光伏发电-介绍.ppt

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1、光能未来Light energ futureLight energ future光伏发电可行性项目-水电分公司目录光伏发电工程简介发展历史及趋势我国光伏发电动力应用领域系统分类设备简介配备系统民建BIPV光伏发电工程环节要点工程流程重点控制环节我国光伏发电实行项目一览表政府扶持政策光伏发电工程简介光伏发电是利用太阳能电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(SolarModule)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的一种材料，在广大的无电地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，也可以与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国内外技术研究趋于成熟且具产业化的是“光

2、伏建筑一体化”技术（BIPV）。历史发展及趋势u20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。全世界都把目光投向了可再生能源，丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。站在科学家的肩膀之上，诞生了新型环保能源利用光伏发电；u早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”；u1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在

3、美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术；发展历史及趋势u20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。相继日本、德国、瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。90年代末，发展更为迅速，光伏组件生产成本降至3美元/瓦以下；u2006年的光伏行业调查表明，到2010年，光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。

4、许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。发展历史及趋势中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家2015年1-6月，累计光伏发电量190亿千瓦时，全国新增光伏发电装机容量773万千瓦，截至2015年6月底，全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦。中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发展潜力巨大，配合积极稳定的政策扶持，到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业，中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长，并吸引了更多的战略投资者融入到

5、这个行业中来。我国光伏发电动力v可再生能源中，太阳能取之不尽，清洁安全，是理想的可再生能源；v我国太阳能资源较丰富，且分布范围较广，太阳能光伏发电的发展潜力巨大；v太阳能发电技术日趋成熟；v太阳能光伏发电的应用领域编辑我们生活的各个方面；v我国有60%的有电县严重缺电，光伏市场潜力巨大。应用领域大规模荒沫/开阔地域大规模型光伏发电站并网光伏系统应用领域建筑一体化（BIPV)与建筑物相结合分布光伏发电并网光伏系统 汉能总部龙甲光伏幕墙应用领域建筑一体化（BIPV)与建筑物相结合分布光伏发电并网光伏系统 京沪高铁南京南站屋顶光伏并网项目应用领域建筑一体化（BIPV)与建筑物相结合分布光伏发电并网光

6、伏系统日本Sanyo太阳光电公司设计“诺亚方舟”地表性建筑应用领域此外还可对如下领域进行道路桥梁附属用电设施（太阳能路灯、草地灯、LED灯）通讯和工业应用（微波站、交通信号）公共事业单位用电（学校、医院、办公楼用电）农村电气化（光伏大棚、户用电）系统分类在近几年的光伏发电体系中，并网光伏发电系统是主要的发展方向，它可以节省了蓄电池的费用；通过研究理想的最大功率追踪控制技术，也将降低太阳电池发电的成本。系统分类独立光伏发电系统（离网系统）将入射的太阳辐射能转换为电能且不与公用电网连接的发电系统。可自给自足。主要组成部分：1.光伏阵列2.光伏汇流箱（内含直流防雷保护器）3.储能装置（蓄电池组）4.

7、逆变器5.监控系统6.交流配电柜7.负载系统分类独立光伏发电系统（离网系统）结构系统分类并网光伏发电系统 将入射的太阳辐射能转换为电能并入公用电网的发电系统。一般国内 外普遍采用的形式为有逆流并网发电系统，省去了存储装置，节约了 成本。结构主要组成部分：1.太阳能光伏组件 2.光伏汇流箱（内含直流防雷保护器）3.并网逆变器4监控系统5.并网配电柜（内含防雷保护器）6.并网电量计量装置7.负载8.城市电网系统分类并网光伏发电系统结构设备简介一、光伏组件光伏组件也就是太阳能电池板，是由太阳能电池及其他构件组成。按照太阳能电池材质及组件结构和用途分类见表4.1-1,表4.1-2,表4.1-3设备简介

8、设备简介设备简介二、光伏汇流箱太阳能汇流箱,太阳能光伏汇流箱，光伏阵列防雷汇流箱，太阳能发电汇流箱，光伏发电汇流箱，光伏防雷汇流箱，太阳能防雷器，太阳能光伏防雷器，光伏防雷器，光伏配电柜均为该称谓设备简介光伏汇流箱在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线，用户可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入KBT-PVX系列光伏汇流防雷箱，在光伏防雷汇流箱内汇流后，通过直流断路器输出，与光伏逆变器配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。汇流箱里配置了光伏专用直流防雷模块、直流熔断器和断路器等。设备简介设备简介

9、三、逆变器将来自太阳能的电池方阵直流电流变为负荷电网要求的直流电流的装置逆变器又称电源调整器。设备简介逆变器分类根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器，根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。设备简介逆变器功能：逆变器功能：逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能（并网系统用）、自动电压调整功能（并网系统用）、直流检测功能（并网系统用）

10、、直流接地检测功能（并网系统用）。这里简单介绍自动运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。设备简介逆变器选型的重要性：逆变器选型的重要性：要求具有较高的效率。由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。要求具有较高的可靠性。目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。要求输入电压有较宽的适应范围。由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大

11、，如12V的蓄电池，其端电压可能在10V16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。设备简介逆变器的认证逆变器的认证并网逆变器除了需要完成正常商用/工业用电器设备的安规测试以及EMC(电磁兼容)测试以外,最重要的部分是完成各个国家不同的并网测试,以满足各个国家不同的电力设施的供电参数以及电网波动的保护需求.只有在具有资质的实验室完成了这三部分的测试，并持有实验室出具的报告后,逆变器才可以取得当地的并网许可,输送电力到当地的电力公司,并取得电网补贴.简而言之,没有完成当地逆变器认证测试的逆变器,是不被当地政府或者电力公司许可接入到电网，那当然你也就没有资格获取电网补贴。

12、设备简介四、存储装置四、存储装置光伏发电系统的储能装置一般为蓄电池组其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。设备简介存储装置的作用：存储装置的作用：储能系统是光伏并网发电系统的调节、控制环节，它在光照良好发电充足时将部分电能储存起来，再根据需要在适当时候释放这部分电能，起到稳定光伏电源输出和调节供用电平衡的作用。设备简介小编存储装置对光伏系统的影响小编存储装置对光伏系统的影响 目前，由于光伏发电系统规模相对于电

13、网规模较小，同时也由于储能系统成本较高，光伏系统并网发电时通常不采用储能系统，这使得光伏系统对电网带来了一些不良的影响，从电网安全、稳定、经济运行的角度分析，不加储能的光伏并网发电系统对电网造成的影响主要有以下几点：对线路潮流的影响 对系统保护的影响 对电网经济性运行的影响 对电能质量的影响 对运行调度的影响配备系统监控及测试智能系统监控及测试智能系统光伏发电监控系统可对太阳能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备进行实时监控和控制，通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况，其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了太阳能光伏发电系统的完全

14、可靠和稳定运行 配备系统系统防雷1.直击雷措施：高于屋面避雷带和不在屋顶避雷针保护范围内的系统光伏组件，均应做避雷保护；2.预防雷电液侵入措施：系统的金属导管、电缆金属外衣、钢管、金属线槽和桥架，金属支架均应与总等电位接地装置连接；3.雷击电磁脉冲防护措施：4.a)汇流箱每路光伏组串具有二极管防反保护功能，设置光伏专用避雷器，正负极都具备防雷功能b)直流配电柜每路输入回路具有二极管防反保护功能，设置光伏专用避雷器，正负极都具备防雷功能c)交流配电柜设置电涌保护器；d)进入监控系统站控层的线路设置电泳保护器。民建BIPV光伏发电工程建筑与结构环节要点1、应结合建筑功能、建筑外观以及周围环境条件进

15、行光伏组件类型、安装位置、安装方式和色泽的选择，使之成为建筑的有机组成部分。2、安装在建筑各位或直接构成建筑围护结构的光伏组件，应具有带电警告标识及相应的电气安全防护措施，并应满足该部位建筑围护、建筑节能、结构安全和电气安全要求。3、在既有建筑上增设或改造光伏系统，必须进行建筑结构安全、建筑电气安全的复核，并满足光伏组件所在建筑部位的防火、防雷、防静电等相关功能要求和建筑节能要求。4、光伏组件的安装部位宜满足光伏组件冬至日全天有3h以上建筑日照时数的要求。5、光伏组件不应跨越建筑变形缝设置。6、光伏组件不应影响安装部位的建筑雨水系统设计。7、光伏组件的构造及安装应考虑通风降温措施，保证光伏电池

16、温度不高于85。8、多雪地区建筑屋面安装光伏组件时，宜设置便于人工融雪、清雪的安全通道民建BIPV光伏发电工程建筑与结构环节要点（一）平屋面上安装光伏组件应符合以下要求：1、光伏组件安装宜按最佳倾角进行设计；当光伏组件安装倾角10时，应考虑设置维修、人工清洗的通道；2、光伏组件安装支架宜采用可调节支架，包括自动跟踪型和手动调节型；3、光伏组件基座与结构层相连时，防水层应包到支座和金属埋件的上部，并在地脚螺栓周围作密封处理；4、在屋面防水层上安装光伏组件时，其支架基座下部应增设附加防水层；5、光伏组件周围屋面、检修通道、屋面出入口和方阵之间的人行通道上部应铺设屋面保护层；6、光伏组件的引线穿过屋

17、面处应预埋防水套管，并作防水密封处理。（二）坡屋面上顺坡架空安装的光伏组件与屋面之间的垂直距离应满足安装和通风散热间隙50mm的要求。（三）墙面上安装的光伏组件应有适当倾角，与墙面连接不应影响墙体的保温构造和节能效果，引线穿过墙面处，应预埋防水套管。穿管不宜设在结构柱处民建BIPV光伏发电工程建筑与结构环节要点（四）支架基座设计应进行稳定性验算，包括抗滑移验算和抗倾覆验算，光伏方阵与主体结构采用后加锚栓连接时，锚栓承载力设计值不应大于其选用材料极限承载力的50%。（五）安装光伏系统的预埋件设计使用年限应与主题结构相同。（六）地面安装光伏系统时，光伏组件最低点距硬质地面不宜300mm,一般地面不

18、宜1000m。（七）幕墙上安装光伏组件时候应使用PVB胶层，不宜使用EVA层压的光伏组件。（八）安装光伏方阵的结构土体承载力不小于1.0kN/m。(九）为抑制光伏组件使用期间产生温升，屋顶与光伏组件之间应留有通风间隙，通风间隙不小于100mm。（十）既有建筑的建造年代、承载状况等均不同，安装光伏系统时，应根据具体情况，选在支架式、叠合式或一体式的安装方法。民建BIPV光伏发电工程电气系统环节要点电气系统（一）电气主接线接入公用电网的光伏发电系统和电网连接的升压变压器，应选择合适的连接组合方式，以隔离逆变系统产生的直流分量。光伏方阵接线箱主开关应具备在1.25倍的最大开路电压下，安全切断1.25

19、倍光伏方阵最大短路电流的能力。光伏方阵输出端必须安装具有断弧能力的开关。置于室外的光伏方阵接线箱，应满足IP65防护等级的要求。（二）自用电系统大型光伏发电系统的自用电系统的电压宜采用380V,并宜采用动力和照明网络共用的中性点直接接地方式。（三）继电保护与二次接线u多项系统中的任何一项，当电网接口处电压超过接入系统规定的电压方位时，光伏发电系统应停止向电网送电。民建BIPV光伏发电工程电气系统环节要点u光伏发电系统应能检测到异常电压，并做出保护反应，电压的方均根值在电网接口处测量，其测量结果应符合下表：u当光伏发电系统并入的电网失压时，必须在2s内将改系统与电网断开。u当电网短路时，其逆变器

20、的过电流应不大于额定电流的1.5倍，并在0.1s内将系统与电网断开。民建BIPV光伏发电工程电气系统环节要点u非逆流光伏发电系统属于在配电侧并网，应在电力变压器的低压侧（400v)设置反向保护。u计入共用电网且有升压系统的光伏发电系统应设置自动化系统。改自动化系统应具备信息采集、测量、统计分析与远传功能、重要设备的远方控制功能、设备运行情况的监视、报警功能。u光伏发电系统的保护和二次接线应符合电力装置的继电器保护和自动装置设计规范（GB50062)、继电保护和安全自动装置技术规程（GB14285)及电力装置的电测量仪表装置设计规范（GBJ63）的规定。(四）防雷与接地安装系统的建筑应满足建筑物

21、防雷设计规范（GB50057)的规定，光伏发电系统的升压系统，应满足交流电气装置的接地的规定。光伏发电系统和并网接口设备的防雷和接地应符合光伏（PV）发电系统过压保护原则（SJ/T11127)的规定。对需要接地光伏发电系统设备，应保持接地的连续性和可靠性。当以防雷为目的的进行接地时，其接地电阻应10民建BIPV光伏发电工程电气系统环节要点为防止感应雷对光伏发电系统的设备器件造成损坏，需在光伏阵列的直流输出端安装光伏专用高压防雷模块，模块安装在直流汇线盒或直流配电柜内，采用串接断路器再并入主电路的正负极的连接方式。民建BIPV光伏发电工程附属系统环节要点一、通风与空气调节系统光伏发电系统的逆变控

22、制室、开关室及其它工艺、设备房间，应满足对温度、湿度的要求，必要时可增设空调。光伏发电系统的逆变控制室通风，宜采用自然进风，机械排风。夏季排风温度宜不超过40，进风与排风温差应不超过15。光伏发电系统的变配电室、电容器室通风，宜采用自然进，自然排风方式。夏季排风温度宜不超过40；当自然通风不满足要求时，可采用机械通风。二、消防设施u当光伏发电系统单台变压器容量5000KVA时，应设置室外消防给水系统，其系统设置应参考火力发电厂与变电站设计防火规范（GB50229)的相关规定。u光伏发电系统应配置移动式灭火器，灭火器配置应符合建筑灭火器配置设计规范（GB50140)与火力发电厂与变电站设计防火规

23、范（GB50229)的相关规定。民建BIPV光伏发电工程附属系统环节要点u安装光伏发电的系统的民用建筑，其设备房宜纳入该建筑的报警控制系统内，并在该设备房间中设置相应的火灾报警探测器。对报警控制系统的布置及选择，应符合火力发电厂与变电站设计的防火规范（GB50229)的相关规定。u当光伏发电系统单独设置时，其单台变压器容量5000KVA时，应设置火灾报警系统，幷应具有火灾信号远传功能。u当光伏发电系统火灾报警系统为区域报警系统时，各探测器及火灾报警装置等设备，应符合火灾自动报警系统设计规范（GB50116）的相关规定。u大型光伏发电系统各类设备室内火灾探测器的选择，应根据安装部位的特点采用不同

24、类型的探测器，其布置及选择应符合火力发电厂与变电站设计防火规范（GB50229)的相关规定。u光伏发电系统的消防供电系统，应符合火力发电厂与变电站设计防火规范（GB50229)的相关规定。民建BIPV光伏发电工程工艺流程工程流程重点控制环节施工准备：一、新建建筑中光伏发电系统的安装，应纳入建筑设备安装施工组织设计，并应包括与主体结构施工、设备安装、建筑装饰装修相协调的配合方案及安全措施。改建以及扩建建筑中光伏发电系统的安装应单独编制与以上相近的施工方案。二、光伏发电系统安装前应具备下列条件：1、设计文件齐全，并已审核通过；2、施工组织设计或施工方案已审查批准；3、施工场地符合施工组织设计要求；

25、4、现场水、电、场地、道路等条件能满足正常施工需要；5、预留基座、孔洞、预埋件、设施应符合设计图纸要求，并已验收合格。工程流程重点控制环节施工准备：一、新建建筑中光伏发电系统的安装，应纳入建筑设备安装施工组织设计，并应包括与主体结构施工、设备安装、建筑装饰装修相协调的配合方案及安全措施。改建以及扩建建筑中光伏发电系统的安装应单独编制与以上相近的施工方案。二、光伏发电系统安装前应具备下列条件：1、设计文件齐全，并已审核通过；2、施工组织设计或施工方案已审查批准；3、施工场地符合施工组织设计要求；4、现场水、电、场地、道路等条件能满足正常施工需要；5、预留基座、孔洞、预埋件、设施应符合设计图纸要求

26、，并已验收合格。工程流程重点控制环节光伏方阵安装安装时需注意问题：（1）电池板排列应主要考虑串联数和并联数，不能造成电池板闲置浪费等问题。阵列数应和串并联数合理配合，方便分组连线。（2）电池板一定要考虑散热问题，在夏天很热的时候因温度升高而造成功率损失不容忽视，应设计通风道，通常单块太阳能电池之间保持间隙5至10cm。（3）光伏阵列电池板之间应该留有专门的维修通道。（4）太阳能光伏阵列的安装应充分考虑其所在建筑本身结构的承重能力，支架的承重点要绝对保证座落在建筑主体大梁上，以免留下安全隐患或是造成施工事故。工程流程重点控制环节光伏方阵安装安装时需注意问题：（5）施工安装人员应采取以下防触电措施

27、：穿绝缘鞋，带低压绝缘手套，使用绝缘工具；在建筑场地附近安装光伏系统时，应保护和隔离安装位置上空的架空电线；不应在雨、雪、大风天作业。（6）光伏系统安装施工时还应采取以下安全措施：光伏系统的产品和部件在存放、搬运、吊装等过程中不得碰撞受损。光伏组件吊装时，其底部要衬垫木，背面不得受到任何碰撞和重压；光伏组件在安装时表面应铺遮光板，遮挡阳光，防止电击危险；工程流程重点控制环节光伏组件的输出电缆不得非正常短路；对无断弧功能的开关进行连接时，不得在有负荷或能够形成低阻回路的情况下接通正负极或断开；连接完成或部分完成的光伏系统，遇有光伏组件破裂的情况应及时设置限制接近的措施，并由专业人员处置；电路接通

28、后应注意热斑效应的影响，不得局部遮挡光伏组件；在坡度大于10的坡屋面上安装施工，应设置专用踏脚板。工程流程重点控制环节电气系统安装1、电气装置的安装应符合建筑电气安装工程施工质量验收规范（GB50303)的规定。2、电缆线路施工应符合电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（GB50168)的规定。3、当两根电缆连接时，必须使用符合绝缘标准的橡胶套。4、有蓄电池的光伏发电系统，蓄电池的上方和周围不得堆放杂物，应严防蓄电池两极短路，不得影响蓄电池的正常通风。5、在控制逆变器表面，不得设置其他电气设备和对方杂物，不得破坏逆变器的通风环境。6、光伏发电系统直流部分的施工，应注意正负极性。7、对穿越楼板

29、、屋面和墙面的电缆，其防水套管与建筑物主体间的缝隙，必须做好防水密封，并做好建筑物表面光洁处理。工程流程重点控制环节检测与调试1、光伏发电系统检测系统前应检查下列内容：接线箱、逆变器、并网保护系统和变压器等设备，接头无锈蚀、松动，结构和电气连接正确和完整，无功能衰退等缺陷；应确认光伏组件的连接可靠、极性正确，线路连接满足设计要求，光伏组件无遮挡，向阳面清洁；安装使用条件应符合设备使用说明说和相关标准、规程的规定。工程流程重点控制环节2、检测光伏发电系统时应注意：日照和风力稳定，光伏方阵接受光照时段较好；当光伏方阵朝向正南时，宜在10:0014:00时段件检测；暴露在明亮环境下，光伏发电系统应能

30、产生电压，测量时应注意安装，防止电击；应依次分级测量各光伏组件串、方阵、直流母线、交流母线、交流侧和整个光伏发电系统；应在确定前级正常工作后，在测量后级；检测设备的重复性和准确度等技术性能，并优于光伏发电系统本身的计量检测设备的性能，并符合光伏发电系统的设计技术指标的要求；光伏发电系统运行前，其检测应记录详细，应形成有效的记录并存档。工程流程重点控制环节3、安全性检测 对光伏发电系统和控制器接口进行耐雷电流、电压试验时，其安全性检测方案如右图所示：在无光照的条件下，短接光伏方阵输出端，测量输出端与接地端的绝缘电阻（R)测试结构应符合R40（M*m）/光伏组件总面积（m）工程流程重点控制环节4、系统调试 光伏发电系统的调试应由具有相应资质的专业机构和人员负责。光伏发电系统的调试步骤应为：先调试光伏组件串，调试合格后再依次调试光伏方阵、光伏发电系统直流侧和整个并网光伏发电系统，直接合格。光伏发电系统设备投入试运行后，应由专业技术人员连续监测24h，且该监测期应是辐照良好的天气。监测并记录设备运行参数均符合设计规定要求。并网光伏发电系统的输出电能质量测试，其测试电路可参照右图：工程流程重点控制环节工程流程重点控制环节我国光伏发电项目一览表我国光伏发电项目一览表我国光伏发电项目一览表