光伏系统

光伏系统及场区1.光伏场区分类2.光伏组件的布置3.道路与电气设备的布置4.光伏场区防雷接地1.光伏场区分类地面大型光伏电站1.光伏场区分类地面大型光伏电站1.光伏场区分类地面大型光伏电站1.光伏场区分类农光互补光伏电站1.光伏场区分类渔光互补电站（水上漂浮电站）1.光伏场区分类BIPV(BAPV）电站2.光伏组件的布置在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。然而，6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。从本人获得的光伏电站的实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上。（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度≥120W/m2的时间长度，而辐射强度≥50W/m2时，逆变器就可以向电网送电。因此，当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。）164016409922.光伏组件的布置光伏组件都有旁路二极管热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。因此，旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。高阻抗特性2.光伏组件的布置纵向布置时被遮挡当组件纵向排布时，阴影会同时遮挡3个电池串，3个二极管若全部正向导通，则组件没有功率输出，3个二极管若没有全部正向导通，则组件产生的功率会全部被遮挡电池消耗，组件也没有功率输出。2.光伏组件的布置横向布置时被遮挡当组件横向排布时，阴影只遮挡1个电池串，被遮挡电池串对应的旁路二极管会承受正压而导通，这时被遮挡电池串产生的功率全部被遮挡电池消耗，同时二极管正向导通，可以避免被遮挡电池消耗未被遮挡电池串产生的功率，另外2个电池串可以正常输出功率。2.光伏组件的布置2.光伏组件的布置WB902.光伏组件的布置西坡（Helios3D阴影建模）东坡（Helios3D阴影建模）通过Helios3D软件优化布置，有效减小了组件前后排遮挡，本项目为山地光伏，地形复杂，主要为东西向坡阳坡，如上图分析，山地光伏随破就势布置，且东西向间距较小，增加了东西向的遮挡，采用方案一竖向排布，当东西向有遮挡时，只影响遮挡的组件；采用方案二布置时，会造成整个组串遮挡，降低发电量。2.光伏组件的布置光伏组件容量和逆变器容量比，习惯称为容配比。光伏应用早期，系统一般按照1:1的容配比设计。在应用研究中发现，以系统平均化度电成本（LevelizedCostOfElectricity,LCOE）最低为标准衡量系统最优，在各种光照条件、组件铺设倾斜角度等情况下，达到系统最优的容配比都大于1:1。也就是说，一定程度的提升光伏组件容量，有利于提升系统的整体经济效益，这就是我们谈的组件超配。最佳容配比定义：假定初始电站设计容量为A(MW)，通过计算当电站电池板扩容到B(MW)时，电站的全局投资性价比为最优，此时该电站的最佳容配比为：K=B/A。全局投资性价比：电站寿命期间内的总发电量/总投资。系统容配比主要影响因素1、不同区域辐照度不同：四类光照资源区；2、系统损耗:逆变器前端直流侧损耗通常在10-15%左右；3、组件安装角度：部分分布式屋顶无法最佳倾角安装；4、逆变器过载能力：不同类型逆变器过载能力的差异（集中、集散、组串）；5、海拔高度：逆变器在高海拔条件下需降额运行。2.光伏组件的布置由于光伏系统中的系统损耗客观存在，通过适当提升组件配比，补偿能量在传输过程中的系统损耗，使得逆变器可达到满功率工作的状态。3.道路与电气设备的布置详见附图：箱式变压器、逆变器、汇流箱4.光伏场区防雷接地光伏项目经常出现雷击情况，尤其是山地光伏，雷击情况描述如下：光伏组件内的汇流排遭受雷击击穿而损坏（直击雷）光伏组件与支架的结合部遭受雷击击穿而损坏4.光伏场区防雷接地光伏项目经常出现雷击情况，尤其是山地光伏，雷击情况描述如下：汇流排的二极管遭受直击雷电流冲击而烧毁（感应雷）可能产生的原因分析：1.多雷区：根据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第3.1.3条第3款规定：多雷区（年平均雷暴日大于40d，不超过90d的地区）2.项目所处地理位置的因素：（1）项目所处沉陷区或山顶空旷地带，且会有架空高压线路通过（线路顶部均设置避雷线）；（2）项目现场附近可能存在有移动通信基站铁塔，且铁塔顶端均设置直击雷保护用的避雷针；（3）项目所处土壤情况：下层为增强引雷的矿产；4.光伏场区防雷接地现场可能出现问题1、现场实施情况（1）现场无垂直接地极；（2）等电位连接只考虑了横向连接，缺少纵向贯通；（3）未考虑各组合支架的就近泄放加强接地极的设置；2、施工工艺存在的缺陷4.光伏场区防雷接地2、施工工艺存在的缺陷（1）板面固定螺杆与支架之间只是采用单一的搭接形成电气通道，造成泄流通道差异性而留下板面雷击隐患；（2）支架各部件之间均采用螺栓连接但各连接部件之间未采取跨接措施，从而使支架未形成良好的等电位整体。支架与接地扁钢之间采用螺栓连接4.光伏场区防雷接地1、雷击点选择的问题雷击具有选择性，其往往选择有利于雷云与大地建立良好泄放通道的部位作为雷击点，而现场的因素（空旷、区域引雷的避雷线、避雷针、经过接地处理的金属支架、汇流通道等）决定了项目现场的设备将易遭受雷击。2、接闪点选择的问题光伏组件固定螺栓顶端属于整个光伏板平面的突出部位，当雷击发生前其第一时间形成了上引先导，积聚了大量的与雷击云相反的电荷，但因为其接地通道呈现不良，先导与雷击云之间的闪击发生时，雷击点选择了最利于雷电流泄放的汇流通道，导致了板面击穿和二极管烧毁的现象发生。4.光伏场区防雷接地经过上述综合分析以及考虑方案实施的性价比，提出以下建议（1）各组支架最高端横梁的两端应焊接热镀锌圆钢作为直击雷引下线，且各引下线下端应焊接，接地棒作为就近泄放加强型垂直接地极各1组；（2）现场增加不同方向的水平接地极，并与各就近泄放加强型垂直接地极进行焊接连通，构成整体联合接地网；（3）支架与接地网的连接部位采用电焊连接，支架各部件之间采用热镀锌圆钢进行电焊跨接连接；所有焊接点均必须进行防腐、防锈处理。