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山东力诺瑞特新能源有限公司2015年11月太阳能电池及光伏发电系统前言目前世界能源的使用全靠石油、煤炭、天然气和核裂变等初级能源或常规能源，这些资源的有限性和社会需求激增之间形成了强烈的矛盾，加上环境污染的严峻形势，使新能源的利用和开采十分迫切。太阳能光伏发电系统充分利用太阳能这种清洁、无限的能源，市场发展成为可能。中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策，大力支持分布式光伏发电产业发展。截至2015年9月底，光伏发电装机容量累计3795万kw.2015年1-9月新增装机量990万kw，同比增长161%，其中，光伏电站823万kw，分布式光伏158万kw。山东省2015年新增50万kw，其中分布式电站新增21万kw。太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站效益分析太阳能电池定义☼太阳能发电方式：光—热—电转换方式光—电直接转换方式☼太阳能电池定义：太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。太阳能电池发电原理☼光生伏打效应：当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压,叫做光生电压，这种现象就是光生伏打效应。太阳能电池发电原理☼PN结短路，就会产生电流。太阳能电池发电应用接入负载，提供直流电源逆变器接入逆变器，提供交流电源太阳能电池分类太阳能电池比较电池种类晶硅类薄膜类单晶硅多晶硅非晶硅碲化镉铜铟镓硒转换效率14%～17%13%～16%6%～8%5%～8%5%～8%使用寿命25年25年25年25年25年组件层厚度厚层厚层薄层薄层薄层规模生产已形成已形成已形成已形成已证明可行主要原材料硅硅材料多样镉和碲化物稀有铟较昂贵生产成本高较高较低相对较低相对较低主要优点效率高技术成熟效率较高技术成熟弱光效应好成本较低弱光效应好成本相对较低弱光效应好成本相对较低目前，晶硅类和非晶薄膜类应用较为广泛，尤以多晶硅应用最多。多晶硅电池薄膜电池优点1、光电转化效率高；2、稳定性好；3、使用寿命长(25年以上)1、具可挠性；2、弱光性较好；3、成本相对低；缺点成本相对较高；1、光电转化效率低；2、稳定性差；3、转换率衰减快，使用寿命短应用情况目前应用最为广泛，大部分地面电站、屋顶电站都采用多晶硅电池。对形状有特殊要求的应用较多（汽车、玩具等）太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站效益分析太阳能光伏发电系统分类☼独立光伏发电：也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，及离网型逆变器等。☼并网光伏发电：太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网，由电网统一调配向用户供电。☼分布式光伏发电：分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。各类光伏发电系统特点☼独立光伏发电：不受电网限制，应用范围广，但投入和运行成本较高；☼并网光伏发电：所发电量全部上网销售，大型并网电站占用土地资源，现实行配额制，审批流程较复杂。☼分布式光伏发电：就地发电，就地上网，就地消纳，多以屋面分布式为主，电站容量及形式不受限制，是国家大力倡导的电站形式。太阳能光伏发电系统介绍☼离网型发电系统：☼充电：在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。☼放电：蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。太阳能→电能→化学能→电能→光能。太阳能光伏发电系统介绍☼并网型发电系统：☼并网太阳能光伏发电系统是由光伏电池方阵并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。☼并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。太阳能光伏发电系统介绍☼分布式发电系统：☼在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。☼倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。☼目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站效益分析分布式电站定义☼分布式电站定义：分布式发电，是指位于用户附近，装机规模较小，电能主由用户自用和就地利用的可再生能源资源综合利用发电设施或有电力输出的能量梯级利用多联供系统，并网电压等级在10千伏及以下。☼特点：A.就地发电，就地转换B.就地消纳，就地并网☼消纳方式：A.全部自发自用B.全部上网C.自发自用，余电上网分布式光伏电站分类按建设位置分类按电的消纳方式分类分布式电站屋顶分布式电站地面分布式电站分布式电站自发自用余电上网全额自发自用全额上网分布式电站系统图分布式光伏并网相关标准SJ/T11127-1997光伏（PV）发电系统过电压保护导则GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求GB/T20046-2006光伏（PV）系统电网接口特征GB/Z19964-2012光伏发电站接入点力系统技术规范Q/GDW617-2011光伏电站接入电网技术规定Q/GDW618-2011光伏电站接入电网测试规程Q/GDW分布式光伏发电接入系统典型设计GB/T50796-2012光伏发电工程验收规范GB/T50797-2012光伏发电站设计规范Q/GDW480-2010分布式电源接入电网技术规定实施分布式电站的意义符合国家政策：利用自己空闲的屋顶实施分布式电站，符合国家能源的长期规划，对我国的节能减排工作意义重大；手续简便：国家为了大力发展分布式电站，实行了备案制；投资第二产业：根据国家政策，如果电量自行无法消纳，可变更为全额上网，将电卖给国家电网，实现企业的第二产业；收益保障：•光伏发电技术成熟、寿命长，25年时间内衰减20%；•2015年建成并网的分布式电站国家财政补贴长达20年收益率高：根据自用比例不同，电站年度收益15~20之间；相应的政策支持☼国家政策：☞10kV及以下电压，单个并网点小于6MW；☞电网企业为分布式光伏项目业主提供接入系统方案；☞分布式光伏项目免收系统备用容量费；☞380V接入的分布式光伏不用签调度协议；☞电网企业在并网申请受理、接入系统方案制定、合同和协议签署、并网验收和并网调试全过程服务中，不收取任何费用。☼能源局政策：2015年3月16号国家能源局的【73号】文件规定：各地级市“对于屋顶分布式电站不受指标限制的规定”为企业建设屋顶分布式电站提供了便利条件。☼电价扶持政策：2013-2015年间，分布式光伏发电项目，所发全部电量每千瓦时补贴0.42元，补贴年限20年。☼2013-2015年间，并网发电的光伏电站，分布式光伏发电项目，所发全部电量在国家规定的每千瓦时0.42元补贴标准基础上，省级再给予每千瓦时0.05元的电价补贴。山东省支持政策分布式电站设计主要参数☼地理位置：确定电池板在倾斜安装时，前后排电池板的间距，避免相互遮挡，影响系统发电效率，甚至造成系统故障。☼峰值日照时数：确定一定安装容量的光伏电站的每天及全年发电量。即每平方米辐照度为1kw时，1000wp的太阳能电池板每照射一小时就可产生0.8kwh的电量（系统效率）。分布式电站发电效率☼方阵效率：(1-电缆线损)*设备效率*逆变器效率*（1-灰尘影响）☼影响因素：1、电站所在地点年太阳能辐射强度2、光伏电池组件角度（面南，角度基本与当地纬度相当，具体角度需要计算）3、光伏组件效率（主要由使用年限决定，时间越长效率越低）4、电气系统与控制系统效率（影响不大）☼目前效率：80%左右（79.5%）分布式电站容量的确定☼根据国家规定，分布式光伏电站的容量不能超过上一级变压站容量的25—30%。☼安装场地情况：1、屋顶类型：平顶/斜顶；2、屋面结构：水泥屋面/彩钢瓦面/瓦面；3、遮挡情况；4、环境空气状况；5、安装方式：平行屋面敷设/带有倾角安装。6、平屋面安装1kw占地约15㎡，斜屋面约占9㎡。太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站效益分析分布式电站设计案例☼安装地区：烟台☼安装容量：500kwp☼消纳方式：自发自用、余电上网☼白天电价：0.90元/kwh电站设计参数☼地理位置：北纬37°、东经121°☼峰值日照时数：月份123456789101112平均烟台2.663.684.805.635.805.645.244.924.663.712.722.274.31如采用倾角安装（角度为当地纬度）时需乘以1.08—1.15的系数☼不同角度组件效率序号地区名称安装角度(°)峰值日照时数h/day1济南324.292青岛304.233烟台354.314威海334.40☼山东省最佳安装角度及发电量分布式电站的设计☼项目组成：项目500KWp光伏发电单元，选用255Wp多晶组件1961块，每18块组件构成一串，通过7台直流汇流箱后进入500kw集中式逆变器。☼其他设备：其他设备包括但不限于汇流箱、直流配电柜、低压配电柜、接地保护、测控、远动装置及交直流线缆等。☼前后间距：L=1.5H（H为前排电池组件高度）☼安装方式：根据屋面确定。500kW分布式电站系统配置No.种类规格单位数量1组件多晶255Wp峰瓦5000002支架系统Q235系统5000003汇流箱16路智能汇流箱系统74500kW逆变器防反二极管系统15直流配电柜智能汇流系统16并网配电柜智能汇流、并网系统17直流线缆系统18交流线缆及控制线缆系统19环境检测仪四像素系统110监控系统系统1主要组成一：电池组件目前，全球光伏产业中晶体硅太阳电池的生产及应用技术是最为成熟，本项目采用峰值功率255Wp转换效率为15.89%的多晶硅太阳电池组件。该组件具有如下特点：（1）组件通过了TUV和UL检测机构认证，其在极端（温度、载荷、撞击）条件下仍具备良好性能；（2）权威第三方测试验证的良好弱光性能；（3）多晶硅组件25年内组件实际输出功率不低于标称功率的80%。峰值功率(Pmax)255Wp开路电压(Voc)37.99V短路电流(Isc)8.69A最佳工作电压(Vmp)30.49V最佳工作电流(Imp)8.20A短路电流温度系数0.058%/℃开路电压温度系数-0.389%/℃最大功率温度系数-0.46%/℃NOCT48℃组件转换效率15.89%组件尺寸(mm)1640×992×40组件重量(kg)20.5☼多晶硅组件的主要性能参数电池接线盒☼组成：由盒盖、盒体、接线端子、二极管、连接线、连接器几大部分组成；☼作用：二极管分为：旁路二极管和防反冲二极管。二极管的主要功能是单向导通功能。旁路二极管：防止组件的热斑效应。防反冲二极管：组件在没有光照时防止蓄电池电流倒流。并网光伏逆变器是光伏电站核心设备之一，其基本功能是将光伏组件输出的直流电转换为交流电。目前，先进的光伏逆变器都配置有高性能滤波电路，使得并网光伏逆变器交流输出的电能质量很高，能够满足各项要求，不会对公共电网质量造成污染。此外，它还有最大功率跟踪控制、防孤岛效应等功能。本光伏系统项目采用的是并网光伏逆变器，它可以将光伏组件阵列输出