2015年11月太陽(yáng)能電池及光伏發(fā)電系統(tǒng)

2021/5/91前言目前世界能源的使用全靠石油、煤炭、天然氣和核裂變等初級(jí)能源或常規(guī)能源，這些資源的有限性和社會(huì)需求激增之間形成了強(qiáng)烈的矛盾，加上環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，使新能源的利用和開(kāi)采十分迫切。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)充分利用太陽(yáng)能這種清潔、無(wú)限的能源，市場(chǎng)發(fā)展成為可能。中國(guó)政府持續(xù)出臺(tái)支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，大力支持分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。截至2015年9月底，光伏發(fā)電裝機(jī)容量累計(jì)3795萬(wàn)kw.2015年1-9月新增裝機(jī)量990萬(wàn)kw，同比增長(zhǎng)161%，其中，光伏電站823萬(wàn)kw，分布式光伏158萬(wàn)kw。山東省2015年新增50萬(wàn)kw，其中分布式電站新增21萬(wàn)kw。2021/5/92太陽(yáng)能電池介紹太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介分布式電站簡(jiǎn)介及相關(guān)政策500kw分布式電站設(shè)計(jì)分布式電站效益分析2021/5/93太陽(yáng)能電池定義?太陽(yáng)能發(fā)電方式：

光—熱—電轉(zhuǎn)換方式光—電直接轉(zhuǎn)換方式?太陽(yáng)能電池定義：

太陽(yáng)能電池又稱為“太陽(yáng)能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。2021/5/94太陽(yáng)能電池發(fā)電原理?光生伏打效應(yīng)：

當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓,叫做光生電壓，這種現(xiàn)象就是光生伏打效應(yīng)。2021/5/95太陽(yáng)能電池發(fā)電原理?PN結(jié)短路，就會(huì)產(chǎn)生電流。2021/5/96太陽(yáng)能電池發(fā)電應(yīng)用接入負(fù)載，提供直流電源逆變器接入逆變器，提供交流電源2021/5/97太陽(yáng)能電池分類2021/5/98太陽(yáng)能電池比較目前，晶硅類和非晶薄膜類應(yīng)用較為廣泛，尤以多晶硅應(yīng)用最多。2021/5/992021/5/910太陽(yáng)能電池介紹太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介分布式電站簡(jiǎn)介及相關(guān)政策500kw分布式電站設(shè)計(jì)分布式電站效益分析2021/5/911太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)分類?獨(dú)立光伏發(fā)電：

也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組成，及離網(wǎng)型逆變器等。?并網(wǎng)光伏發(fā)電：

太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。?分布式光伏發(fā)電：分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場(chǎng)或靠近用電現(xiàn)場(chǎng)配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，或者同時(shí)滿足這兩個(gè)方面的要求。2021/5/912各類光伏發(fā)電系統(tǒng)特點(diǎn)?獨(dú)立光伏發(fā)電：

不受電網(wǎng)限制，應(yīng)用范圍廣，但投入和運(yùn)行成本較高；?并網(wǎng)光伏發(fā)電：

所發(fā)電量全部上網(wǎng)銷售，大型并網(wǎng)電站占用土地資源，現(xiàn)實(shí)行配額制，審批流程較復(fù)雜。?分布式光伏發(fā)電：就地發(fā)電，就地上網(wǎng)，就地消納，多以屋面分布式為主，電站容量及形式不受限制，是國(guó)家大力倡導(dǎo)的電站形式。2021/5/913太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹?離網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)：2021/5/914?

充電：

在光照條件下，太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)組件的串并聯(lián)形成太陽(yáng)能電池方陣，使得方陣電壓達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過(guò)充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，將由光能轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能貯存起來(lái)。?放電：

蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過(guò)逆變器的作用，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進(jìn)行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進(jìn)行控制，保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統(tǒng)還應(yīng)有限荷保護(hù)和防雷裝置，以保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的過(guò)負(fù)載運(yùn)行及免遭雷擊，維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的安全使用。

太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能→電能→光能。2021/5/915太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹?并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)：2021/5/916?并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由光伏電池方陣并網(wǎng)逆變器組成，不經(jīng)過(guò)蓄電池儲(chǔ)能，通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接將電能輸入公共電網(wǎng)。

?并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。2021/5/917太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹?分布式發(fā)電系統(tǒng)：2021/5/918?在用戶場(chǎng)地附近建設(shè)，運(yùn)行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用、多余電量上網(wǎng)，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。

?倡導(dǎo)就近發(fā)電，就近并網(wǎng)，就近轉(zhuǎn)換，就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量，同時(shí)還有效解決了電力在升壓及長(zhǎng)途運(yùn)輸中的損耗問(wèn)題。

?目前應(yīng)用最為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是建在城市建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項(xiàng)目。該類項(xiàng)目須接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)一起為附近的用戶供電。2021/5/919太陽(yáng)能電池介紹太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介分布式電站簡(jiǎn)介及相關(guān)政策500kw分布式電站設(shè)計(jì)分布式電站效益分析2021/5/920分布式電站定義?分布式電站定義：

分布式發(fā)電，是指位于用戶附近，裝機(jī)規(guī)模較小，電能主由用戶自用和就地利用的可再生能源資源綜合利用發(fā)電設(shè)施或有電力輸出的能量梯級(jí)利用多聯(lián)供系統(tǒng)，并網(wǎng)電壓等級(jí)在10千伏及以下。?特點(diǎn)：

A.就地發(fā)電，就地轉(zhuǎn)換B.就地消納，就地并網(wǎng)?消納方式：

A.全部自發(fā)自用B.全部上網(wǎng)

C.自發(fā)自用，余電上網(wǎng)2021/5/921分布式光伏電站分類按建設(shè)位置分類按電的消納方式分類分布式電站屋頂分布式電站地面分布式電站分布式電站自發(fā)自用余電上網(wǎng)全額自發(fā)自用全額上網(wǎng)2021/5/922分布式電站系統(tǒng)圖2021/5/923分布式光伏并網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T11127-1997光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)導(dǎo)則GB/T19939-2005光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求GB/T20046-2006光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特征GB/Z19964-2012光伏發(fā)電站接入點(diǎn)力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范Q/GDW617-2011

光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定Q/GDW618-2011

光伏電站接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)程Q/GDW分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)GB/T50796-2012光伏發(fā)電工程驗(yàn)收規(guī)范GB/T50797-2012光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范Q/GDW480-2010分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定2021/5/924實(shí)施分布式電站的意義符合國(guó)家政策：利用自己空閑的屋頂實(shí)施分布式電站，符合國(guó)家能源的長(zhǎng)期規(guī)劃，對(duì)我國(guó)的節(jié)能減排工作意義重大；手續(xù)簡(jiǎn)便：國(guó)家為了大力發(fā)展分布式電站，實(shí)行了備案制；投資第二產(chǎn)業(yè)：根據(jù)國(guó)家政策，如果電量自行無(wú)法消納，可變更為全額上網(wǎng)，將電賣給國(guó)家電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的第二產(chǎn)業(yè)；收益保障：光伏發(fā)電技術(shù)成熟、壽命長(zhǎng)，25年時(shí)間內(nèi)衰減20%；2015年建成并網(wǎng)的分布式電站國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼長(zhǎng)達(dá)20年收益率高：根據(jù)自用比例不同，電站年度收益15~20之間；2021/5/925相應(yīng)的政策支持?國(guó)家政策：?10kV及以下電壓，單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)小于6MW；?電網(wǎng)企業(yè)為分布式光伏項(xiàng)目業(yè)主提供接入系統(tǒng)方案；?分布式光伏項(xiàng)目免收系統(tǒng)備用容量費(fèi)；?380V接入的分布式光伏不用簽調(diào)度協(xié)議；?電網(wǎng)企業(yè)在并網(wǎng)申請(qǐng)受理、接入系統(tǒng)方案制定、合同和協(xié)議簽署、并網(wǎng)驗(yàn)收和并網(wǎng)調(diào)試全過(guò)程服務(wù)中，不收取任何費(fèi)用。2021/5/926?能源局政策：2015年3月16號(hào)國(guó)家能源局的【73號(hào)】文件規(guī)定：各地級(jí)市“對(duì)于屋頂分布式電站不受指標(biāo)限制的規(guī)定”為企業(yè)建設(shè)屋頂分布式電站提供了便利條件。?電價(jià)扶持政策：2013-2015年間，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，所發(fā)全部電量每千瓦時(shí)補(bǔ)貼0.42元，補(bǔ)貼年限20年。2021/5/927?

2013-2015年間，并網(wǎng)發(fā)電的光伏電站，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，所發(fā)全部電量在國(guó)家規(guī)定的每千瓦時(shí)0.42元補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，省級(jí)再給予每千瓦時(shí)0.05元的電價(jià)補(bǔ)貼。山東省支持政策2021/5/928分布式電站設(shè)計(jì)主要參數(shù)?地理位置：確定電池板在傾斜安裝時(shí)，前后排電池板的間距，避免相互遮擋，影響系統(tǒng)發(fā)電效率，甚至造成系統(tǒng)故障。?峰值日照時(shí)數(shù)：

確定一定安裝容量的光伏電站的每天及全年發(fā)電量。即每平方米輻照度為1kw時(shí)，1000wp的太陽(yáng)能電池板每照射一小時(shí)就可產(chǎn)生0.8kwh的電量（系統(tǒng)效率）。2021/5/929分布式電站發(fā)電效率?方陣效率：(1-電纜線損)*設(shè)備效率*逆變器效率*（1-灰塵影響）?影響因素：1、電站所在地點(diǎn)年太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度2、光伏電池組件角度（面南，角度基本與當(dāng)?shù)鼐暥认喈?dāng)，具體角度需要計(jì)算）3、光伏組件效率（主要由使用年限決定，時(shí)間越長(zhǎng)效率越低）4、電氣系統(tǒng)與控制系統(tǒng)效率（影響不大）?目前效率：80%左右（79.5%）2021/5/930分布式電站容量的確定?根據(jù)國(guó)家規(guī)定，分布式光伏電站的容量不能超過(guò)

上一級(jí)變壓站容量的25—30%。?安裝場(chǎng)地情況：

1、屋頂類型：平頂/斜頂；2、屋面結(jié)構(gòu)：水泥屋面/彩鋼瓦面/瓦面；3、遮擋情況；4、環(huán)境空氣狀況；5、安裝方式：平行屋面敷設(shè)/帶有傾角安裝。6、平屋面安裝1kw占地約15㎡，斜屋面約占9㎡。2021/5/931太陽(yáng)能電池介紹太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介分布式電站簡(jiǎn)介及相關(guān)政策500kw分布式電站設(shè)計(jì)分布式電站效益分析2021/5/932分布式電站設(shè)計(jì)案例?安裝地區(qū)：

煙臺(tái)?安裝容量：

500kwp?消納方式：

自發(fā)自用、余電上網(wǎng)?白天電價(jià)：

0.90元/kwh2021/5/933電站設(shè)計(jì)參數(shù)?地理位置：

北緯37°、東經(jīng)121°?峰值日照時(shí)數(shù)：

如采用傾角安裝（角度為當(dāng)?shù)鼐暥龋r(shí)需乘以1.08—1.15的系數(shù)2021/5/934?不同角度組件效率2021/5/935?山東省最佳安裝角度及發(fā)電量2021/5/936分布式電站的設(shè)計(jì)?項(xiàng)目組成：

項(xiàng)目500KWp光伏發(fā)電單元，選用255Wp多晶組件1961塊，每18塊組件構(gòu)成一串，通過(guò)7臺(tái)直流匯流箱后進(jìn)入500kw集中式逆變器。?其他設(shè)備：

其他設(shè)備包括但不限于匯流箱、直流配電柜、低壓配電柜、接地保護(hù)、測(cè)控、遠(yuǎn)動(dòng)裝置及交直流線纜等。?前后間距：

L=1.5H（H為前排電池組件高度）?安裝方式：

根據(jù)屋面確定。2021/5/937500kW分布式電站系統(tǒng)配置2021/5/938主要組成一：電池組件

目前，全球光伏產(chǎn)業(yè)中晶體硅太陽(yáng)電池的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)是最為成熟，本項(xiàng)目采用峰值功率255Wp轉(zhuǎn)換效率為15.89%的多晶硅太陽(yáng)電池組件。該組件具有如下特點(diǎn)：（1）組件通過(guò)了TUV和UL檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證，其在極端（溫度、載荷、撞擊）條件下仍具備良好性能；（2）權(quán)威第三方測(cè)試驗(yàn)證的良好弱光性能；（3）多晶硅組件25年內(nèi)組件實(shí)際輸出功率不低于標(biāo)稱功率的80%。2021/5/939

?多晶硅組件的主要性能參數(shù)2021/5/940電池接線盒?組成：由盒蓋、盒體、接線端子、二極管、連接線、連接器幾大部分組成；?作用：二極管分為：旁路二極管和防反沖二極管。二極管的主要功能是單向?qū)üδ堋?/p>

旁路二極管：防止組件的熱斑效應(yīng)。防反沖二極管：組件在沒(méi)有光照時(shí)防止蓄電池電流倒流。2021/5/941

并網(wǎng)光伏逆變器是光伏電站核心設(shè)備之一，其基本功能是將光伏組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。目前，先進(jìn)的光伏逆變器都配置有高性能濾波電路，使得并網(wǎng)光伏逆變器交流輸出的電能質(zhì)量很高，能夠滿足各項(xiàng)要求，不會(huì)對(duì)公共電網(wǎng)質(zhì)量造成污染。此外，它還有最大功率跟蹤控制、防孤島效應(yīng)等功能。

本光伏系統(tǒng)項(xiàng)目采用的是并網(wǎng)光伏逆變器，它可以將光伏組件陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電并輸送到用戶側(cè)電網(wǎng)中并網(wǎng)，優(yōu)先供給項(xiàng)目所在地的廠區(qū)負(fù)載使用，多余電量供給附近用戶使用。本項(xiàng)目擬采用額定功率為500kW的集中式逆變器1臺(tái)，其參數(shù)如下表所示。主要組成二：逆變器2021/5/942

?集中式逆變器主要性能參數(shù)2021/5/943主要組成三：匯流箱

將一定數(shù)量、規(guī)格相同的光伏電池串聯(lián)起來(lái)，組成一個(gè)個(gè)光伏陣列，然后再將若干個(gè)光伏陣列并聯(lián)接入設(shè)備。為提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，在光伏防雷匯流箱里配置了光伏專用直流防雷模塊、直流熔斷器和斷路器等，保證太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大功效。2021/5/944主要組成四：監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控光伏匯流箱，并網(wǎng)光伏逆變器和環(huán)境檢測(cè)儀。監(jiān)控原理圖為：2021/5/945主要組成四：數(shù)據(jù)采集

光伏數(shù)據(jù)采集器是將光伏電站中的光伏并網(wǎng)逆變器、匯流箱、氣象站和電表等設(shè)備的數(shù)據(jù)通過(guò)RS485、RS232和RS422等方式收集起來(lái)，并通過(guò)GPRS、以太網(wǎng)、WIFI、3G等方式傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)備。2021/5/946主要組成五：環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)儀是專門為監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)靥?yáng)能光伏電站而開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的多要素自動(dòng)氣象站。可測(cè)量風(fēng)向、風(fēng)速、環(huán)境溫度、太陽(yáng)輻射度、組件背板溫度等環(huán)境參數(shù)。具有性能穩(wěn)定，檢測(cè)精度高，無(wú)人值守等特點(diǎn)，可滿足太陽(yáng)能光伏電站監(jiān)測(cè)的業(yè)務(wù)要求。

硬件包括：風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射儀、溫度傳感器、控制盒和支架。采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)可通過(guò)RS485通信讀取。2021/5/947主要組成六：安裝支架

對(duì)于平屋面、斜瓦面屋頂及彩鋼瓦屋頂，采用不同形式高強(qiáng)度鋁合金支架將光伏組件固定，支架安裝效果如下圖所示：2021/5/948?屋面設(shè)備安裝載荷說(shuō)明40kg/㎡18kg/㎡2021/5/949太陽(yáng)能電池介紹太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介分布式電站簡(jiǎn)介及相關(guān)政策500kw分布式電站設(shè)計(jì)分布式電站效益分析2021/5/950分布式電站價(jià)格預(yù)算

報(bào)價(jià)說(shuō)明：1、以上報(bào)價(jià)為基本預(yù)算，詳細(xì)的預(yù)算需根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)與位置詳細(xì)測(cè)算2、折合單價(jià)為：7.8元/Wp2021/5/951分布式電站收益分析?自發(fā)自用

0.90元/度（工業(yè)電費(fèi)）+0.42元/度（國(guó)家補(bǔ)貼）+0.05元/度（省級(jí)補(bǔ)貼）=1.37元/度?余電上網(wǎng)

0.4396元/度（脫硫電價(jià)）+0.42元/度（國(guó)家補(bǔ)貼）+0.05元/度（省級(jí)補(bǔ)貼）=0.9096元/度2021/5/952分布式電站投資效益分析1.系統(tǒng)壽命25年；2.考慮電價(jià)上升趨勢(shì)，其實(shí)際回收年限更短；3.現(xiàn)行補(bǔ)貼政策持續(xù)補(bǔ)貼20年，系統(tǒng)效益明顯。2021/5/953電站基本參數(shù)2021/5/954?電站年發(fā)電量表：2021/5/955?電站年度收益表：2021/5/9562021/5/957?投資回收期及累計(jì)收益分析

根據(jù)電費(fèi)的收益測(cè)算4.3便可將電站投資回收，剩余的20年中電站將給你帶來(lái)1552萬(wàn)元的純收益。2021/5/958?減排社會(huì)效益分析表：2021/5/959分布式電站前期調(diào)研數(shù)據(jù)2021/5/9601、屋頂是否為自有產(chǎn)權(quán)；2、變壓器容量；3、白天平均電價(jià)；4、月平均電量；5、屋頂情況：水泥平頂/彩鋼屋面/瓦面6、屋頂可利用面積；7、場(chǎng)區(qū)周邊環(huán)境狀況2021/5/961業(yè)主單位最關(guān)心的幾個(gè)問(wèn)題2021/5/9621、政策保障：（1）國(guó)家相關(guān)政策；（2）并網(wǎng)后簽訂購(gòu)售電協(xié)議；2、收益保證：（1）光伏電站發(fā)展，技術(shù)成熟/運(yùn)行穩(wěn)定；（2）系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)；（