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1、典型5kWp并网光伏电站技术方案深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司目 录第1章 项目概况1第2章 方案设计22.1 方案总体思路22.2 具体方案3第3章 初步工程设计153.1 土建设计153.2 电站防雷和接地设计173.3 电气设计17第4章 年发电量计算194.1光伏发电系统效率194.2衰减率预测194.3发电量估算19第5章 环境影响评价21II第1章 项目概况根据发改委出台的关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知（发改价格20131638号），对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元（含税，下同），通过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转
2、付；其中，分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。分布式光伏发电迎来了发展的机遇。出于项目经济性及技术可靠性方面的考虑，采用固定式太阳能电池方阵，暂不考虑采用跟踪系统。5kWp光伏电站共安装20块265Wp太阳能电池组件（由10块串联,2串并联），1台5kW并网逆变器和1套综合监控系统。光伏阵列直接接入1台5kW的逆变器连接，经逆变器转换后的220V交流，接入农户用电网（最终接入方案取决于电网公司审查意见）。太阳电池方阵接入逆变器，逆变器内含有防雷保护装置并接地，经过防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。按电力设备接地设计规程，围绕建筑物敷设闭合回路
3、的接地装置。电站内接地电阻小于10欧姆，不满足要求时添加降阻剂。光伏系统直流侧的正负电源均悬空，不接地。太阳电池方阵支架和设备外壳接地，与主接地网通过多股铜线、扁钢或圆钢可靠连接。第2章 方案设计2.1 方案总体思路2.1.1 设计依据中华人民共和国可再生能源法IEC 62093光伏系统中的系统平衡部件-设计鉴定IEC 60904-1光伏器件第一部分:光伏电流-电压特性的测量IEC 60904-2光伏器件第二部分:标准太阳电池的要求DB37/T 729-2007光伏电站技术条件SJ/T 11127-1997光伏（PV）发电系统过电保护导则CECS84-96太阳光伏电源系统安装工程设计规范CEC
4、S 85-96太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范GB2297-89太阳光伏能源系统术语GB4064-1984电气设备安全设计导则GB 3859.2-1993半导体逆变器 应用导则GB/T 14007-92陆地用太阳电池组件总规范GB/T 14549-1993电能质量 公用电网谐波GB/T 15543-1995电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T 18210-2000晶体硅光伏方阵 I-V 特性的现场测量GB/T 18479-2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求GB/T 19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T
5、 20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性GB/T 20514-2006光伏系统功率调节器效率测量程序2.1.2 设计说明本项目拟建设5kWp并网光伏电站，系统没有储能装置，太阳电池将日光转换成直流电，通过逆变器变换成220V交流电，直接并网。有阳光时，光伏系统将所发出的电馈入电网，没有阳光时不发电。当电网发生故障或变电站由于检修临时停电时，光伏电站也会自动停机不发电；当电网恢复后，光伏电站会检测到电网的恢复，而自动恢复并网发电。建设内容如下：5kWp并网光伏电站的总体设计。分布式光伏电站的开发与设计。5kW的单相光伏并网逆变器的引进、消化吸收。小型光伏电站监控。5kWp并网光伏电站的
6、施工建设和运行。小型并网光伏电站技术、环境评价。2.1.3 设计原则5kWp小型并网光伏电站，推荐采用分块发电、集中并网方案。由于太阳能电池组件和并网逆变器都是模块化的设备，可以象搭积木一样一块块搭起来，5kWp直接作为一个模块实施。太阳能电池阵列输入并网逆变器，然后接入电网。设计的基本原则：小型光伏电站设计简单，根据系统配置要求，10块光伏组件串联，一共2串接入1台5kW逆变器，然后与电网相连。图2-1 5kWp并网光伏电站框图2.1.4 进度安排5千瓦小型并网光伏电站的建设周期不超过1天。2.2 具体方案2.2.1 系统构成光伏并网发电系统由太阳电池组件、光伏并网逆变器、配电保护系统、电力
7、变压器和系统的通讯监控装置组成。5kWp并网光伏发电站主要组成如下：5kWp晶体硅太阳能电池组件及其支架建议采用265Wp晶体硅组件（市场主流产品）；光伏并网逆变器设计采用不带工频隔离变压器的5kW光伏并网逆变器；系统的通讯监控装置设计采用古瑞瓦特GPRS/WiFi监控模块。序号项目名称规格型号数量1总装机容量5.3kWp2太阳电池组件多晶265Wp20块3太阳电池组件支架镀锌C型钢1套4光伏并网逆变器5kW1台5交流配电箱-1套6防雷及接地装置-1套表2-1 5kWp并网光伏电站主要配置表2.2.2 太阳电池阵列设计1、太阳电池组件选型目前使用较多的两种太阳能电池板是单晶硅和多晶硅太阳电池组
8、件。（1）单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率约为16%18%，是转换效率最高的，但是制作成本高，还没有实现大规模的应用。（2）多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率约15%17%。制作成本比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总生产成本较低，因此得到大量发展。本方案设计采用265Wp多晶硅太阳电池组件，见图2-2。图2-2 太阳电池组件组件设计特点使用寿命长：抗老化EVA胶膜（乙烯-醋酸乙烯共聚物），高通光率低铁太阳能专用钢化玻璃，透光率和机械强度高；安装简便：标配多功能接线盒，三路二极管连接盒，抗风、防雷、防水和防腐；高品质保证：光学、机械
9、、电理等模块测试及后期调整完善，产品 ISO9001 认证；转换效率高：晶体硅太阳电池组件，单体光电转换效率16%；边框坚固：阳极化优质铝合金密封边框。组件电性能参数太阳能电池组件种类多晶硅指标单位数据峰值功率Wp265组件效率%16.2最大工作电压（Vmpp）V30.8最大工作电流(Impp)A8.61开路电压（Voc）V38.3短路电流IscA9.10开路电压系数/-0.32%短路电流系数/0.05%抗风力Pa2400最大保险丝额定电流A15最高系统电压V1000尺寸mm165099235表2-2 265Wp太阳电池组件技术参数注：标准测试条件（STC）下AM1.5、1000W/m2的辐照
10、度、25的电池温度。（1）Isc是短路电流：即将太阳能电池置于标准光源的照射下，在输出端短路时，流过太阳能电池两端的电流。测量短路电流的方法，是用内阻小于1的电流表接在太阳能电池的两端。（2）Im是峰值电流。（3）Voc是开路电压，即将太阳能电池置于100mW/cm2的光源照射下，在两端开路时，太阳能电池的输出电压值。可用高内阻的直流毫伏计测量电池的开路电压。（4）Vm是峰值电压。（5）Pm是峰值功率，太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的，将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功率，
11、用符号Pm表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流，分别用符号Vm和Im表示，即Pm=ImVm。太阳能电池板的工作电压和Voc均为输出电压，Voc指太阳能电池板无负载状态下的输出电压，工作电压指太阳能电池板连接负载后的最低输出电压，工作电流指太阳能电池板输出的额定电流。太阳能电池板的一个重要性能指标是峰值功率Wp，即最大输出功率，也称峰瓦，是指电池在正午阳光最强的时候所输出的功率，光强在1000瓦/平方米左右。I-V曲线图如图2-3 I-V曲线图所示。图2-3 I-V曲线图如何保证组件高效和长寿命保证组件高效和长寿命，主要取决于以下四点：高转换效率、高质量的电池片；高质量的
12、原材料，例如：高的交联度的EVA、高粘结强度的封装剂（中性硅酮树脂胶）、高透光率高强度的钢化玻璃等；合理的封装工艺；员工严谨的工作作风。由于太阳电池属于高科技产品，生产过程中一些细节问题，一些不起眼问题如应该戴手套而不戴、应该均匀的涂刷试剂而潦草完事等都是影响产品质量的大敌，所以除了制定合理的制作工艺外，员工的认真和严谨是非常重要的。2、光伏阵列表面倾斜度设计从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：RSsin(+)/sin+D式中：R倾斜光伏
13、阵列面上的太阳能总辐射量S 水平面上太阳直接辐射量D 散射辐射量中午时分的太阳高度角光伏阵列倾角根据当地气象局提供的太阳能辐射数据，按上述公式可以计算出不同倾斜面的太阳辐射量，确定太阳能光伏阵列安装倾角。通过计算确定本方案设计太阳能光伏阵列安装最佳倾角，全年接受到的太阳能辐射能量最大。考虑到跟踪系统虽然能提高系统效率，但需要维护，而且会增加故障率，因此本项目设计采用固定的光伏方阵。3、太阳电池组件连接方案5kW逆变器最大输入电压550V，MPPT范围70V550V。265Wp组件开路电压为38.3V。峰值工作电压30.8V。光伏组件工作温度和环境温度存在如下关系。t1=te+(NOCT-20)
14、800E其中，te是环境温度，E是测量时的太阳辐照强度，t1是光伏组件温度。由于太阳电池组件的实际工作温度常难以直接测定。因此采用上式公式来进行估算是有意义的。测定了环境温度及辐照度便可根据它的NOCT（额定工作温度）数据来估算实际工作温度。各种组件NOCT应当由专门机构来测定。某种组件的NOCT取决于它的封装情况，以下一组典型的NOCT数据可作为参考标准。组件封装状况 NOCT（） 用玻璃做基板无气隙封装 41用玻璃做基板的有气隙封装 60采用带有散热片的铝质基板 40采用不带散热的铝质基板 43采用塑料基板 47多晶硅太阳能电池采用塑料基板封装，NOCT为47，根据当地气象资料。使用上述公式，以及太阳能电池组件电压和温度的关系，匹配相应并网逆变器，计算出方阵组串方式如下表。串联数量/块10组件峰值功率/w265组件开路电压/V38.3组件短路电流/A9.10MPP电压/V30.8MPP电流/A8.61开路电压系数/-0.32%短路电流系数/0.05%组件长/mm
