太阳能光伏电站设计简介2013.04 武汉太阳能光伏电站设计简介一、规程规范二、报告编制三、太阳能资源分析四、光伏系统设计五、电气设计六、土建设计七、投资分析八、其它太阳能光伏电站设计简介一、规程规范二、报告编制三、太阳能资源分析四、光伏系统设计五、电气设计六、土建设计七、投资分析八、其它规程规范光伏发电工程规划报告编制办法（GD001-2011)光伏发电工程预可行性研究报告编制办法（GD002-2011)光伏发电工程可行性研究报告编制办法（GD003-2011)太阳能资源评估方法(QX/T 89-2008)地面用光伏（PV）系统发电概述与导则（GB/T 18479-2001） 民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范（JGJ 203-2010）规程规范光伏（PV）发电系统过电压保护-导则（SJ/T 11127-1997） 光伏系统并网技术要求（GB/T 19939-2005)光伏(PV)系统电网接口特性（GB/T 20046-2006)光伏发电站接入电力系统技术规定（GB/Z 19964-2005)光伏电站接入电网技术规定（Q/GDW 617-2011)光伏电站接入电网测试规程(Q/GDW 618-2011)太阳能光伏电站设计简介一、规程规范二、报告编制三、太阳能资源分析四、光伏系统设计五、电气设计六、土建设计七、投资分析八、其它报告编制设计流程1、预可研报告。
2、项目开发申请报告。
3、可研报告。
4、项目（核准）申请报告。
5、初步设计。
6、施工图设计。
7、竣工图设计。
报告编制预可研报告1、概述（项目概况）2、项目任务和规模（包含建设的必要性）3、太阳能资源4、工程地质5、太阳能光伏发电系统设计6、电气7、电站总平面布置及土建工程设计8、施工组织设计9、环境影响评价10、投资估算11、财务效益初步评价12、结论及建议报告编制可研报告1、综合说明2、太阳能资源3、工程地质4、工程任务和规模5、系统总体方案设计及发电量计算6、电气7、土建工程8、工程消防设计9、施工组织设计10、环境保护与水土保持设计11、劳动安全与工业卫生12、节能降耗13、工程设计概算14、财务评价与社会效果分析太阳能光伏电站设计简介一、规程规范二、报告编制三、太阳能资源分析四、光伏系统设计五、电气设计六、土建设计七、投资分析八、其它太阳能资源分析1、我国太阳能资源分布图太阳能资源分析太阳能资源分析一类地区：全年日照时数为3200～3300 小时，年辐射量在7550～9250MJ/m2 (2097 ～2569kWh/m2)相当于258～316kg 标准煤（7千卡）燃烧所发出的热量。
主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。
二类地区：全年日照时数为3000 ～3200 小时，年辐射量在5850～7550MJ/m2(1625 ～2097kWh/m2)相当于200～258kg 标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
此区为我国太阳能资源较丰富区。
太阳能资源分析三类地区：全年日照时数为2200～3000 小时，辐射量在5000～5850MJ/m2(1389～1625kWh/m2)相当于170～200kg 标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。
四类地区：全年日照时数为1400～2200 小时辐射量在4150～5000MJ/m2(1153～1389 kWh/m2)相当于140～170kg 标准煤燃烧所发出的热量。
主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。
太阳能资源分析五类地区：全年日照时数约1000 ～1400 小时，辐射量在3350 ～4150MJ/m2 (930～1153kWh/m2)相当于115～140kg 标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括四川、贵州两省。
此区是我国太阳能资源最少的地区。
一、二、三类地区，年日照时数不小于2200h，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3 以上，具有利用太阳能的良好条件。
四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。
太阳能资源分析太阳能资源丰富程度评估太阳能资源分析2、我国主要地区太阳辐照数据太阳能资源分析3、太阳辐射分析1)当地有辐照观测数据的气象站 多年逐月太阳能辐射资料直接辐射、散射辐射和总辐射多年逐月日照资料日照时数或日照百分率太阳能资源分析2)当地没有辐照观测数据的气象站 多年逐月日照资料日照时数或日照百分率选择参考站，采用气候学推演公式Q=Q 0（a+bS 1）Q 0：月天文辐射量。
S1：当月的日照时数百分率。
太阳能资源分析4、太阳辐射量年际、月际变化表3000400050006000M J 0100020002000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00700.00800.00一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月M J 太阳辐射量年际变化表太阳辐射量月际变化表太阳能资源分析5、辐照趋势气溶胶含量（右图） 云层的变化（下图）太阳能资源分析6、气象灾害的影响极端气温、风速、沙尘暴、雷暴、降雨、降雪、台风、冰雹、洪水等。
太阳能资源分析资料分析的初步结果表明①阴雨天气条件下的太阳能资源仅有晴天条件下的20%左右。
②一般强度的沙尘天气条件下，太阳能资源会下降到晴天条件下的70%以下，强沙尘暴天气条件下，则会下降到20%以下。
③我国西部地区夏季白天的气温往往可以达到40℃以上，光伏电池表面的温度会更高，这就可能使光伏电池的效率衰减6%以上，进而使发电量也下降很多。
太阳能资源分析7、地质灾害的影响地震、洪水、泥石流等。
太阳能光伏电站设计简介一、规程规范二、报告编制三、太阳能资源分析四、光伏系统设计五、电气设计六、土建设计七、投资分析八、其它光伏系统设计1、设备选型光伏组件光伏系统设计目前工程中采用的光伏组件单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜电池光伏系统设计光伏电池片、组件的制造流程单晶硅棒太阳能级多晶硅料多晶硅锭多晶电池组件多晶硅太阳电池片多晶硅片单晶电池组件单晶硅太阳电池片单晶硅片光伏系统设计逆变器将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。
光伏系统设计光伏逆变器光伏系统设计逆变器的分类集中式逆变器、组串式逆变器集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。
光伏系统设计逆变器的分类集中式逆变器、组串式逆变器组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串(1-5kW)通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网，已成为现在国际市场上最流行的逆变器。
光伏系统设计逆变器的MPPT功能最大功点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统。
光伏系统设计逆变器的防孤岛效应孤岛效应（Islanding Effect）是指电网突然失压时，并网光伏发电系统仍保持对电网中的临近部分线路供电状态的一种效应。
光伏系统设计孤岛效应的危害：孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响，包括：1)危害电力维修人员的生命安全；2)影响配电系统上的保护开关动作程序；3)孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏；4)当供电恢复时造成的电压相位不同步将会产生浪涌电流，可能会引起再次跳闸或对光伏系统、负载和供电系统带来损坏；5)光伏并网发电系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。
光伏系统设计高海拔逆变器高海拔地区（云、贵、青海、川藏等）要考虑选择高原型逆变器。
①提高绝缘水平。
巴申定律：当气体成分和电极材料一定时，气体间隙击穿电压是气压和极间距离乘积的函数；②考虑降容系数。
高原逆变器能满足在3000m以下海拔不降容运行，超过3000m海拔要考虑降容系数。
（阳光、南车、追日、颐和等）。
光伏系统设计2、安装方式 固定安装光伏系统设计跟踪方式水平单轴、斜单轴、双轴、极轴光伏系统设计各种安装方式运行结果对比表光伏系统设计某工程不同安装方式经济比较（1MWp）项目固定式斜单轴跟踪方式双轴跟踪方式发电量(%)100127.25131占地面积(万m2) 2.2 4.6 4.9支架造价0.7元/Wp 3.1元/Wp 4.4元/Wp 支架费用(万元)70310440估算电缆费用(万元)65135145直接投资增加百分比(%)028.2%41%运行维护工作量小有旋转机构，工作量较大有旋转机构，工作量更大板面清洗布置集中清洗方便布置分散，需逐个清洗，清洗量较大布置分散，需逐个清洗，清洗量较大光伏系统设计3、串并联设计电压范围额定输入电压、MPP电压逆变器功率限制光伏系统设计极端温度校验①在极端最低气温下、辐照度1000W/m2、风速1m/s时，组件串的开路电压不超过逆变器允许的最大开路电压；②在极端最高气温下、辐照度1000W/m2、风速1m/s时，组件串的工作电压在逆变器的MPPT电压范围内；③在极端最低气温下、辐照度1000W/m2、风速1m/s时，组件串的工作电压尽可能在逆变器的MPPT电压范围内。
Tcell=G/800·(NOCT-20)+ TambG:辐照度1000W/m2；NOCT：电池额定工作温度；Tcell:太阳能电池温度；Tamb:环境温度。
光伏系统设计4、光伏发电单元 光伏组串防雷汇流箱光伏系统设计 直流汇流柜逆变器光伏系统设计5、阴影分析地面电站冬至日上午9点到下午3点之间，后排方阵不应被前排方阵的阴影遮挡。
屋顶光伏冬至日全天有3小时以上的的日照时数。
光伏系统设计前后排组件的间距①方位角β的变化会影响前后排组件的间距；D=H·cosβ /tanα②坡度会影响前后排组件的间距。
光伏系统设计屋顶阴影分析PVSYST、ECOTECT等光伏系统设计6、发电量计算折减系数①组件的转换效率（包括光伏组件的匹配损失、表面灰尘遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响损失、其它损失等）：85％～90％；②直流汇流及逆变器转换效率：94％～96%。