太陽能光伏電站知識

1、 太陽能光伏電站知識太陽能光伏電站知識西安佳陽新特能源有限公司2014年2月羅雙虎目 錄一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景二、光伏電站組成二、光伏電站組成三、光伏電站應(yīng)用案例三、光伏電站應(yīng)用案例四、光伏電站常用術(shù)語四、光伏電站常用術(shù)語五、光伏電站分析五、光伏電站分析 1、能源和電力供給的可持續(xù)發(fā)展、能源和電力供給的可持續(xù)發(fā)展2、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展 面臨的問題面臨的問題1、從、從2007年始成為溫室氣體排放世界第一大國；年始成為溫室氣體排放世界第一大國；2、世界最大的電力裝機(jī)和電力消費(fèi)國；、世界最大的電力裝機(jī)和電力消費(fèi)國；3、世界最大的煤炭進(jìn)口國；、世界最大的煤炭進(jìn)口國

2、；4、世界第二大石油進(jìn)口國；、世界第二大石油進(jìn)口國；5、中國常規(guī)能源儲采比不到世界平均值的、中國常規(guī)能源儲采比不到世界平均值的50%；6、面臨嚴(yán)重的能源短缺和、面臨嚴(yán)重的能源短缺和環(huán)境污染環(huán)境污染?；剂蠋砘剂蠋韲?yán)重污染嚴(yán)重污染北京的北京的霧霾霧霾一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景我國能源儲量與世界比較一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景太陽能：能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇之一種類我國資源可開發(fā)量折合標(biāo)準(zhǔn)煤（億噸）太陽能17000億kW17000風(fēng)能10億kW8水能經(jīng)濟(jì)可開發(fā)4.0億kW技術(shù)可開發(fā)5.4億kW4.86.4生物質(zhì)

3、能生物質(zhì)發(fā)電3億噸秸稈 + 3億噸林業(yè)廢棄物1.5 + 2.0 = 3.5液體燃料5000萬噸0.5沼氣800億m30.6總計(jì)4.6地?zé)崮?3億kW33（但適于發(fā)電的少）中國水平面太陽輻射分布圖一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景我國陸地表面每年接受太陽輻射能相當(dāng)于約49000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，全國三分之二的國土面積年日照在2200小時(shí)以上，年太陽輻射量超過5000兆焦耳每平方米（相當(dāng)于170千克標(biāo)準(zhǔn)煤每平方米），豐富的太陽能資源，是中華民族賴以生存、永續(xù)繁衍的最寶貴的資源。中國水平面太陽輻射分布圖一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景 我國國土面積幅員遼闊，太陽能資源豐富；全國太陽能

4、資源分布區(qū)域 大體可以劃分為四大區(qū)域，分別為：最豐富帶 ，很豐富帶，較豐富帶，一般；我們佳陽公司所在地區(qū)西安市處于較豐富帶，太陽能資源利用前景廣闊。一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景太陽能發(fā)電優(yōu)點(diǎn)：1.重量輕：即使建筑設(shè)計(jì)之初未考慮太陽能組件荷載也不影響結(jié)構(gòu)安全；2.壽命長：20-50年；3.零排放：無燃料消耗，無噪聲，無污染；4.發(fā)電不用水：可以在荒漠地區(qū)建設(shè)；5.運(yùn)行可靠：無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，使用安全，免維護(hù)，無人值守；6.太陽能資源永不枯竭（至少50億年）；7.生產(chǎn)資料豐富：硅材料儲量豐富，為地殼上除氧之外的豐度排列第二，達(dá)到26%之多； 8.不單獨(dú)占地：可以安裝到建筑上（BIPV

5、、BAPV），荒漠閑置廢棄的土地；9.規(guī)模大小皆宜：10W-1GW，可以“搭積木”式建設(shè)和安裝；10.安裝容易：建設(shè)周期短，安裝成本低；11.規(guī)律性強(qiáng)，可預(yù)測：調(diào)峰效果明顯，調(diào)度比風(fēng)力發(fā)電容易。太陽能發(fā)電特點(diǎn)： 電能不穩(wěn)定：功率波動(dòng)性、只能白天發(fā)電。發(fā)電曲線與負(fù)荷曲線嚙合好，有效緩解波峰用電壓力，節(jié)約波峰電費(fèi)。下圖為每日辦公樓耗電曲線和太陽能光伏發(fā)電曲線的對比：一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景光伏應(yīng)用介紹一、光伏電站的應(yīng)用前景一、光伏電站的應(yīng)用前景地面太陽能光伏電站二、光伏電站組成二、光伏電站組成 屋頂太陽能光伏電站二、光伏電站組成二、光伏電站組成 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)二、光伏電站組成二、

6、光伏電站組成 光伏電池利用光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)變成直流電能，經(jīng)逆變器逆變后，根據(jù)光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定、光伏電站容量確定光伏電站接入電網(wǎng)的電壓等級，由變壓器升壓后，接入公共電網(wǎng)。 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)二、光伏電站組成二、光伏電站組成 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)二、光伏電站組成二、光伏電站組成 光伏陣列 單軸跟蹤系統(tǒng)單軸跟蹤系統(tǒng)雙軸跟蹤系統(tǒng)雙軸跟蹤系統(tǒng)固定式固定式固定式固定式二、光伏電站組成二、光伏電站組成 常見光伏組件 單晶硅組件多晶硅組件非晶硅組件二、光伏電站組成二、光伏電站組成 太陽電池組件技術(shù)參數(shù)（STC標(biāo)準(zhǔn)）太陽電池種類多晶硅指標(biāo)單位數(shù) 據(jù)峰值功率Wp250功率偏差w3%組件效率%15.4開路電壓（Voc）

7、 V37.6短路電流（Isc） A8.70工作電壓（Vmppt） V30.2工作電流（Imppt） A8.28系統(tǒng)最大耐壓Vdc1000尺寸mm164099240重量kg19.4運(yùn)行溫度范圍攝氏度-40+85%TBEA3250TSZ多晶硅組件性能參數(shù)表二、光伏電站組成二、光伏電站組成 光伏認(rèn)證光伏認(rèn)證組件類型組件類型CGC 認(rèn)證證書TBEA3xxxTSZTUV認(rèn)證證書TBEA4xxxTS/TBEA4xxxMSTBEA3xxxTS/TBEA3xxxTSZUL 認(rèn)證證書 TBEA 4xxxTS/TBEA3xxxTS金太陽認(rèn)證證書TBEA3xxxTSZ防火認(rèn)證證書多晶/單晶組件認(rèn)證證書優(yōu)點(diǎn)： 1、高

8、透光率鋼化玻璃 2、可靠的電氣結(jié)構(gòu) 3、可靠的組件封裝方式 4、可靠的功率輸出質(zhì)保： 10年材料及制作工藝質(zhì)保 12年內(nèi)，保證產(chǎn)品輸出功率達(dá)到92% 25年內(nèi)，保證產(chǎn)品的輸出功率達(dá)到85%二、光伏電站組成二、光伏電站組成 逆變裝置的核心是逆變開關(guān)電路，簡稱為逆變電路。該電路通過電力電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，來完成逆變的功能，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，滿足電能質(zhì)量要求。光伏并網(wǎng)逆變器二、光伏電站組成二、光伏電站組成 光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目500KTL類型(是否帶隔離變)否直流側(cè)參數(shù)最大輸入電壓1000V最大功率電壓跟蹤范圍450-820V最大輸入電流1100A交流側(cè)參數(shù)額定輸出功率500KW額定電網(wǎng)電壓31

9、5 Vac允許電網(wǎng)電壓270-350 Vac允許電網(wǎng)頻率48-52Hz總電流波形畸變率（額定電流）3%功率因數(shù)0.9（超前）-0.9（滯后）系統(tǒng)參數(shù)最大效率98.7%歐洲效率98.4%防護(hù)等級IP20顯示觸摸屏機(jī)械參數(shù)外形尺寸（寬/高/深）2450/2150/850mm重量（kg）2100本系列產(chǎn)品為立柜式隔離型逆變器，主要應(yīng)用于商用、工業(yè)屋頂光伏系統(tǒng)及中小型商業(yè)電站建設(shè)，損耗更小，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)98.7%的轉(zhuǎn)換效率，屬于國家863重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目；產(chǎn)品具備配低電壓穿越能力，能最大限度滿足電站并網(wǎng)的各項(xiàng)要求，并應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)的交流電網(wǎng)之中，為用戶提供可靠、安全的小型電站解決方案。二、光伏電站組成二

10、、光伏電站組成 MPPTMPPT：最大功率跟蹤，大功率逆變器的控制部分,實(shí)現(xiàn)跟蹤電池板最大功率功能，使逆變器始終工作在太陽能電池板陣列的最大輸出功率段，以充分發(fā)揮電池組件光電轉(zhuǎn)換潛力。常見的mppt跟蹤方法有以下幾種： 擾動(dòng)觀察法：擾動(dòng)光伏電池的輸出電壓（或電流），然后觀測光伏電池的輸出功率的變化，根據(jù)功率變化的趨勢連續(xù)改變擾動(dòng)電壓（或電流）方向，使光伏電池最終工作在最大功率點(diǎn)。 電導(dǎo)增量法：通過比較太陽能電池陣列的瞬時(shí)電導(dǎo)與電導(dǎo)的變化量,根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制來完成最大功率點(diǎn)跟蹤的功能。 定電壓跟蹤法：將光伏電池輸出電壓控制在其最大功率點(diǎn)附近的某一定電壓處，光伏電池將獲得近似的最大功率輸

11、出，這種控制就是定電壓跟蹤法，其實(shí)際上是一種開環(huán)的MPPT算法。光伏并網(wǎng)逆變器MPPT技術(shù)二、光伏電站組成二、光伏電站組成 監(jiān)控及通訊裝置 發(fā)電設(shè)備運(yùn)行控制、電站故障保護(hù)和數(shù)據(jù)采集維護(hù)等功能，并與電網(wǎng)調(diào)度協(xié)調(diào)配合，提高電站自動(dòng)化水平和安全可靠性，有利于減小光伏對電網(wǎng)影響。 二、光伏電站組成二、光伏電站組成 光伏并網(wǎng)發(fā)電的主界面光伏并網(wǎng)發(fā)電的主界面并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行界面并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行界面光伏并網(wǎng)發(fā)電節(jié)能減排值光伏并網(wǎng)發(fā)電節(jié)能減排值二、光伏電站組成二、光伏電站組成 并網(wǎng)逆變器常見通訊監(jiān)控系統(tǒng)界面電網(wǎng)接入系統(tǒng)低壓配電網(wǎng)：0.4KV 電能低壓饋入電網(wǎng)中壓電網(wǎng)：10KV、35KV 通過升壓裝置將電能饋入

12、電網(wǎng)高壓電網(wǎng)：110KV 通過升壓裝置將電能饋入電網(wǎng)，遠(yuǎn)距離傳輸電網(wǎng)接入系統(tǒng)二、光伏電站組成二、光伏電站組成 三、光伏電站應(yīng)用案例三、光伏電站應(yīng)用案例寧夏太陽山30MW地面光伏電站 佳陽1.2MW屋頂光伏電站三、光伏電站應(yīng)用案例三、光伏電站應(yīng)用案例 西科0.4MW屋頂光伏電站三、光伏電站應(yīng)用案例三、光伏電站應(yīng)用案例低電壓穿越四、光伏電站常用術(shù)語四、光伏電站常用術(shù)語在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)異常跌落時(shí)，常常需要光伏電站此時(shí)不能立即脫網(wǎng)，而是需要繼續(xù)工作，起到支撐電網(wǎng)的作用。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在圖中電壓輪廓線及以上區(qū)域內(nèi)時(shí)，光伏電站需要保持并網(wǎng)運(yùn)行。輪廓線以下，允許光伏電站脫網(wǎng)工作。T1=0.625sT1=0.62

13、5sT2=2sT2=2s孤島效應(yīng)四、光伏電站常用術(shù)語四、光伏電站常用術(shù)語 孤島效應(yīng)定義：指當(dāng)電網(wǎng)的部分線路因故障或維修而停電時(shí)，停電線路由所連的并網(wǎng)發(fā)電裝置繼續(xù)供電，并連同周圍負(fù)載構(gòu)成一個(gè)自給供電的孤島的現(xiàn)象。 光伏電站應(yīng)具備孤島保護(hù)功能，如果沒有會(huì)造成哪些后果？檢修人員誤認(rèn)為市電已停，若進(jìn)行檢修將危及人身安全。沒有市電參考，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電壓、頻率、相位將發(fā)生漂移。市電恢復(fù)后，有可能相位、電壓、頻率不同。致使設(shè)備發(fā)生損壞，或是電網(wǎng)安全遭到威脅。組件:1MWp（250Wp4000塊=1000KWp）；匯流箱:14臺（4000塊20塊/串=200串= 16路12臺+8路2臺）；逆變器：2臺（5

14、00KW2臺=1000KW）；升壓變壓器：1臺（1000或1250KVA）；其他：直流配電柜；支架、監(jiān)控系統(tǒng)(可選)。1MW并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備五、光伏電站分析五、光伏電站分析西安地區(qū)1MW發(fā)電量與效益分析 西安地區(qū)1MWp電站建成后，平均每年可發(fā)電122.3萬度電，一度電按1元人民幣計(jì)算的話，全年可節(jié)約電費(fèi)122.3萬元人民幣。另外,根據(jù)分布式能源的政策,每度電補(bǔ)貼0.42元，則每年補(bǔ)貼收入51.366萬元人民幣。這樣電站每年總體收益是173.66萬元。如果按照電站總投資每瓦8.5元左右計(jì)算，共花費(fèi)850萬元，只要5年就可收回投資。所以，收益十分可觀。 項(xiàng)目在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還將發(fā)揮社會(huì)

15、效益，每年可節(jié)約428.05噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳917.12噸；減排二氧化硫36.69噸；減排灰渣342.40噸；減排氮化物7.31噸，減排粉塵6.11噸。五、光伏電站分析五、光伏電站分析西安地區(qū)1MWp（屋頂）電站經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號序號項(xiàng)目項(xiàng)目參數(shù)參數(shù)備注備注1占地面積1.5萬平方米約22.5畝2工程投資850萬每瓦約8.5元3年發(fā)電量122.3萬kWh4年發(fā)電收益122.3萬按1.0元/kWh計(jì)算，不含度電補(bǔ)貼5分布式度電補(bǔ)貼51.3660.42元/kWh6投資回收期850（122.3+51.366）=4.895年自發(fā)自用五、光伏電站分析五、光伏電站分析哈密地區(qū)50MWp發(fā)電量與效益分析 哈密地區(qū)50MWp電站建成后，平均每年可發(fā)電7676.31萬度電，一度電按0.9元人民幣計(jì)算的話，電站每年可得售電收益6908.679萬元。如果按照電站總投資每瓦9.5元左右計(jì)算，共花費(fèi)47407萬元，只要7年就可收回投資。所以，收益十分可觀。 項(xiàng)目在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還將發(fā)揮社會(huì)效益，每年可節(jié)約26838.735噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳57503.424噸；減排二氧化硫2