 額定工作溫度（℃） 43 177。 ▲ 最大功率點(diǎn)電壓 = 。 ● 70路 并聯(lián) 組成 200kWp 發(fā)電單元 ▲ 單個發(fā)電單元的容量為： 70 18 160Wp=201,600Wp = kWp 2) 40個發(fā)電單元組成 8MWp并網(wǎng)系統(tǒng) ▲ 系統(tǒng)總?cè)萘?: P=40 = 8,064 kWp ▲ 需用 160Wp太陽能電池組件總數(shù)量 : M=40 70 18 ＝ 50,400（ 塊 ） Click to edit Master title style 20 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 3). 太陽能電池方陣支承結(jié)構(gòu)設(shè)計 ★ 安裝方式 設(shè)計 : 固定式 . 結(jié)構(gòu)簡單 ,安全可靠 ,安裝調(diào)試及管理維護(hù)都很方便 . ★ 固定式支架傾角 設(shè)計 : 根據(jù)年發(fā)電量計算結(jié)果 , 傾角定為 40176。 ★ 方陣支架方位角 的設(shè)計 : 一般情況下 ,太陽能電池方陣應(yīng)面向正南安裝 . ★ 太陽能電池陣列間距 的設(shè)計計算 : 光伏方陣陣列間距應(yīng)不小于 D. 計算公式： 計算得 : D = 6087mm. 取間距為 。 , 傾角 = 400) ? ?? ??? si o r c si nt a n ?? HD1587DH3200支架間距計算圖 Click to edit Master title style 21 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 4). 光電場太陽能電池陣列布置 ★ 組件排列 : 縱向兩排 , 2 18 = 36 塊組件 .平面尺寸 . 單支架方陣面組件排列 圖 ★ 200kWp 發(fā)電單元 : 由 70路串聯(lián)組件并聯(lián)組成 ,安裝在 35個支架上 . ★ 1MWp的分系統(tǒng) : 5個 200kWp 發(fā)電單元 ,占地面積 =( 320米 ). ★ 8MWp并網(wǎng)系統(tǒng) : 5 1MWp 子陣列組成 ,子陣列之間有通道 . 總占地面積 = (558米 552米 ) = 308,016 平方米 (790X18 = 14220)7902*18 = 36 塊組件N (1587X2=3174)1587Click to edit Master title style 22 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 200kWp 發(fā)電單元的光伏陣列布置圖 (左 ) 1MWp分系統(tǒng)的光伏陣列排布圖 (下 ) M9 M1個200kWp發(fā)電單元,共35個支架,70路串聯(lián)組件N320 M M M5個200kWp發(fā)電單元,共1000kWp1個200kWp發(fā)電單元共35個支架320 MN9 ML1L2L3L34L35Click to edit Master title style 23 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 8MWp 并網(wǎng)光伏系統(tǒng) 光電場平面布置全圖 說明 : 光電場占地總面積 : 558 552 = 308,016 ㎡ 房屋建筑總占地面積 : 3,000 ㎡ . 圖中 : 1 南大門 2 機(jī)房控制室及辦公室 3 升壓變電站 4 東大門 附件 圖8 8MWp 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)光電場平面布置全圖北558m35kV高壓電網(wǎng)32415m73m20m73m 73m 73m 73m 73m15m15m20m552 m335 m15m25m162 m1東原有公路215國道Click to edit Master title style 24 華北電力大學(xué) 能源工程及自動化教研室 光伏電站與投資 3. 避雷 、 防雷及接地保護(hù)的設(shè)計 1).場地防雷 ◆ 目的 : 使光電場及附屬設(shè)施免遭直接雷擊