【正文】 ，每年地表吸收的太陽能相當(dāng)于 萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量。我國 19782021 年平均的年總輻射量、年總直接輻射量、直射比年平均值和年總?cè)照諘r數(shù)的空間分布情況如圖 所示。 a） 占國土面積（％ ） 地區(qū) 最豐富 Ⅰ ≧ 6300 西藏大部分、新疆南部以及青海、甘肅 和內(nèi)蒙古的西部 很豐富 Ⅱ 5040～ 6300 新疆北部、東北地區(qū)及內(nèi)蒙古東部、華 北及江蘇北部（包括 某 地區(qū)）、黃土 高原、青海和甘肅東部、四川西部至橫 斷山區(qū)以及福建、廣東沿海一帶和海南島。 一般 Ⅳ ﹤ 3780 川黔區(qū) 圖 我國太陽能資源分布 從圖 中可以看出： 新疆東南邊緣、西藏大部、青海中西部、甘肅河西走廊西部、內(nèi)蒙古阿拉善高原及其以西地區(qū)構(gòu)成了太陽能資源“最豐富帶”，其中西藏南部和青海格爾木地區(qū)是兩個高值中心；新疆大部分地區(qū)、西藏東部、云南大部、青海東部、四川盆地以西、甘肅中東部、寧夏全部、陜西北部、山西北部、河北西北部、內(nèi)蒙古中東部至錫林浩特和赤峰一帶，是我國太陽能資源“很豐富帶”；中東部和東北的大部分地區(qū)都屬于太陽能資源的“較豐富帶”；只有以四川盆地為中心，四川省 東部、重慶全部、貴州大部、湖南西部等地區(qū)屬于太陽能資源的“一般帶”。 年總?cè)照諘r數(shù)的空間分布與年總輻射量基本一致，“最豐富帶”的年日照時數(shù)在 3000h左右，“很豐富帶”的年日照時數(shù)在 24003000h之間，“較豐富帶”的年日照時數(shù)在 12002400h 左右，“一般帶”的年日照時數(shù)在 1200h 以下。 某 省太陽能資源分析 某 省太陽能資源較為豐富，年總輻射在 44805800M」 /m2 之間，處于 II 類區(qū)（很豐富區(qū)）和 III 類區(qū)（豐富區(qū)），分布情況見表 所示。38176。、北緯 114176。122176。從下表可以看出， 某 省年太陽總輻射量分布呈現(xiàn)南少北多的趨勢，其中，低值出現(xiàn)在魯西南，在 4650M」 /m2 以下，高值出現(xiàn)在魯北和 某 三角洲，在 5550M」 /m2 以上。 表 某 省太陽能資源分布表 序號 區(qū)域 區(qū)域經(jīng)緯度 年總輻射量 MJ/㎡ 1 德州慶云與 某 無棣交界區(qū)域 北緯 176。東經(jīng) 176。 5600 2 某 中部 北緯 176。東經(jīng) 118176。 5600 3 濟南最北部與德州和 某之間 北緯 176。東經(jīng) 176。 5500 4 煙臺西北部沿海 北緯 176。 東經(jīng) 176。 5500 5 濟南中南部與泰安交界 處（泰山區(qū)域） 北緯 176。東經(jīng) 117176。 5500 6 某 北半部 北緯 176?！?176?！?176?！? 176。以上 5300 9 德州大部分 5300 10 煙臺其它區(qū)域 5300 11 某 中上部 北緯 176。以上 4900 22 某 、 某 南部與臨沂交界區(qū) 域 北緯 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 某 經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，地理中心坐標(biāo)為東經(jīng) 118176。 03^。 1239。 2839。濟南氣象站地理中心位置為東經(jīng) 117176。北緯 36176。觀測站海拔高度 。 2339。 0339。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(guān)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。 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 。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。 圖 某 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(nèi)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。 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)。本項目選取修正后的 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 某 氣象站多年實測氣象要素資料，結(jié)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。 C85176。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。 本工程場區(qū)的多年平均氣溫 176。 C。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(nèi)。另外，本工程太陽能電池組件運行環(huán)境溫度 年平均溫度適宜，在太陽能電池組件的串并聯(lián)組合設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?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。 (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(yīng)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(fēng)沙措施。應(yīng)根據(jù)光伏組件布置的區(qū)域面積及運行要求，合理設(shè)計防雷接地系統(tǒng)。經(jīng)計算，場址區(qū)域全年平均年太陽輻射量 。 第四章工程地質(zhì) 設(shè)計理念 按照建設(shè)節(jié)約型社會要求，本項目安裝在建筑屋頂，不需要做地質(zhì)勘測，但需要做好建筑頂部的防水處理。 結(jié)論及建議 從地址情況角度來說，在擬建場址建設(shè)太陽能光伏電站是可行的。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(yīng)綜合考慮目前已商業(yè)化的各種太陽電池組件的產(chǎn)業(yè)形勢、技術(shù)成熟度、運行可靠性、未來技術(shù)發(fā)展趨勢等， 并結(jié)合電站周圍的自然環(huán)境、施工條件、交通運輸?shù)臓顩r，經(jīng)技術(shù)經(jīng)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?，F(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。 現(xiàn)在，單晶硅電池的技術(shù)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(chǎn)工藝實現(xiàn)超薄單晶硅電池的工業(yè)化生產(chǎn)，并可能達到已在實驗室達到的效率。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)化效率相對較低。 (3)非晶硅薄膜電池： 非晶硅薄膜電池是采用化學(xué)沉積的非晶硅薄膜，其特點是材料厚 度在微米級。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。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)相對嚴重。 CIS薄膜電池具有以下特點：光電轉(zhuǎn)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。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(chǎn)會產(chǎn)生很大的制約。用這種半導(dǎo)體做成的太陽電池有很高的理論轉(zhuǎn)換效率。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(yīng)用前景最好的新型太陽電池，它已經(jīng)成為美、德、日、意等國研究開 發(fā)的主要對象。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。 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(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(biāo)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。 多晶硅太陽能電池組件的功率規(guī)格較多，從 5Wp 到 310Wp 國內(nèi)均有生產(chǎn)廠商生產(chǎn)，且產(chǎn)品應(yīng)用也較為廣泛。 采用較大功率組件可減少設(shè)備的安裝時間，減少了設(shè)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。所以本項目 6MW 太陽電池組件選用 某某 工程光電科技股份有限公司生產(chǎn)的型號為 某 255P 多晶硅光伏組件。 表 太陽電池組件主 要技術(shù)參數(shù) 序號 項目 內(nèi)容 1 型式 多晶硅光伏電池組件 2 型號 某 — 255P 3 尺寸結(jié)構(gòu) 1640X992X30MM 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時的開路壓） 7 峰值功率溫度系數(shù) %/C 8 短路電流溫度系數(shù) %/C 9 開路電壓溫度系數(shù) %/C 10 溫度范圍 40C — +85C 11 功率誤差范圍 +3% 12 表面最大承壓 5400 帕 13 承受冰雹 直徑 25MM,速度 23M/S 14 接線盒類型 密封防水 15 接線盒防護等級 IP67 16 接線盒連接線長度 正極 900MM，負極 900MM 17 組件效率 % 18 組件的填充因子 19 框架結(jié)構(gòu) 陽極氧化鋁合金 20 邊框和電池距離 最小處 太陽電池陣列的運行方式設(shè)計 太陽電池陣列的運行方式選擇 在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計中，光伏組件方陣的安裝形式對系統(tǒng)接收到的太陽能輻射量有很大的影響，從而影響系統(tǒng)的發(fā)電能力。自動跟蹤系統(tǒng)包括單軸跟蹤統(tǒng)和雙軸跟蹤系統(tǒng)。自動跟蹤系統(tǒng)增加了光伏方陣接受的太陽能輻射量，與固定支架相比，不同跟蹤系統(tǒng)對發(fā)電量的影響不同，主要受當(dāng)?shù)氐木暥?、氣象條件、跟蹤系統(tǒng)的類型、跟蹤系統(tǒng)的跟蹤精度等因素的影響。同時，跟蹤式運行方式占地面積大于固定式，本項目的場址面積有一定的局限。 太陽電池陣列最佳傾角的計算設(shè)計原則 (1)太陽電池方陣排列布置需要考慮地形、地貌的因素，要與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境有機地結(jié)合。 (2)盡量保證南北向每一列組件在同一條軸線上，使太陽電池組件布置整齊、規(guī)范、美觀，接受太陽能輻照的效果最好，土地利用更緊湊、節(jié)約。 (4)所有太陽電池方陣的方位角控制為 0 度。 (1)安裝角度的確定： 從福山氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面 的輻射量才能進行發(fā)電量的計算。光伏陣列的安裝方向為正南方向。方陣傾角確定后，要注意南北向前后方陣間要留出合理的間距，以免前后出現(xiàn)陰影遮擋，前后間距為：冬至日（一年當(dāng)中物體在太陽下陰影長度最長的一天）上午 9： 00 到下午 3： 00(此時間為太陽時間），光伏組件之間南北方向無陰影遮擋。 計算當(dāng)光伏方陣前后安裝時的最小間距 D，如下圖所示： 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。結(jié)合《國家電網(wǎng)公司太陽能光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的要求，在本工程中逆變器的選型主要考慮以下技術(shù)指標(biāo)： (1)單臺容量大 對于大中型并網(wǎng)太陽能光伏電站工程，一般選用大容量集中型并網(wǎng)逆變器。本工程系統(tǒng)容量為 6MW，從初期投資、工程運行及維護方面考慮，若選用單臺容量小的逆變器，則逆變器數(shù)量較多，初期投資相對較高，系統(tǒng)損耗大，并且后期的維護工作量也大；在大中型并網(wǎng)太陽能光伏電站工程中，應(yīng)盡量選用單臺容量大的并網(wǎng)逆變器，可在一定程度上降低投資，并提高系統(tǒng)可靠性；但單臺逆變器容量過大，則故障時對發(fā)電系統(tǒng)出力影響 較大。 (2)轉(zhuǎn)換效率高 逆變器轉(zhuǎn)換效率越高，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率越高，系統(tǒng)總發(fā)電量損失越小，系統(tǒng)經(jīng)濟性也越高。 本工程要求大容量逆變器在額定負載時效率不低于 96%，在逆變器額定負載 10%的情況下，也要保證 90%(大功率逆變器）以上的轉(zhuǎn)換效率。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率是隨日照強度不斷變化 的，因此選型過程中應(yīng)選擇歐洲效率高的逆變器。 (4)輸出電流諧波含量低，功率因數(shù)高 太陽能光伏電站接入電網(wǎng)后，并網(wǎng)點的諧波電壓及總諧波電流分量應(yīng)滿足 GB/T145491993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定，太陽能光伏電站諧波主要來源是逆變器，因此逆變器必須采取濾波措施使輸出電流能滿足并網(wǎng)要求。 (5)具有低電壓穿越能力 《國家電網(wǎng)公司太陽能光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中要求大型和中型太陽能光伏電站應(yīng)具備一定的耐受電壓異常的能力，避免在電網(wǎng)電壓異常時脫離，引起電網(wǎng)電源的損失。 b)太陽能光伏電站并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后 3s 內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的 90%時，太陽能光伏電站必須保持并網(wǎng)運行； c)太陽能光伏電站并網(wǎng)點電壓不低于額定電壓的 90%時，太陽 能光伏電站必須不間斷并網(wǎng)