节能信息批露——石家庄科林电气设备有限公司光伏发电项目技术方案 - 北区90kW

发表时间：2024-05-20 14:46:24 来源：新闻中心

  拟建项目站址位于石家庄市科林电气设备有限公司，对科林北区3号车间屋顶进行分布式光伏项目建设。采用彩钢平铺的方式安装光伏组件。

  拟采用265Wp光伏组件共计348块，预计总装机容量约为90kWp。光伏并网方式为自发自用，余电上网。

  太阳能电池发电系统是利用光生伏特效应原理制成的，它是将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。

  如图3-1所示:白天有日照时，并网发电系统通过光伏组件将接收来的太阳辐射能经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。配电箱具有保护功能，采集系统能够让运维人员和用户第一时间了解发电情况。

  GB50171-2012 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范

  本工程设计在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则。

  先进性原则：随着太阳能技术的发展，光伏电站设计一定要考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证产品具有较长的生命周期。

  实用性原则：光伏电站设计最大限度地考虑我国太阳能电源设备生产现状，选用有大规模实际工程应用经验的产品，使用先进成熟的技术，保证产品的稳定性、可靠性和可维性。

  经济性原则：光伏电站设计在保证系统各项技术指标的前提下，努力减少实际工程、设备成本，提高系统的性价比，保护用户的投资效益。

  目前国内外使用最普遍的是多晶硅、单晶硅太阳能电池。商业化的多晶硅电池片效率一般在17～20％左右，单晶硅电池片电池效率在16～23％左右。

  单晶硅电池是最早出现、工艺最成熟的太阳能光伏电池，也是光伏组件大规模生产中效率最高的。大规模生产的单晶硅电池效率可达到16～23%。由于受硅单晶棒形状的限制，单晶硅电池须做成圆形，对光伏组件布置也有一定影响。

  多晶硅太阳能电池的生产的基本工艺与单晶硅基本相同，使用了多晶硅铸锭工艺取代单晶硅硅棒生长工艺，成本低廉，工业规模生产的转换效率为17～20.3％左右，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。

  转换效率是指在标准的测试环境下，电池将辐射在一定面积上的太阳能转换为电能的能力。高效就从另一方面代表着更少的占地面积，更高的发电能力，因此，在考虑土地使用成本时，应尽量选用效率高的电池。

  由前述可知，单晶硅太阳电池比多晶硅太阳电池具有稍高（约2%）的转换效率，但受其制造工艺的限制，比较单位成本发电效率，两者接近，其差别几乎不到1%。

  也就是说，对于同等容量的发电系统而言，采用这两种组件无论从系统转换效率还是占地面积而言，都差别不大。然而多晶硅组件比单晶硅组件产能要大的多，相比之下，多晶硅组件更占优势。

  a.有一定防雨、防雹、防风等能力。结合实际需要可将电池组件相互串联或并联连接。

  综上所述，本项目拟选择多晶型265Wp太阳能光伏电池组件，详细技术参数参见表3-1。

  （4）具有极性反接保护、防反放电保护、孤岛效应保护、交流过流及直流过载保护、直流母线过电压保护、电网断电、电网过欠压、电网过欠频、光伏阵列及逆变器本身的接地检测及保护（对地电阻监测和报警功能）等，并相应给出各保护功能动作的条件和工况（即时保护动作、保护时间、自成恢复时间等）；

  （5）完全满足国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》的要求，可调有功功率，交流电流谐波不超过允许值；

  综上所述，本项目拟选择科林公司生产的20kW逆变器，主要技术参数详见表3-2。

  对于光伏组件，不同的安装角度接受的太阳光辐射量是不同的，发出的电量也就不同。安装支架不但要起到支撑和固定光伏组件的作用，还要使光伏组件最大限度的利用太阳光发电。

  彩钢平铺设计利用夹具、导轨、中压块和边压块完成对光伏组件的固定，该安装方法不仅重量轻，抵抗腐蚀能力较强，还可以兼具美观等需求。彩钢平铺的具体安装方法如下：

  2. 滑轨与滑块螺母配合使用，将夹具和压块连接起来。从上到下依次为：压块，滑块螺母，夹具。

  3. 使用夹具，将导轨固定在彩钢瓦上。夹具可根据不一样的种类的彩钢去选择。彩钢瓦形状与对应的夹具：

  太阳能电池组件串联的数量由逆变器的最高输入电压和最低工作电压以及太阳能电池组件允许的最大系统电压所确定。本项目所选逆变器的最高允许输入电压根据容量的不同而不同。根据GB50797-2012 《光伏发电站设计规范》，以下逆变器组串数量做出计算，电池组件串联数量应同时满足以下要求：

  经计算，选用20kW逆变器，多晶硅电池265Wp每路串联数量为18~20块。实际数量根据现场组串情况确定。

  太阳能光伏并网电站防雷主要是防直接雷和感应雷两种，防雷措施应依据《光伏（PV）发电系统过电压保护-导则》（SJ/T11127）中有关法律法规设计。

  直击雷保护分光伏电池组件和交、直流配电系统的直击雷保护。光伏电池组件边框为金属材质，将光伏电池组件边框与支架可靠连接，采用接地扁钢将支架与防雷引下线相连，与接地网连接，为增加雷电流散流效果，将站内所有光伏电池组件支架可靠连接。

  为防止感应雷、浪涌等情况造成过电压而损坏光伏发电系统设备及配电设备，其防雷措施主要为在汇流箱内配置防雷器。

  根据《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T 50065-2011）规定，对所有要求接地或接零的设备均应可靠地接地或接零。所有电气设备外壳、电缆金属外皮、电缆支架、桥架和其它可能事故带电的金属物都应可靠接地。

  电站的保护接地、工作接地采用一个总的接地装置。根据《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T 50065-2011）要求，接地电阻要求R≤4Ω。如建筑物原有接地装置接地电阻值不能够满足要求，应增打人工垂直接地极，垂直接地极采用DN50，2500mm长的热镀锌钢管，水平接地体采用-40X4镀锌扁钢。

  本项目光伏方阵安装于科林北区3号车间屋顶，建设规模约90 kWp，使用5台20kW逆变器，安装效果如下：

  由于气候原因，造成光伏发电组件表面覆盖了灰尘或积雪造成的发电量损失，取2％。

  多晶硅组件峰值功率温度系数通常为-0.36%/℃。当光伏电池温度上升到60度时（夏季完全可能），多晶硅组件功率损失为15.4%左右，当光伏电池温度降低到0度时（冬季本地区完全可能），多晶硅组件功率增加发电量达11.0%左右，计算时考虑考虑各月根据辐照量计算加权平均值，因此计算得到由于温度造成光伏系统发电量损失为4%。

  组件串联因为电流不一致产生的效率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，取1%。

  除上述各因素外，影响光伏电站发电量的还包括不可利用的太阳辐射损失和最大功率点跟踪精度影响折减等不确定因素，其他因素损耗取5%。

  项目光伏总容量为90kWp，用户可自行消纳光伏全部发电量，因此收益部分按照100%自用估算，自用电价按0.65元/度估算。首年总收益约为6.48万元，25年总收益约为147.76万元，25年平均年收益约为5.91万元。逐年及总收益如下表：

  光伏发电是一种清洁能源，与火电相比，可节约大量的煤炭或油气资源，有利于环境保护。同时，太阳能是取之不竭用之不尽的可再次生产的能源，早开发早受益。

  本项目具有十分突出的环境效益。光伏发电不消耗化石燃料，无二氧化碳、二氧化硫等有害化学气体的排放，节约水资源，同时减少相应的废水和温排水等对水环境的污染，清洁干净，环境效益良好，取代任何化石能源发电的环境效益都是巨大的。

  光伏电站的建设替代了燃煤电厂的建设，将大幅度减少对周围环境的污染，还可起到利用可再生自然资源、节约不可再生的化石能源及保护生态环境的作用。

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