厂房屋顶分布式光伏发电项目光伏电站直流部分设计方案.doc

厂房屋顶分布式光伏发电项目光伏电站直流部分设计方案1.1光伏电站的构成每个光伏发电系统由下述4部分组成：1）直流部分：包括电池组件及支撑结构（支架）等。设备安装方式：电池组件安装在组件支架上，布置在建筑物屋顶上，具体安装方式见“1.2 组件安装和布置方式”； 2）交流部分：包括交逆变器、汇流箱、并网柜、配电装置及配套防雷设备等。设备安装方式：并网柜、10KV配电装置等均安装在配电室内。安装在地面上，防水、防锈、防晒，满足室外安装使用要求。3）控制检测部分：包括光伏系统监控。4）附属设施部分：包括防雷击接地保护装置等。本章仅介绍光伏电站直流部分的设计，交流部分、控制检测部分及防雷保护的设计见第7章电气部分。1.2光伏电池组件选型太阳能电池按照基体材料可分为：晶硅太阳能电池，包括：单晶硅和单晶硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；化合物太阳能电池，包括：砷化镓电池、硫化镉电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池等。1)单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池是最早发展起来的, 主要用单晶硅片来制造，与其他种类的电池相比，单晶硅太阳电池的转换效率高, 稳定性好，目前的商业效率在1320%之间。单晶硅太阳电池主要用于光伏电站。2)多晶硅太阳电池多晶硅太阳电池的硅片是由大量不同大小结晶区域组成，基本结构都为n+/p 型，都用p型单晶硅片，厚度220300m。单晶硅电池成本较低，其光电转换效率约10%18%左右。单晶硅电池与单晶硅相同，性能稳定，也主要用于光伏电站的建设。随着国内单晶硅生产规模的不断扩大，多晶硅较单晶硅电池板的性价比高。3）非晶硅薄膜式太阳能电池非晶硅薄膜电池是采用化学沉积的非晶硅薄膜，其特点是材料厚度在微米级。非晶硅为准直接带隙半导体，吸收系数大，可节省大量硅材料。商业化的非晶硅薄膜电池稳定的转换效率在57%左右，保证寿命为10年。非晶硅薄膜电池是至今最为成功的薄膜电池，尽管从最早的1996年12%的市场份额降到2004年的4%，但由于目前晶体硅电池供应短缺，人们试图通过非晶硅薄膜电池补充。目前，非晶硅薄膜电池之所以没有大规模使用，主要原因是光致衰减效应相对严重。4）铜铟硒薄膜电池铜铟硒(CuInSe2)薄膜是一种-族化合物半导体，铜铟硒薄膜光伏电池属于技术集成度很高的化合物半导体光伏器件，由在玻璃或廉价的衬底上沉积多层薄膜而构成。CIS 薄膜电池具有以下特点：光电转换效率高，效率可达到17%左右，成本低，性能稳定，抗辐射能力强。目前，CIS光伏电池实现产业化的主要障碍在于吸收层CIS薄膜材料对结构缺陷过于敏感，使高效率电池的成品率偏低。这种电池的原材料铟是较稀有的金属，对这种电池的大规模生产会产生很大的制约。5）碲化镉薄膜电池碲化镉是一种化合物半导体，其带隙最适合于光电能量转换。用这种半导体做成的光伏电池有很高的理论转换效率。碲化镉的光吸收系数很大，对于标准AM0太阳光谱，只需0.2微米厚即可吸收50的光能，10微米厚几乎可吸收100的入射光能。碲化镉是制造薄膜、高效光伏电池的理想材料，碲化镉薄膜光伏电池的制造成本低，是应用前景最好的新型光伏电池，它已经成为美、德、日、意等国研究开发的主要对象。目前，已获得的最高效率为16.5%。但是，有毒元素Cd对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容忽视的，各国均在大力研究加以克服。通过上述太阳电池性能价格比较，本工程推荐采用单晶硅太阳能电池。参照产品样本，本阶段初步选定国产的单晶硅275Wp电池组件进行光伏发电的系统设计和发电量预测，其主要技术参数见表6-1。表6-1 太阳能电池组件性能参数表编号项目技术参数与规格备注1型式多晶硅光伏组件2型号275Wp3尺寸结构1650*992*40mm4重量18.5kg5在AM1.5、1000W/m2的辐照度、25C的电池温度下的峰值参数1.1标准功率275W1.2最佳工作电压31.1V1.3最佳工作电流8.69A1.4短路电流9.15A1.5开路电压37.9V1.6最大系统电压IEC 1000VDC6温度系数6.1峰值功率温度系数-0.41%/K6.2峰值电流温度系数0.06%/K6.3峰值电压温度系数-0.33%/K6.4短路电流温度系数0.067%/K6.5开路电压温度系数-0.33%/K7温度范围-40+858功率误差范围0/+5W9表面最大承压2400Pa10承受冰雹直径25mm的冰球 冲击试验速度23m/s11接线盒类型Type IV12防护等级IP6813连接线长度1000 mm14质保期末组件输出功率80.7%15框架结构铝合金边框16背面材料复合薄膜