丽龙监控中心分布式光伏发电项目施工方案XXXXXX有限公司2018年11月目录一、项目背景 (3)二、项目概况 (4)2.1 项目地址介绍 (4)2.2 项目所处地理位置、气候及太阳辐射状况 (5)三、总体方案设计 (6)3.1 设计依据 (6)3.2 整体系统设计 (7)四、光伏组件安装设计 (20)五、主要技术点、指标说明 (20)5.1 电能质量 (20)5.2 安全性 (21)5.3 运行维护 (23)六、本项目全寿命周期发电量估算分析 (25)七、社会效益 (26)7.1 节能效益和环境效益 (26)7.2 社会影响 (26)一、项目背景我国是太阳能资源丰富地区,大力开发、利用太阳能等可再生能源是积极响应中央政府节能、减排号召,应对能源匮乏、缓解电力紧张、保障可持续发展的重要举措。
清洁、无污染的绿色能源可以营造一种清新、自然、环保、健康、进步、面向未来的崭新形象,增强人们对可再生能源的认识,唤起人们对地球的关爱。
太阳能光伏发电无污染、无噪声,是利用太阳能的有效途径之一。
根据《太阳能资源评估方法》(QX/T 89-2008),以太阳能总辐射的年总量为指标,对太阳能的丰富程度划分为4个等级,如下表所示:表1. 中国太阳辐射资源区划标准我国的太阳能资源丰富,年总辐射量在860~2080kWh/m²之间,年直接辐射量在230~1500kWh/m²之间,年平均直射比在0.24~0.73之间,年日照时数在870~3570h之间。
中国1978~2007年平均的总辐射年总量的空间分布情况如下图所示。
图1. 1978~2007年平均的太阳能资源空间分布图(单位:kWh/m²)二、项目概况2.1 项目地址介绍本项目拟建地址位于XXXXX,地理坐标为北纬22.39°,东经119.9°。
图2 丽水利盈首饰有限公司地理位置示意图2.2 项目所处地理位置、气候及太阳辐射状况丽水位于东经112度57分至114度3分,北纬22度26分至23度56分。
市中心位于北纬23度06分32秒,东经113度15分53秒。
丽水属于南亚热带海洋性季风气候,其地势东北高,西南低,北部和东北部是山区,中部是丘陵、台地,南部是珠江三角洲冲积平原。
终年气温相对较高,年平均温度有22℃。
气温年内变化为单峰型,最高出现于7~8月,最低在1月。
一年中大部分时间雨量充沛,雨季明显。
4~9月为多雨季节,半年降水量一般占年降水量的80%以上,其中最多雨为5~6月,平均月雨量达280-300毫米,常有大-暴雨出现;最少雨在11月至翌年1月。
10~11月受副热带高压下沉气流影响,多晴朗天气,12月至翌年3月,主要为大陆干冷气团控制,天气相对比较凉爽、干燥。
浙江省丽水市气候历年平均值数据见下表,数据来源:Meteonorm。
表2. 丽水市太阳能辐照数据表(单位:kWh/m²·mth)三、总体方案设计3.1 设计依据《光伏发电站设计规范》GB 50797-2012;《光伏发电站施工规范》GB 50794-2012;《光伏系统并网技术要求》GB/T 19939-2005;《电能质量供电电压偏差》GB/T 12325-2008;《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549-1993;《电能质量三相电压不平衡》GB/T 15543-2008;《电能质量电力系统频率偏差》GB/T 15945-2008;《光伏器件第6部分:标准太阳电池组件的要求》SJ/T 11209-1999;《并网型光伏逆变器技术条件》DB42/T 862-2012;《光伏并网逆变器技术规范》DB65/T 3463-2013;《分布式光伏逆变器技术条件》DB65/T 3568-2014;《并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》GB/T 30427-2013;《光伏发电并网逆变器技术规范》NB/T 32004-2013;《光伏发电站逆变器电能质量检测技术规程》NB/T 32008-2013;《光伏发电站逆变器电压与频率效应检测技术规程》NB/T 32009-2013;《光伏发电站逆变器防孤岛效应检测技术规程》NB/T 32010-2013;《太阳能电源控制器》Q/3201GYDY02-2002;《地面用光伏(PV)发电系统概述和导则》GB/T 18479-2001;《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》CECS 85:96;《建筑电气工程施工质量验收标准》GB 50303-2002;《电气装置安装工程电气装置交接试验标准》GB 50150-2006;《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169-2006;《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB 50254-2014;《电气装置安装工程质量检验及评定规程第16部分:1KV及以下配线工程施工质量检验》DL/T 5161.16-2002。
3.2 整体系统设计(1)系统配置介绍光伏并网发电系统由非晶硅薄膜光伏组件、汇流插接头、光伏并网逆变器、隔离变压器、并网柜(箱)以及综合监控系统组成,采用具有国际先进技术水平的国产化设备。
采用用户侧低压并网方式(0.4kV)。
图3. 系统配置原理图(2)光伏电池板选择光伏系统中最重要的是电池,是收集阳光的基本单位。
大量的电池合成在一起构成光伏组件。
光伏电池主要有:晶体硅电池(包括单晶硅Mono-Si、多晶硅Multi-Si、带状硅Ribbon/Sheet-Si)、非晶硅电池(a-Si)、非硅光伏电池(包括硒化铜铟CIS、碲化镉CdTe)。
目前市场生产和使用的光伏电池大多数是用晶体硅材料制作的,2007年占88%左右;薄膜电池中非晶硅薄膜电池占据薄膜电池大多数的市场。
从产业角度来划分,可以把光伏电池划分为硅基电池和非硅电池,硅基电池以较佳的性价比和成熟的技术,占据了绝大多数的市场份额。
未来随着光伏电池技术的发展,染料敏化光伏电池、聚合物光伏电池等有望取代硅基电池的优势地位。
晶体硅光伏电池组件晶体硅仍是当前光伏电池的主流。
单晶硅电池是最早出现,工艺最为成熟的光伏电池,也是大规模生产的硅基光伏组件中,效率最高。
单晶硅电池是将硅单晶进行切割、打磨制成单晶硅片,在单晶硅片上经过印刷电极、封装等流程制成的,现代半导体产业中成熟的拉制单晶、切割打磨,以及印刷刻版、封装等技术都可以在单晶硅电池生产中直接应用。
大规模生产的单晶硅电池效率可以达到13-20%。
由于采用了切割、打磨等工艺,会造成大量硅原料的损失;受硅单晶棒形状的限制,单晶硅电池必须做成圆形,对光伏组件的布置也有一定的影响。
多晶硅电池的生产主要有两种方法,一种是通过浇铸、定向凝固的方法,制成多晶硅的晶锭,再经过切割、打磨等工艺制成多晶硅片,进一步印刷电极、封装,制成电池。
浇铸方法制造多晶硅片不需要经过单晶拉制工艺,消耗能源较单晶硅电池少,并且形状不受限制,可以做成方便光伏组件布置的方形;除不需要单晶拉制工艺外,制造单晶硅电池的成熟工艺都可以在多晶硅电池的制造中得到应用。
另一种方法是在单晶硅衬底上采用化学气相沉积(CVD)等工艺形成无序分布的非晶态硅膜,然后通过退火形成较大晶粒,以提高发电效率。
多晶硅电池的效率能够达到10-18%,略低于单晶硅电池的水平。
和单晶硅电池相比,多晶硅电池虽然效率有所降低,但是节约能源,节省硅原料,达到工艺成本和效率的平衡。
晶硅光伏组件的外形结构如图6-1所示。
图4. 多晶硅、单晶硅光伏组件外形(左为多晶硅组件,右为单晶硅组件)非晶硅电池和薄膜光伏组件非晶硅电池是在不同衬底上附着非晶态硅晶粒制成的,工艺简单,硅原料消耗少,衬底廉价,并且可以方便的制成薄膜,并且具有弱光性好,受高温影响小的特性。
自上个世纪70年代发明以来,非晶硅光伏组件,特别是非晶硅薄膜电池经历了一个发展的高潮。
80年代,非晶硅薄膜电池的市场占有率一度高达20%,但受限于较低的效率,非晶硅薄膜电池的市场份额逐步被晶体硅电池取代,目前约为12%。
非硅薄膜光伏组件是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感光材料制成,比用料较多的晶体硅技术造价更低,其价格优势可抵消低效率的问题。
目前正在研发中和已有产品出售的薄膜光伏组件主要有以下几种:a.非晶硅薄膜电池:是薄膜光伏组件中最成熟的产品之一。
图5. 非晶硅薄膜电池b.多晶硅硅薄膜电池:其转换效率高于非晶硅薄膜光伏组件,又无效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,但由于控制薄膜中硅晶粒大小的技术没有解决,尚未能制成有实用价值的光伏组件。
c.有机染料敏化电池:它是一种光电化学电池。
d.铜铟硒(CIS)和锑化镉(CdTe):两种化合物多晶薄膜光伏组件,中试转换效率已经超过10%。
但是,由于元素镉的有毒性及其对环境的污染,这种光伏组件技术均不具备长远的产业化生命力。
据美国Miasole公司称,他们研制的铜铟硒(及其合金)电池样品转换效率可达19.5%,试销产品的转换效率可达9%。
但由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展必然受到限制。
图6. GICS柔性组件e.砷化镓III-V化合物薄膜电池:在250℃的条件下,光电转换性能仍很良好,其最高光电转换效率约30%,且能耐高温,特别适合做高温聚光光伏组件。
但生产成本高,产量受限,目前主要作空间电源用。
在光伏利用中,相对于其它薄膜电池,由于硅材料储量丰富,且无毒、无污染,具有主导地位。
目前,在硅基薄膜光伏组件家族中,非晶硅薄膜电池占有主要地位。
但非晶硅光伏组件存在光致衰减效应的缺点,并且转化效率远低于晶体硅光伏组件。
目前又出现了各种叠层光伏组件,转换效率达14.6%,接近多晶硅光伏组件。
近年来,另一种新型硅基薄膜材料——纳米硅薄膜由于其优良的性能引起了人们广泛的关注。
理论上其最大转换率为44%,如能产业化,则高于单晶硅电池。
光伏组件比较表3对单晶硅、多晶硅和非晶硅这三种电池类型做了简单的进行了比较。
表3. 单晶硅、多晶硅和非晶硅的比较通过上表比较可以看出,非晶硅太阳光伏组件的成本较低,资源丰富,制造能耗较低。
本项目屋面分布式光伏电站系统采用铂阳系列薄膜太阳电池组件,型号为HNS-ST63HA。
图7. HNS- ST63HA型薄膜太阳电池组件实物图表4 HNS-ST63HA型号的薄膜太阳电池参数表混凝土屋面恒参数载STC条件下标称功率P mppt(W)63公差W -1~+2最大功率点电压V mppt(Vdc)70最大功率点电流I mppt(A)0.90开路电压V oc(Vdc)89短路电流I sc(A) 1.09转换效率η(%) 8.0基于1000kw/m2光强下衰减1000h后,在STC条件下测试。
PMPP测试精度±3%,ISC、IMPP、Voc、VMPP测试精度±10%;组件运行初期,电压和功率实际值比标称值可能高约4%,组件应在强光下曝晒8~10周后再进行并网连接。