1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）分布式光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估華南理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本人完全了解華南理工大學(xué)廣州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：按照有關(guān)要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；華南理工大學(xué)廣州學(xué)院圖書(shū)館有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與

2、閱覽服務(wù)；可以采用復(fù)印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏(yíng)利為目的的前提下，可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。日期:日期:電子郵箱:學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)教師簽名：作者聯(lián)系電話(huà):太陽(yáng)能光伏發(fā)電，是人類(lèi)目前所研發(fā)的眾多新型能源當(dāng)中最可靠、最具實(shí)力、最具有代表性的發(fā)電技術(shù)。通過(guò)光伏發(fā)電把光能直接轉(zhuǎn)換為電能，既能滿(mǎn)足居民的日常用電需求，又減少了傳統(tǒng)化石燃料的消耗，對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境意義重大?？梢詼p少溫室氣體排放，減少溫室效應(yīng)，保護(hù)環(huán)境，投資成本較低，擁有著良好的經(jīng)濟(jì)前景和開(kāi)闊的市場(chǎng)；太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，給人們提供越來(lái)越多的就業(yè)機(jī)會(huì)。本設(shè)計(jì)項(xiàng)目建設(shè)本于廣東省佛山市聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房，主要對(duì)其進(jìn)行屋頂分布式

3、光伏電站設(shè)計(jì)，依據(jù)最光伏建筑一體化的技術(shù)，將太陽(yáng)能發(fā)電站與建筑本體完美地結(jié)合在一起，核算其造價(jià)，以達(dá)到形成分布式光伏電站初步設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)，以形成對(duì)分布式光伏電站的電氣部分有深入了解以及熟悉電力工程造價(jià)方面的計(jì)算方法的目的。該屋頂分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電站可用面積達(dá)1.8萬(wàn)平方米，裝機(jī)容量為1.25MWp首年發(fā)電量為141萬(wàn)度電，減少炭粉塵306.25tCO排放量1125t、SO排放量為33.75t、NO排放量17.5t,此外還可節(jié)約大量的水資源，具有顯著社會(huì)效益。由此可見(jiàn)，光伏電站節(jié)能減排的力度和意義對(duì)于企業(yè)、國(guó)家乃至整個(gè)社會(huì)是非常重大的。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；分布式光伏電站；經(jīng)濟(jì)性評(píng)估Abstrac

4、tSolarphotovoltaicpowergeneration,iscurrentlydevelopinghumannewenergyamongthemanymostreliable,mostpowerful,themostrepresentativeofpowergenerationtechnology.Bythephotovoltaicsolarenergydirectlyintoelectricity,bothtomeetthedailyelectricityneedsofresidents,butalsoreducetheconsumptionoftraditionalfossil

5、fuels,toconserveresourcesandprotecttheenvironmentissignificant.Canreducegreenhousegasemissions,reducegreenhousegasemissions,protecttheenvironment,lowerinvestmentcosts,hasagoodeconomicprospectsandopenmarkets;thedevelopmentofsolarenergyindustry,toprovidepeoplewithmorejobopportunities.Thedesignofthepro

6、jectinFoshanCity,GuangdongProvince,thefederalindustrialplants,primarilyitsroofdesignofdistributedphotovoltaicpowerplants,accordingtothemostBIPVtechnologies,thesolarpowerplantandbuildingtheperfectcombinationofbody,itscostaccountinginordertoachievethegoalofdistributedPVpowerplantsformthepreliminarydes

7、igntoformtheelectricalpartofthedistributedphotovoltaicpowerplantshaveagoodunderstandingandfamiliaritywiththecalculationmethodofthepowerprojectcostpurposes.Theroofofdistributedsolarphotovoltaicpowerstationsavailableareaof18000squaremeters,installedcapacity1.25MWp,thefirstannualgenerationcapacityof1.4

8、1millionkWh,reducecarbondust306.25tCO2emissions1125t,SO2emissions33.75t,NO2emissions17.5t,butcanalsosavealotofwater,withsignificantsocialbenefits.Thus,theintensityandsignificanceofphotovoltaicpowerplantsforenergysavingenterprises,thestateandthewholecommunityisverysignificant.Keywords:Solarenergyreso

9、urces;Distributedphotovoltaicpowerplants;Economicassessment摘要IAbstractII第一章緒論11.1 課題研究背景與意義11.2 國(guó)外光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀和發(fā)展11.3 國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀和發(fā)展21.4 本章小結(jié)3第二章光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)42.1 光伏發(fā)電原理42.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成42.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)型52.4 本章小結(jié)6第三章工程概況73.1 項(xiàng)目概況73.1.1 項(xiàng)目地理位置73.1.2 太陽(yáng)能資源73.1.3 場(chǎng)址建設(shè)條件133.2 本章小結(jié)14第四章光伏電站方案設(shè)計(jì)154.1 光伏電站組件設(shè)計(jì)154.1.1 光伏組

10、件選型154.1.2 光伏電池支架的選取174.1.3 并網(wǎng)效率計(jì)算184.1.4 太陽(yáng)能光伏陣列安裝傾角的設(shè)計(jì)184.1.5 太陽(yáng)能光伏陣列的布置194.2 并網(wǎng)逆變器的選擇214.3 電氣一次設(shè)計(jì)244.3.1 接入系統(tǒng)方案244.3.2 光伏主接線(xiàn)圖254.4 電氣二次設(shè)計(jì)254.4.1 直流系統(tǒng)254.4.2 UPS不停電電源系統(tǒng)254.4.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)254.4.4 太陽(yáng)能發(fā)電環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)264.4.5 調(diào)度自動(dòng)化與通信系統(tǒng)264.4.6 接地274.5 本章小結(jié)27第五章經(jīng)濟(jì)性評(píng)估285.1 發(fā)電量估算285.2 工程造價(jià)估算295.3 財(cái)務(wù)分析305.4 項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)325.

11、4.1 靜態(tài)投資回收期325.4.2 內(nèi)部收益率325.4.3 結(jié)論分析335.4.4 效益分析335.5 本章小結(jié)33結(jié)論34參考文獻(xiàn)35致謝36第一章緒論1.1 課題研究背景與意義目前，隨著傳統(tǒng)的化石燃料逐漸減少，不可再生能源的儲(chǔ)量逐漸下降，化石燃料開(kāi)發(fā)所帶來(lái)的環(huán)境污染的問(wèn)題嚴(yán)重地約束著全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?，F(xiàn)在大部分的能源開(kāi)發(fā)使用是化石燃料，而這些化石資源的使用不僅使儲(chǔ)藏量減少，而且還帶來(lái)一些的溫室效應(yīng)、破壞大氣層、酸雨等環(huán)境污染問(wèn)題。在這種嚴(yán)峻的情況下，應(yīng)該提高可再生能源資源的最大轉(zhuǎn)換效率來(lái)應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的能源需求，開(kāi)發(fā)新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，解決日益增加的能源需求。相對(duì)于世界的其他國(guó)家來(lái)說(shuō)，

12、我國(guó)的化石能源更加短缺，不可再生能源的儲(chǔ)量也在逐漸下降，我國(guó)對(duì)可再生能源的需求有了更高的追求，希望通過(guò)開(kāi)發(fā)利用可再生能源和各種綠色新能源來(lái)代替常規(guī)燃料來(lái)滿(mǎn)足人們的迫切需求，來(lái)推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的發(fā)展?？稍偕茉吹闹饕?lèi)型包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能和生物質(zhì)能，所有這些能源都有巨大的潛力來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)的需求。在幾個(gè)全球可再生能源技術(shù)中，太陽(yáng)能光伏技術(shù)是第一個(gè)被開(kāi)發(fā)利用來(lái)滿(mǎn)足偏遠(yuǎn)地區(qū)的基本需求。在全球經(jīng)濟(jì)和政治條件下，那些國(guó)家更加依賴(lài)于他們自己的能源開(kāi)發(fā)和使用，越來(lái)越感興趣于可再生能源技術(shù)開(kāi)發(fā)。隨著單機(jī)容量不斷增加，光伏組件技術(shù)逐漸發(fā)達(dá)，光伏發(fā)電成本逐步下降，已成為公認(rèn)的未來(lái)替代能源之一，開(kāi)發(fā)大規(guī)模并網(wǎng)光伏

13、發(fā)電項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。在眾多新能源當(dāng)中，太陽(yáng)能作為一種綠色清潔能源之一，具有清潔、應(yīng)用地域廣、無(wú)污染、易取用、太陽(yáng)資源豐富的優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)光伏發(fā)電把光能直接轉(zhuǎn)換為電能，造價(jià)成本較低。光伏發(fā)電既可以滿(mǎn)足居民的日常用電需求，又減少了傳統(tǒng)化石燃料的消耗，可以從根本上解決霧霾和酸雨等環(huán)境問(wèn)題，對(duì)節(jié)約資源、減少污染、保護(hù)環(huán)境意義重大。1.2 國(guó)外光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀和發(fā)展太陽(yáng)能是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)，擁有著良好的經(jīng)濟(jì)前景帶動(dòng)著光伏市場(chǎng)的開(kāi)拓，促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)的提高，而且隨著太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，將會(huì)給全世界的人們提供越來(lái)越多的就業(yè)機(jī)會(huì)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界經(jīng)濟(jì)中的作用和影響力已經(jīng)越來(lái)越大，

14、光伏發(fā)電市場(chǎng)的發(fā)展具有相當(dāng)廣闊的前景，這已經(jīng)引起了世界各個(gè)國(guó)家的高度重視。日本利用其電子科技實(shí)力優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)品,其產(chǎn)量已經(jīng)相當(dāng)于全球產(chǎn)量的50犯上，德、日、英、荷、美等這些國(guó)家的光伏企業(yè)基本壟斷了全球的光伏發(fā)電產(chǎn)品市場(chǎng)，出口額占世界貿(mào)易額80%Z上山。有數(shù)據(jù)顯示，2013年，全球光伏新增裝機(jī)容量達(dá)到27.5GW左右，相對(duì)上一年的18.1GW相比，漲幅高達(dá)52%全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量超過(guò)67GW共中全球近28GM右的總裝機(jī)量中，歐洲的裝機(jī)容量接近20GWfc右，但增長(zhǎng)的速度相對(duì)放緩，其中近55%勺全球裝機(jī)增長(zhǎng)量被意大利和德國(guó)市場(chǎng)占領(lǐng)，分別為7.6GW和7.5GW2013年以中日印為代表

15、的亞太地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求同比增長(zhǎng)129%其裝機(jī)量分別為2.2GW1.1GW和350MW/。止匕外，在日趨成熟的北美市場(chǎng)，去年新增安裝量約2.1GW增幅高達(dá)84喏。如圖1-1所示：圖1-1全球光伏累計(jì)裝機(jī)增速維持在20%A上（單位：MW）與此同時(shí)，世界各國(guó)也出臺(tái)相應(yīng)的政策支持鼓勵(lì)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，德國(guó)政府從2009年就開(kāi)始鼓勵(lì)用戶(hù)自發(fā)自用，并對(duì)自用電量給與額外的補(bǔ)貼，補(bǔ)貼的程度隨著自用電量的比例增長(zhǎng)，自發(fā)電量越多，補(bǔ)貼就越多；而美國(guó)政府出臺(tái)了加速折舊、投資稅收返還、投資直接補(bǔ)助等優(yōu)惠政策，也為太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的投資者提供較好的融資環(huán)境，同時(shí)孵化了光伏租賃業(yè)務(wù)、PowerPurchaseAgr

16、eements等創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式1;日本政府主要是提供高額的上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼制度。由于近幾年國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的補(bǔ)貼政策相對(duì)較好，國(guó)外光伏光伏市場(chǎng)迅速開(kāi)闊，為了調(diào)節(jié)光伏發(fā)電的裝機(jī)容量，一些發(fā)達(dá)國(guó)家將降低光伏發(fā)電補(bǔ)貼，使光伏市場(chǎng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)光伏發(fā)電成本減少，光伏組件價(jià)格降低，光伏發(fā)電效率提高時(shí)，光伏發(fā)電規(guī)模將會(huì)繼續(xù)大幅度增加。1.3 國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀和發(fā)展我國(guó)的太陽(yáng)能資源十分豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)理論儲(chǔ)量高達(dá)每年1700億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國(guó)大多數(shù)地區(qū)的平均日輻射量可達(dá)每平方米4千瓦時(shí)以上，西藏地區(qū)輻射量每平方米高達(dá)7千瓦時(shí)以上2。光伏發(fā)電技術(shù)的開(kāi)發(fā)使用，既為我國(guó)多個(gè)省份的偏遠(yuǎn)地區(qū)共14萬(wàn)的無(wú)電用戶(hù)解決了用電問(wèn)題，有豐

17、富了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高了供電可靠性。在我國(guó)東、中部地區(qū)比較適合發(fā)展分布式光伏發(fā)電，電力易于就地消納，且網(wǎng)購(gòu)電價(jià)高，度電補(bǔ)貼需求少，能有效推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步、企業(yè)成本下降，還可逐步減少補(bǔ)貼。我國(guó)頒布的國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)（國(guó)發(fā)201324號(hào)）就明確提出：“大力開(kāi)拓分布式光伏發(fā)電市場(chǎng)，鼓勵(lì)各類(lèi)電力用戶(hù)按照自發(fā)自用，余量上網(wǎng)，電網(wǎng)調(diào)節(jié)的方式建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)”這些政策的出臺(tái)深刻表明了國(guó)家對(duì)分布式光伏電站發(fā)展的大力支持，并為這些光伏電站的發(fā)展提供了平臺(tái)。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技水平的提高，我國(guó)用電量迅速增加，尤其是工業(yè)用電負(fù)荷的比重在用電構(gòu)成中占很大份額。在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，工業(yè)用電量非常

18、大，需要支付數(shù)目龐大的電費(fèi)以維持日常運(yùn)轉(zhuǎn)。而這些工業(yè)廠(chǎng)房擁有廣闊的場(chǎng)地來(lái)安裝光伏組件，廣東省擁有各類(lèi)工（產(chǎn)）業(yè)園區(qū)將近200個(gè)，集中連片的屋頂資源豐富。據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，廣東省可進(jìn)行安裝的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的建、構(gòu)筑物屋頂面積達(dá)到8000萬(wàn)平方米，其中珠三角地區(qū)大約有6000萬(wàn)平方米、粵東地區(qū)約800萬(wàn)平方米、粵西地區(qū)約500萬(wàn)平方米、粵北地區(qū)約700萬(wàn)平方米的安裝面積，據(jù)估算全省可用來(lái)建設(shè)分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量約800萬(wàn)千瓦4。據(jù)估算，全省每年新增建筑的屋頂面積超過(guò)2800萬(wàn)平方米，若將其中10%勺屋頂面積用來(lái)安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，每年可在新增建筑屋頂面積建設(shè)光伏發(fā)電裝機(jī)容量約30萬(wàn)千瓦4。如果合

19、理利用工業(yè)廠(chǎng)房場(chǎng)地面積，充分利用這些屋頂空間資源，引入光伏等綠色能源對(duì)其進(jìn)行用電補(bǔ)充，對(duì)減少巨額電費(fèi)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。在今后的十幾年中，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)將會(huì)繼續(xù)快速發(fā)展，國(guó)家出臺(tái)相關(guān)扶持制度政策將會(huì)吸引更多投資者到這個(gè)行業(yè)中來(lái)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)具有龐大的發(fā)展?jié)摿Γ绻侠黹_(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，我國(guó)光伏裝機(jī)容量預(yù)計(jì)到2030年將會(huì)達(dá)到1億千瓦，年發(fā)電量將可達(dá)到1300億千瓦時(shí)，這相當(dāng)于減少30多個(gè)大型煤電廠(chǎng)的建設(shè)4。1.4 本章小結(jié)發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電是我國(guó)推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展政略實(shí)踐的必要趨勢(shì)，我國(guó)能源政策對(duì)光伏發(fā)電的鼓勵(lì)支持，足以說(shuō)明了太陽(yáng)能資源的開(kāi)發(fā)利用及應(yīng)用前景的廣闊性，而太陽(yáng)能光伏

20、發(fā)電對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境具有深刻的意義。第二章光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1 光伏發(fā)電原理光伏發(fā)電，其工作原理又可稱(chēng)為“光伏效應(yīng)”，光子照射在金屬面板上，金屬板中的某個(gè)電子將吸收它的全部能量，等電子吸收足夠的能量可以用來(lái)克服金屬內(nèi)部引力做功時(shí)，電子將從金屬表面脫離出來(lái)，成為光電子成為光電子，是一種通過(guò)利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電技術(shù)。其發(fā)電原理圖如圖2-1所示：圖2-1光伏發(fā)電原理圖2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，由光伏組件、組件支架、光伏逆變器、交流配電柜、防雷系統(tǒng)、并網(wǎng)開(kāi)壓變壓器、直流配電柜等組成網(wǎng)。根據(jù)屋頂?shù)淖匀粭l件，將光伏組件及支架進(jìn)行合理布置，構(gòu)成屋

21、頂光伏陣列，用于太陽(yáng)能的獲取和光電轉(zhuǎn)換。合理地串并聯(lián)光伏組件，光伏組件吸收太陽(yáng)能之后，產(chǎn)生的直流進(jìn)入防雷匯流箱匯集后，選擇適當(dāng)容量的逆變器接入直流配電柜。直流配電柜的出口按額定功率匹配接入并網(wǎng)逆變器，經(jīng)過(guò)逆變器將直流電流轉(zhuǎn)換為并入電網(wǎng)的交流電流。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖2-2所示：圖2-2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖第二章光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)按照是否接入公共電網(wǎng)，可分為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)兩種類(lèi)型：(1)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，主要是由太陽(yáng)能組件方陣和并網(wǎng)逆變器兩構(gòu)成。太陽(yáng)能組件吸收太陽(yáng)能并將光能轉(zhuǎn)化為直流電能，并網(wǎng)逆變器再將直流電能逆變轉(zhuǎn)換；成可以用來(lái)供給

22、負(fù)載使用或?qū)⒍嘤嗟碾娏總鬏數(shù)诫娋W(wǎng)的交流電能。當(dāng)白天有光照時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能光伏組件吸收太陽(yáng)能，然后太陽(yáng)能組件方陣將發(fā)出的直流電，通過(guò)并網(wǎng)逆變器逆變轉(zhuǎn)換成交流電，供給負(fù)載使用或?qū)⒍嘤嗟碾娏總鬏數(shù)焦搽娋W(wǎng)。當(dāng)光照不足或電網(wǎng)異常時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)停止運(yùn)行，并從電網(wǎng)中吸收電能供給負(fù)載使用。同時(shí)不斷檢測(cè)電網(wǎng)和光照條件，當(dāng)光照充足且電網(wǎng)正常時(shí)，系統(tǒng)再次并網(wǎng)運(yùn)行。如圖2-3所示：MihmEW加曲Tn奸圖2-3光伏并網(wǎng)發(fā)電原理圖(2)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，也稱(chēng)為“離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”。主要由太陽(yáng)能電池組件、直流箱、控制器、蓄電池組成口，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器，獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是孤立運(yùn)行的，不同一般的電力系

23、統(tǒng)相連，經(jīng)常建設(shè)于遠(yuǎn)離電網(wǎng)和電網(wǎng)供電不到的邊遠(yuǎn)地區(qū)，其主要功能是解決無(wú)電問(wèn)題。(3)分布式光伏發(fā)電，指利用分散式資源，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式，一般裝機(jī)規(guī)模較小、經(jīng)常布置在用戶(hù)附近的發(fā)電系統(tǒng)，所生產(chǎn)的電力主要用來(lái)自用，當(dāng)有剩余電量時(shí)上網(wǎng)，主要是建在城市建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項(xiàng)目，該類(lèi)項(xiàng)目必須接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)一起為附近的用戶(hù)供電9。又可分為地面分布式電站和屋頂分布式電站。(4)地面集中式光伏電站，一般裝機(jī)規(guī)模較大、經(jīng)常布置太陽(yáng)能資源豐富的邊遠(yuǎn)地區(qū),所生產(chǎn)的電力主要用來(lái)上網(wǎng)供電。表2-1分布式光伏電站和地面集中式電站優(yōu)缺點(diǎn)類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1.電站直接供給用戶(hù)側(cè)，有效較少對(duì)電網(wǎng)供

24、電依賴(lài)；1.如果形成微電網(wǎng)需要配套儲(chǔ)能設(shè)備，成本較局;分布式光伏電站2.充分利用建筑物表向，后效較少光伏電站的占地面積；2.大量分布式電站接入對(duì)于配電網(wǎng)提出較局要求，增加電力系統(tǒng)的復(fù)雜性。3.可以完成自發(fā)自用，形成分布式微網(wǎng)系統(tǒng)。1.便于集中管理，可復(fù)制性強(qiáng)；1.需要依賴(lài)長(zhǎng)距離輸電線(xiàn)路送點(diǎn)入網(wǎng)；地面光伏電站2.實(shí)行標(biāo)桿電價(jià)，能夠獲得較為穩(wěn)定的收益率；2.占用地面積大；3.運(yùn)行方式較為靈活，可以更方便地進(jìn)行無(wú)功控制和電壓控制。分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)相對(duì)于其他發(fā)電模式，在于其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、保證供電可靠性，可以解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的用電問(wèn)題等。分布式光伏發(fā)電的裝機(jī)容量相對(duì)較小，建設(shè)周期比較短，初始

25、投資和后期的運(yùn)維成本比較低，能夠?qū)崿F(xiàn)就近供電。2013年下半年,我國(guó)將不斷推出鼓勵(lì)政策支持分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。分布式光伏發(fā)電對(duì)于工業(yè)廠(chǎng)房來(lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)主要針對(duì)工業(yè)廠(chǎng)房，對(duì)其進(jìn)行屋頂分布式光伏電站設(shè)計(jì)。在現(xiàn)實(shí)生活中，工業(yè)用電量非常大，需要支付數(shù)目龐大的電費(fèi)以維持日常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果合理場(chǎng)地面積，充分利用屋頂空間資源，引入光伏等綠色能源進(jìn)行用電補(bǔ)充，對(duì)減少巨額電費(fèi)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。2.4 本章小結(jié)本項(xiàng)目建設(shè)于工業(yè)廠(chǎng)房，用電量大，太陽(yáng)輻射量白天時(shí)較高，光伏系統(tǒng)發(fā)電充足，負(fù)荷水平處于高峰狀態(tài)。夜晚光伏系統(tǒng)發(fā)電不足時(shí)，卻是工業(yè)用戶(hù)的負(fù)荷低峰.0綜上分析，并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)合適本項(xiàng)目工業(yè)廠(chǎng)

26、房的建設(shè)，免除了儲(chǔ)能裝置的配置，自發(fā)自用多余電量上網(wǎng)，發(fā)電不足由電網(wǎng)提供。第三章工程概況3.1 項(xiàng)目概況本次分布式光伏電站的設(shè)計(jì)是依據(jù)于一項(xiàng)實(shí)際工程項(xiàng)目，以下是該工程的具體情況：該項(xiàng)目位于佛山市南海區(qū)聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房，主要業(yè)務(wù)為家具生產(chǎn)，用電量非常大，需要支付數(shù)目龐大的電費(fèi)以維持日常運(yùn)轉(zhuǎn)，可利用面積達(dá)1.8萬(wàn)平方米，太陽(yáng)能資源豐富。3.1.1 項(xiàng)目地理位置聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房位于廣東省佛山市南海區(qū)，珠海三角洲腹地，處于北緯22°48'03至23°18'00，東經(jīng)11251'55"至11315'47"之間，屬于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，雨

27、熱同季，春濕多陰冷，更長(zhǎng)無(wú)酷熱，秋冬暖而晴旱。在氣象方面，日照輻射量為5000MJ/nf,日照小時(shí)數(shù)達(dá)16001800h,周?chē)鸁o(wú)高大建筑和遮擋物，最大陣風(fēng)9級(jí)23.4m/s。年平均氣溫為21.9度，一月最冷，平均氣溫為13.0度，極端最低氣溫多在3度以上，最低記錄為-1.9度。七月最熱，平均氣溫為28.5度，最高氣溫為29.2度。3.1.2 太陽(yáng)能資源(1)我國(guó)太陽(yáng)輻射年總量的地理分布我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)有2/3總面積以上的地區(qū)日照小時(shí)數(shù)大于2000h,全國(guó)各地太陽(yáng)年輻射總量為33408400MJ/m2,中值為5852MJ/m2,據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，中國(guó)陸地面積每年接收的太陽(yáng)能輻射總統(tǒng)計(jì)

28、量為3.3x1038.4x103MJ/m2,相當(dāng)于2.4x104億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的儲(chǔ)量1。根據(jù)氣象部門(mén)的調(diào)查測(cè)算：我國(guó)太陽(yáng)能年總輻射量最大值在青藏高原，高達(dá)10100MJ/m2,最小值在四川盆地，僅3300MJ/m2表3-1中國(guó)水平面太陽(yáng)輻射等級(jí)劃分表資源地帶全年輻射量一類(lèi)地區(qū)資源豐富帶67008370MJ/m2,相當(dāng)于230kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量二類(lèi)地區(qū)資源較富帶54006700MJ/m2相當(dāng)于230kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量表3-1中國(guó)水平面太陽(yáng)輻射等級(jí)劃分表（續(xù)）三類(lèi)地區(qū)資源一般帶42005400MJ/m2140180kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量四類(lèi)地區(qū)資源貧乏帶4200MJ/m2以下圖3-

29、1全國(guó)年平均的總輻射年總量空間分布（kWh/m2）StltcttdAxiinCounrtrl4S-DirtcfNormalSol.arRMInHcn-H1!掃D2,If1索比太黑胞捱伏網(wǎng)5SdlarBe圖3-2NREL提供的部分亞洲國(guó)家直接輻射空間分布（kWh/m2/day）廣東省具有豐富的太陽(yáng)能資源，廣東省太陽(yáng)能資源理論總儲(chǔ)量2.886GWh/年，年輻照時(shí)數(shù)2200小時(shí)左右，年輻射總量4200-5800兆焦耳/平方米，相當(dāng)于一年輻射在我省土地的能量達(dá)300億噸標(biāo)煤左右，從地域分布上看，我省的太陽(yáng)能資源呈南高北低的格局，南部屬于太陽(yáng)能資源三類(lèi)地區(qū)(全國(guó)按五類(lèi)分，下同)，以粵東、粵西沿海地區(qū)為主

30、，主要是汕尾、揭陽(yáng)、汕頭、潮州、湛江和陽(yáng)江，全年日照時(shí)數(shù)2200-3000小時(shí)，每平方米一年接受太陽(yáng)輻射5000-5800兆焦耳，相當(dāng)于170-200千克標(biāo)準(zhǔn)煤；我省其他地區(qū)屬太陽(yáng)能資源四類(lèi)地區(qū)，主要是珠三角地區(qū)和北部山區(qū)，全年日照時(shí)數(shù)為1400-2200小時(shí)，每平方米一年接受太陽(yáng)輻射4200-5000兆焦耳，相當(dāng)于140-170千克標(biāo)準(zhǔn)煤4。(2)佛山市地理特點(diǎn)佛山市位于中國(guó)廣東省中南部，地處珠江三角洲腹地，東經(jīng)113°06',北緯2302,東依廣州，南鄰港、澳，西通肇慶，南連連江、中山，北連清遠(yuǎn)，地理位置優(yōu)越。通過(guò)Google地圖，可以查知聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房位于佛山市南海區(qū)獅山

31、鎮(zhèn)，地處于北緯23.07'11.60'',東經(jīng)113.03'22.15,海拔26米，視角海拔高度85.82公里。圖3-3聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房地理位置圖圖3-4聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房經(jīng)緯度地理位置圖SunPathsDiagramExportFormatLegalTimePolarCocrdSolarpathsatAlgiers,(Lat23.1011)long.11lJoE,aft,26m)9011h114917560S5,8:Wlii5h16H20Bl4.22juneZ22may-23juljr3_20apr-23Bug#20mar-23sep521feb-23M民19jan-2

32、2rm7.22december17hTBh。-1-150-12)0-90'胤JH新曲SO12&150134Azimuthdeal圖3-5工程場(chǎng)址處太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)本工程場(chǎng)址處經(jīng)緯度及太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過(guò)Meteonorm6.1軟件計(jì)算得出太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3-5所示，橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)分別為方位角和太陽(yáng)高度角。太陽(yáng)輻射的強(qiáng)弱和太陽(yáng)高度角有直接關(guān)系，高度角越大，太陽(yáng)輻射越強(qiáng)。場(chǎng)址處緯度較低，太陽(yáng)高度角處于較大值的時(shí)間較多，初步判斷區(qū)域日照條件較好。通過(guò)PVsyst6.0.5軟件，輸入工程相應(yīng)經(jīng)緯度等地理相關(guān)信息，由美國(guó)航天航空氣象局提供數(shù)據(jù)，得出廠(chǎng)房場(chǎng)址氣象數(shù)據(jù)圖如圖3-6所示：圖3-6

33、廠(chǎng)房場(chǎng)址氣象數(shù)據(jù)圖(3)佛山市太陽(yáng)能資源佛山市年總輻射量自東南向西北遞減，一般變化在44005000MJ/nf。月總輻射量最大值出現(xiàn)在7月份，高達(dá)510550MJ/nf。30年平均輻射總量為1383.54kWh/m20(4)佛山市氣象特點(diǎn)佛山臨近海洋，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，以降雨量豐富、日照充足、夏季長(zhǎng)、霜期短為特征，全年平均氣溫為20-22攝氏度度。全年中，4月到6月為雨季，降雨量豐富，7至9月天氣炎熱，日照充沛，多臺(tái)風(fēng)，10月、11月、和3月氣溫適中，12至2月為陰涼的冬季。全市無(wú)霜期一般為347天，年平均降水量1490毫米左右，年日照時(shí)數(shù)1600至1800小時(shí)。佛山市近30年的主要?dú)庀髷?shù)據(jù)統(tǒng)

34、計(jì)如下圖所示：平均溫度VE）圖3-7佛山市30年氣溫平均值日照時(shí)間（小時(shí)）圖3-8佛山市30年平均日照時(shí)間3QO25020015010050llllllitllllllllll12345G789101112圖3-9佛山市30年平均降雨量平均降雨量夏米表3-2佛山氣候資源表南海區(qū)月份氣溫(C)降水量日照時(shí)數(shù)月平均距平最高/低氣溫總量(mm多年平均(mm距平百分比時(shí)數(shù)(小時(shí))多年平均(小時(shí))距平白分比2014.6291.435.8（高）151320.5-52.89%167.7155.57.85%2014.5260.334.8（高）383.125351.40%117.7132.1-10.90%201

35、4.422.90.517.2（低）168.5185.8-9.30%5081.2-38.40%2014.318.30.110.8（低）176.266.9163.40%37.869.4-45.50%2014.213.9-1.44.2（低）39.961.6-35.20%70.276.9-8.70%2014.115.41.67.2（低）031.9-100%19411963%2013.1214-1.96.8（低）121.626.5358.87%164.3159.43.07%2013.1120.60.410.4（低）43.438.113.90%114.4173.2-33.90%2013.125.10.51

36、7.1（低）0.165.2-99.80%171188.5-9.30%1013.927.60.434.2（高）114.4216.9-47.30%145.7173-27.30%2013.828.3-0.134.6（高）401.1281.642.40%145.1192-24.40%2013.727.7-0.835.3（高）478.7258.785%160.4214.1-25.10%2013.628.10.535.8（高）138.4320.5-56.80%178.4155.514.70%3.1.3場(chǎng)址建設(shè)條件(1)非常豐富的太陽(yáng)光照資源，可保證高發(fā)電量；(2)在屋頂建設(shè)光伏電站，減少用地面積；(3)主

37、干電網(wǎng)的線(xiàn)徑具備足夠的承載能力，可在不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力;(4)交通運(yùn)輸和生活條件便利，可保證施工順利進(jìn)行；3.2本章小結(jié)根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),場(chǎng)址最近三十年統(tǒng)計(jì)觀(guān)測(cè)的太陽(yáng)總輻射量數(shù)值為1383.54kWh/nf平方米年，此輻射量在中國(guó)屬于太陽(yáng)能資源可利用地區(qū)，這比較有利于光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)電。因此，佛山南海區(qū)聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房，當(dāng)?shù)負(fù)碛胸S富的太陽(yáng)能資源開(kāi)發(fā)價(jià)值，具太陽(yáng)能資源滿(mǎn)足分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)條件。第四章光伏電站方案設(shè)計(jì)聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房屋頂分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電站，采用分散并網(wǎng)方案，將太陽(yáng)能光伏組件布置在各樓房樓頂，各樓房作為一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)就近并入電網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)將整個(gè)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并

38、網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源以及業(yè)主的初步開(kāi)發(fā)規(guī)劃，本項(xiàng)目在廣東省佛山市南海區(qū)的聯(lián)邦工業(yè)廠(chǎng)房屋頂，充分利用當(dāng)?shù)刎S富的太陽(yáng)能資源建設(shè)分布式光伏發(fā)電站。項(xiàng)目可利用建筑屋頂面積約1.8萬(wàn)平方米，共安裝了5000塊255Wp的多晶硅電池組件，總共安裝1.25MWp光伏發(fā)電系統(tǒng)，項(xiàng)目采用高壓10kV并網(wǎng)，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的年均發(fā)電約130萬(wàn)kWh,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)境效益。4.1 光伏電站組件設(shè)計(jì)4.1.1 光伏組件選型常用的太陽(yáng)能電池組件分別有單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池、聚光太陽(yáng)能電池電池。1）晶體硅光伏組件晶體硅光伏組件是目前工程應(yīng)用最廣的組件類(lèi)型，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。單晶硅光伏組件制造工

39、藝成熟，大規(guī)模生產(chǎn)下和電池效率較高，可達(dá)15%以上，且穩(wěn)定性好。因效率較高，相同裝機(jī)容量下光伏方陣占地面積小，但組件成本高。多晶硅光伏組件轉(zhuǎn)化效率略低于單晶硅光伏組件，但大規(guī)模生產(chǎn)下組件效率也可達(dá)14%以上。與單晶硅光伏組件相比，多晶硅光伏組件雖然效率有所降低，但是節(jié)約能源、節(jié)能硅原料，工藝成本與轉(zhuǎn)化效率的平衡關(guān)系相對(duì)較優(yōu)。2）薄膜光伏組件薄膜光伏組件的優(yōu)勢(shì)主要有：弱光性好、材料省且工藝簡(jiǎn)單。非晶硅光伏組件是在不同襯底上附著非晶太硅晶粒制成的。硅材料消耗少且工藝簡(jiǎn)單，襯底廉價(jià)，薄膜化較易實(shí)現(xiàn)。組件產(chǎn)品具有弱光性好、受高溫影響小的特性。但非晶硅光伏組件轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)低于晶體硅光伏組件，且衰減較快。目

40、前技術(shù)相對(duì)成熟的薄膜光伏組件還有銅鈿錢(qián)硒光伏組件（CIGS）和硫化鎘光伏組件（CdTe等。薄膜光伏組件可在玻璃、不銹鋼或塑料襯底上制備，在建筑一體化及特殊場(chǎng)所有較好的適應(yīng)性。因價(jià)格及光伏建筑一體化優(yōu)勢(shì)，薄膜光伏組件在一些工程中有較廣的應(yīng)用。3）高倍聚光型光伏組件高倍聚光型光伏在太陽(yáng)直接輻射分量較高的地區(qū)才具有較好的適應(yīng)性。因?yàn)榇祟?lèi)組件需先由聚光鏡聚焦后再進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，需對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行全程跟蹤，且只能利用太陽(yáng)輻射中的直接輻射部分。高倍聚光型光伏組件的典型特性是轉(zhuǎn)換效率高、高溫性能好，代表產(chǎn)品為多結(jié)神化錢(qián)光伏組件，目前的組件效率可達(dá)28%。但聚光型光伏組件的主要缺點(diǎn)是需配置聚光裝置及高精度跟蹤裝置，

41、建設(shè)成本及運(yùn)行維護(hù)成本較高。這三種光伏電池組件的特性如表4-1所示。表4-1太陽(yáng)能電池組件特性特點(diǎn)單晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)能電池聚光太陽(yáng)能電池穩(wěn)定性高較局低轉(zhuǎn)換效率商業(yè)用電池片一般12316%商業(yè)用電池片一般13%18%商業(yè)用電池片,般大于26%;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2,使單晶硅成本價(jià)格居局小卜。需要配套技術(shù)復(fù)雜的機(jī)械跟蹤設(shè)備、光學(xué)儀器、冷卻設(shè)施等，j未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，總的生產(chǎn)j成本相對(duì)較局。=組件運(yùn)行維護(hù)組件故障率極低，自身免維護(hù)組件故障率極低，自身免維護(hù)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)。j技術(shù)成熟性目前常用的是鑄錠多晶

42、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。發(fā)展起步較晚，技術(shù)成熟性相對(duì)/、高。優(yōu)點(diǎn)最廣泛狄取的電池原料，最成熟制造簡(jiǎn)便，市場(chǎng)使用量最大性?xún)r(jià)比高缺點(diǎn)成本相對(duì)略高轉(zhuǎn)換效率較單晶硅略低1轉(zhuǎn)換效率較低、最減快根據(jù)性?xún)r(jià)比分析，本方案推薦采用制造工藝技術(shù)成熟，造價(jià)相對(duì)較低的峰值功率250W的多晶硅太陽(yáng)能光伏組件，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表：表4-2太陽(yáng)能電池組件性能參數(shù)表峰值功率(wp250W短路電流(Isc)8.92A開(kāi)路電壓(Voc)37.6V峰值電壓(Vmp)29.8V峰值電流(Imp)8.39A工作溫度范圍（C）-4085抗風(fēng)力或表面壓力2400Pa,130km/h

43、絕緣強(qiáng)度DC3500V,1min,漏電電流w50沖擊強(qiáng)度225g鋼球1m自由落體，表同尢損外形尺寸（mm）1650X990X40重量（kg）18.5標(biāo)稱(chēng)工作溫度下的電性能參數(shù)（NOCT）峰值功率PrrunW1097186.0182,4178,7175.1嶂值功率電壓V忤V27.627.427.227,026.8峰值功率電流1而建A6.B76.796.716.626.54開(kāi)路電壓%V34.834.834.734.634.6短路電流A7357.287,217.147,07NOCT：在朝黑度800W/m*,環(huán)境;品度20口匚，風(fēng)速1WA的條件下蛆1牛在開(kāi)路狀態(tài)下的工作;餐度。圖4-1太陽(yáng)能電池組件性

44、能參數(shù)4.1.2 光伏電池支架的選取為了使發(fā)電系統(tǒng)獲得最大的發(fā)電效率，一般選用安裝逐日跟蹤系統(tǒng)，使光伏方陣長(zhǎng)期處于太陽(yáng)光的直射下，但是對(duì)于一般小型分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，跟蹤式的成本相對(duì)很高，所以一般采用固定支架式安裝；與此同時(shí)，與固定式相比，盡管跟蹤式會(huì)增加約30%勺電能輸出，但是會(huì)增加0.6元/W左右的發(fā)電成本，同時(shí)會(huì)增加設(shè)備的維護(hù)工程量和維護(hù)難度。由于本項(xiàng)目屋頂安裝條件有限，且用戶(hù)也不便于進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，所以綜合分析，選擇使用固定支架。另外選擇支架時(shí)，還需考慮防腐、風(fēng)荷載、雪荷載和抗震的要求，以滿(mǎn)足25年使用壽命年限。4.1.3 并網(wǎng)效率計(jì)算并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率主要由光伏陣列的效率、逆

45、變器的效率兩部分組成。(1)光伏陣列效率“1:光伏陣列在1000W/W太陽(yáng)輻射強(qiáng)度下，實(shí)際的直流輸出功率與標(biāo)稱(chēng)功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換與傳輸過(guò)程中的損失包括：組件匹配損失、不可利用的太陽(yáng)輻射損失、溫度的影響、最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT精度等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，光伏陣列效率“1=88%(2)逆變器的轉(zhuǎn)換效率“2:逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比。對(duì)于高效并網(wǎng)逆變器可取“2=96%。系統(tǒng)的總效率等于上述各部分效率的乘積：刀二41Xn2=88%X96%=85%4.1.4 太陽(yáng)能光伏陣列安裝傾角的設(shè)計(jì)太陽(yáng)能光伏方陣的安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如地理位置，直接輻射與散射輻射比例，全年太陽(yáng)輻

46、射分布，負(fù)載供電要求和特定的場(chǎng)地條件等，光伏電池的安裝角度是整個(gè)系統(tǒng)獲得最佳發(fā)電量的最重要因素。電池方陣的角度分為方位角和傾斜角。(1)不同季節(jié)的太陽(yáng)產(chǎn)生峰值的方位是不同的，如夏季的午后，太陽(yáng)產(chǎn)生峰值照射的方位會(huì)偏西而不是正南。另外受屋頂方位角的影響，以及為躲避太陽(yáng)陰影等因素的影響，如果想將方位角設(shè)置到負(fù)荷的最大值與光伏電池出力峰值一致的角度13,可按照下式計(jì)算:U-(T-12)(1-116)(4-1)式中口光伏電7tk板方位角;T日負(fù)荷峰值時(shí)間；,經(jīng)度。由于方位角受多因素影響，如無(wú)特殊要求，通常可取0°。(2)傾斜角應(yīng)選取使光伏系統(tǒng)年總發(fā)電量最大的角度?？砂凑障率接?jì)算：Rp=SMs

47、in(u+P)/sina+D(4-2)式中R1光伏陣列面上的太陽(yáng)能總輻射量；S水平面上的太陽(yáng)能直接輻射量；D散射輻射量；:正午太陽(yáng)高度角;1光伏陣列傾角。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣的最佳安裝傾角可采用專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件來(lái)確定，它應(yīng)是系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時(shí)的傾角，根據(jù)氣象資料和PVsyst6.0.5軟件計(jì)算得出，選擇傾角為210c圖4-2光伏組件安裝傾角設(shè)計(jì)4.1.5太陽(yáng)能光伏陣列的布置(1)光伏電池組件陣列間距設(shè)計(jì)光伏電池組件陣列(4-2)最小間距值應(yīng)保證冬至日9點(diǎn)至15點(diǎn)期間，光伏陣列不出現(xiàn)遮擋,間距應(yīng)不小于D,可依據(jù)下式計(jì)算7:0.707tan0.4338D=Lcos-Lsin-0.707tan0.

48、4338式中L陣列傾斜面長(zhǎng)度；D兩排陣列之間距離；1.1 當(dāng)?shù)鼐暥?在北半球?yàn)檎?，南半球?yàn)樨?fù))；一：光伏陣列傾角。圖4-3光伏陣列間距示意圖根據(jù)上式計(jì)算和PVsyst6.0.5軟件計(jì)算，調(diào)整圖4-4光伏電池組件間距，使圖4-5的太陽(yáng)輻射路徑圖的曲線(xiàn)落在冬至日9點(diǎn)-下午3點(diǎn)的輻射點(diǎn)上，得到光伏電池組件前后排陣列問(wèn)距為4.62米。圖4-4光伏電池組件前后排陣列間距圖4-5太陽(yáng)輻射路徑圖點(diǎn)擊優(yōu)化按鈕，顯示優(yōu)化曲線(xiàn)圖如圖4-6所示，綠色曲線(xiàn)代表沒(méi)有陰影時(shí)在各個(gè)角度下傾斜面輻射能量和水平面輻射能量的比值，黑色曲線(xiàn)代表有陰影不考慮組件電學(xué)性能影響下的輻射比值，橙色曲線(xiàn)代表有陰影時(shí)考慮組件電學(xué)性能影響下當(dāng)一

49、片電池片被遮擋時(shí)和其串聯(lián)的電池片均被影響。oclExportFormatCharrgeParameterHelpShedtiltoptimisationAtFoshan,Arrayorientaiion-0deg3aheds.Coll,width312mtInactiveband-0.0m.Constantlimitangl«=35.6degPuretr«nspo»itcn(oneonlyplan«)-kradiationwithmutualshadingsfconstantItmitangle=3E.6degWithelectrical油音ding&a

50、mp;ffectforCel*12.5cmandi零tnng鳥(niǎo)inwknnIqlDOZIUOHg-tiudu甘包匕【量口p£sriB<E.100圖4-6優(yōu)化曲線(xiàn)圖(2)太陽(yáng)能光伏組件陣列單列排列面布置見(jiàn)下圖:0.99m0,1m圖4-7光伏面板排列示意圖1.2 弁網(wǎng)逆變器的選擇因?yàn)楸卷?xiàng)目設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)采取各建筑各自并網(wǎng)的方式，所以使用了特別適用于屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雨防腐戶(hù)外型壁掛式光伏并網(wǎng)逆變器。選用的光伏并網(wǎng)逆變器采用美國(guó)TI公司32位專(zhuān)用DSP(LF2808)空制芯片，主電路采用日本最先進(jìn)的智能功率IPM模塊組裝，運(yùn)用電流控制型PWMT源逆變技術(shù)，可靠性

51、高，保護(hù)功能齊全，并且具有電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)正弦波電流、無(wú)諧波污染供電等特點(diǎn)。該并網(wǎng)逆變器的主要技術(shù)性能特點(diǎn)如下：(1)采用美國(guó)TI公司32位DSP®片進(jìn)行控制；(2)采用日本三菱公司第五代智能功率模塊(IPM);(3)太陽(yáng)電池組件最大功率跟蹤技術(shù)(MPPT);(4)具有直流輸入手動(dòng)分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)；(5)有先進(jìn)的孤島效應(yīng)檢測(cè)方案；(6)有過(guò)載、短路、電網(wǎng)異常等故障保護(hù)及告警功能；(7)直流輸入電壓范圍(300V950V),整機(jī)效率高達(dá)98.2%;(8)人性化的LCD#晶界面，通過(guò)按鍵操作，液晶顯示屏(LCD)可清晰顯示實(shí)時(shí)各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)故障數(shù)據(jù)，歷史故障數(shù)據(jù)(大于50條)，總發(fā)電總發(fā)電量

52、數(shù)據(jù)，歷史發(fā)電量(按月、按年查詢(xún))數(shù)據(jù)。(9)逆變器支持按照群控模式運(yùn)行，并具有完善的監(jiān)控功能；(10)可提供包括RS485遠(yuǎn)程通訊接口。其中RS485®循Modbus通訊協(xié)議。設(shè)計(jì)共需30kW太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變器42臺(tái)，方案選用的逆變器主要技術(shù)參數(shù)列于下表：表4-230kW并網(wǎng)逆變器性能參數(shù)表項(xiàng)目性能參數(shù)備注最大功率跟蹤電壓范圍300950V最大功率跟蹤通道數(shù)2最大輸入功率32KW最大輸入電流(單路)33A最大功率跟蹤效率>0.99滿(mǎn)載時(shí)交流側(cè)連接方式三相四線(xiàn)交流側(cè)額定電壓230V可，作的電網(wǎng)電壓范圍179277V額定輸出功率30KW額定輸出時(shí)額定輸出電流44A額定頻率50Hz表

53、4-230kW并網(wǎng)逆變器性能參數(shù)表（續(xù)）可，作的電網(wǎng)頻率范圍4751.5Hz總電流諧波畸變率<3%額定輸出時(shí)功率因數(shù)>0.99（可調(diào)節(jié)范圍：0.9超前0.9滯后）額定輸出時(shí)夜間消耗功率<1W最局效率98.2%最局效率（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）97.8%防護(hù)等級(jí)IP65運(yùn)行溫度-25+60C散熱方式強(qiáng)制風(fēng)冷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速將根據(jù)輸出功率和環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)相對(duì)濕度095%（無(wú)冷凝）顯木方式液晶屏顯示通信方式RS485保修期3年尺寸（長(zhǎng)X寬X高）mm615X810X234重量（Kg）622、電路結(jié)構(gòu)需窗淺田挑A3亙虎開(kāi)關(guān)直流SPO通訊接口RS4S&人機(jī)交互界面-LC口面板圖4-5逆變器電路結(jié)構(gòu)圖

54、30kW并網(wǎng)逆變器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-5所示，并網(wǎng)逆變電源通過(guò)三電平逆變電路，將光伏陣列的直流電壓變換為高頻的三相斬波電壓，并通過(guò)濾波器濾波變成正弦波電壓后直接并入電網(wǎng)發(fā)電。1.3 電氣一次設(shè)計(jì)聯(lián)邦桿工業(yè)廠(chǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目，工程地址位于佛山市南海區(qū)獅山工業(yè)園，總裝機(jī)容量為1.25MWp,擬定并網(wǎng)形式為10kV中壓并網(wǎng)。1.3.1 接入系統(tǒng)方案根據(jù)分布式接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)接入系統(tǒng)分冊(cè)中XGF10-Z1-Z方案做相應(yīng)調(diào)整，本方案主要適用于自發(fā)自用/余量上網(wǎng)（接入用戶(hù)電網(wǎng)）模式下的光伏電站。本方案以380V/10kV電壓等級(jí)將分布式光伏接入用戶(hù)電網(wǎng)，380V接入點(diǎn)為用電配電箱低壓母線(xiàn)，10kV接入點(diǎn)為用戶(hù)10kV箱式變電站。本工業(yè)廠(chǎng)房光伏組件主要布置在倉(cāng)庫(kù)、廠(chǎng)房A、廠(chǎng)房B及廠(chǎng)房C屋頂。光伏組件平行于屋頂和車(chē)棚棚頂安裝布置。該太陽(yáng)能光伏發(fā)電方案選用5000塊250Wp晶硅標(biāo)準(zhǔn)組件，42臺(tái)30kW并網(wǎng)逆變器（放置于逆變箱房），2臺(tái)315kVA和1臺(tái)630kVA10/0.4kV升壓變壓器，2個(gè)低壓交流開(kāi)關(guān)柜，1個(gè)10kV并網(wǎng)柜，