1、畢業(yè)設(shè)計論文說明書設(shè)計論文題目：太陽能光伏電站設(shè)計 學(xué) 校 ： 函授教學(xué)站點(diǎn)： 年 級 專 業(yè) ： 姓 名： 畢業(yè)設(shè)計論文任務(wù)書論文題目：要 求：(時間自 年 月 日至 年 月 日指導(dǎo)教師 ： 下達(dá) 時間： 年 月 日設(shè)計說明論文摘要：光伏發(fā)電工程，符合我國21世紀(jì)可持續(xù)開展能源戰(zhàn)略規(guī)劃；也是開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，建設(shè)和諧社會的具體表達(dá)；同時對推進(jìn)太陽能利用及光伏電池組件產(chǎn)業(yè)的開展進(jìn)程具有非常重大的示范意義，可充分促進(jìn)硅礦、硅提煉、電池片生產(chǎn)、組件生產(chǎn)、系統(tǒng)集成應(yīng)用整條產(chǎn)業(yè)鏈的開展，大規(guī)模帶動就業(yè)，其社會政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等效益顯著。1太陽能是清潔干凈、可再生的自然能源，使用中無溫室氣體和污染物排放

2、，與生態(tài)環(huán)境和諧，符合經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)開展戰(zhàn)略。2所發(fā)電能饋入電網(wǎng)，以電網(wǎng)為儲能裝置。3光伏電池組件與建筑物完美結(jié)合。4分布式建設(shè)，就近就地分散發(fā)供電，進(jìn)入和退出電網(wǎng)靈活。5可起調(diào)峰作用。該設(shè)計工程是利用學(xué)校區(qū)內(nèi)5棟多媒體教學(xué)樓等空閑屋頂建設(shè)屋頂太陽能光電建筑工程。依據(jù)最先進(jìn)的光伏建筑一體化的技術(shù)，將太陽能發(fā)電站與建筑本身完美地結(jié)合在一起。工程總的裝機(jī)容量為650kWp即光伏電站電池組件的峰值功率，采用的是高效的多晶硅組件電池板, 使用壽命在25年以上；工程整體系統(tǒng)效率在80%以上；光伏系統(tǒng)所發(fā)的電全部并入最近的400V變電站，并網(wǎng)使用配置雙向計量電表。 該設(shè)計工程實(shí)際裝機(jī)容量為645.12kW

3、p，25年均發(fā)電量為73.7萬度電，年均節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤258噸，年均CO2節(jié)排778.7噸。參考書目：1. 電池組件標(biāo)準(zhǔn): IEC61727:2004IEC61215IEC617302.?建筑結(jié)構(gòu)載荷標(biāo)準(zhǔn)? GB50009-20013、?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50017-20034、?建筑物防雷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50057-20035、?建筑設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)? GBJ12-872001版6、?建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50011-20017、?光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求? GB/T 19939-20058、?光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定? GB/Z 19964-20059、?光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性? GB/T

4、 20046-200610、?電壓波動和閃變? GB 12326-20011、?公共電網(wǎng)諧波? GB/T 4549-1993指 導(dǎo) 教 師 評 語評語指導(dǎo)教師職稱年 月 日答 辯 評 語評語成 績辯論組長簽字時 間年 月 日說 明1、要求學(xué)生按上述格式用A4紙打印，正文原那么要求宋體或楷體打印,大標(biāo)題用二號,小標(biāo)題用三號字,正文用小四號.不便打印的，應(yīng)用正楷書寫整齊。封皮要求打印 2、裝訂順序?yàn)?封皮?畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書?指導(dǎo)教師評語?辯論評語?設(shè)計說明論文摘要?目錄?正文?。 3、具體程序：1指導(dǎo)教師填寫任務(wù)書，交給學(xué)生。2學(xué)生設(shè)計完成后打印成稿交給指導(dǎo)教師，由指導(dǎo)教師填寫評語，交辯論教師審閱。

5、3辯論完畢后由辯論小組組長填寫評語和成績。4、說明:畢業(yè)論文說明書樣式請到河南科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院網(wǎng)頁“文件下載中下載目 錄 TOC o 1-5 h z u HYPERLINK l _一、工程概況一、設(shè)計工程概況 PAGEREF _Toc228352712 h 1HYPERLINK l _Toc228352713 o 1.1 工程地理位置1.1 工程地理位置 PAGEREF _Toc228352713 h 1 HYPERLINK l _Toc228352714 1.2 建筑類型 PAGEREF _Toc228352714 h 1 HYPERLINK l _Toc228352715 1.3 建筑

6、面積和安裝容量 PAGEREF _Toc228352715 h 1 HYPERLINK l _Toc228352716 1.4 建設(shè)條件 PAGEREF _Toc228352716 h 2 HYPERLINK l _Toc228352717 1.5 太陽能資源分析 PAGEREF _Toc228352717 h 2 HYPERLINK l _Toc228352718 二、示范目標(biāo)及主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc228352718 h 3 HYPERLINK l _2.1_光伏發(fā)電系統(tǒng)主要內(nèi)容 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc228352719 h 3 HYPERLIN

7、K l _Toc228352720 2.2示范目標(biāo) PAGEREF _Toc228352720 h 4 HYPERLINK l _Toc228352721 三、技術(shù)方案 PAGEREF _Toc228352721 h 5 HYPERLINK l _Toc228352723 3.1 光電系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計方案 PAGEREF _Toc228352723 h 5 HYPERLINK l _Toc228352724 3.1.1 設(shè)計依據(jù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc228352724 h 5 HYPERLINK l _Toc228352725 3.1.2 光伏建筑一體化設(shè)計 PAGEREF _Toc

8、228352725 h 6 HYPERLINK l _Toc228352726 3.1.3 整體并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc228352726 h 7 HYPERLINK l _Toc228352727 3.1.3.1 系統(tǒng)發(fā)電原理 PAGEREF _Toc228352727 h 7 HYPERLINK l _Toc228352728 3.1.3.2 系統(tǒng)能效計算分析 PAGEREF _Toc228352728 h 12 HYPERLINK l _Toc228352729 3.1.3.2.1方陣布置方案分析 PAGEREF _Toc228352729 h 12 HYPERLINK l

9、 _Toc228352730 3.1.3.2.2 系統(tǒng)發(fā)電量計算 PAGEREF _Toc228352730 h 13 HYPERLINK l _Toc228352731 3.1.3.2.3 系統(tǒng)費(fèi)效比 PAGEREF _Toc228352731 h 17 HYPERLINK l _Toc228352732 3.1.3.3 整體系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc228352732 h 17 HYPERLINK l _Toc228352733 3.1.3.4光伏方陣電氣設(shè)計 PAGEREF _Toc228352733 h 19 HYPERLINK l _Toc228352734 3.1.3.5電

10、氣系統(tǒng)構(gòu)成 PAGEREF _Toc228352734 h 19 HYPERLINK l _Toc228352735 3.1.3.6 主要設(shè)備清單 PAGEREF _Toc228352735 h 22 HYPERLINK l _Toc228352750 3.2 系統(tǒng)節(jié)能量計算 PAGEREF _Toc228352750 h 23 HYPERLINK l _Toc228352751 3.3 檢測預(yù)留方案 PAGEREF _Toc228352751 h 24 HYPERLINK l _Toc228352752 3.4 運(yùn)行維護(hù)方案 PAGEREF _Toc228352752 h 25 HYPERL

11、INK l _Toc228352753 3.4.1 太陽能組件及其支架系統(tǒng)的保養(yǎng)維護(hù)及考前須知 PAGEREF _Toc228352753 h 25 HYPERLINK l _Toc228352754 3.4.2控制逆變器的保養(yǎng)維護(hù)及考前須知 PAGEREF _Toc228352754 h 25 HYPERLINK l _Toc228352757 3.4.3電線電纜的保養(yǎng)維護(hù)及考前須知 PAGEREF _Toc228352757 h 26 HYPERLINK l _Toc228352758 3.4.4 數(shù)據(jù)計量遠(yuǎn)傳方案 PAGEREF _Toc228352758 h 27 HYPERLINK

12、l _Toc228352759 3.4.4.1系統(tǒng)通信 PAGEREF _Toc228352759 h 27 HYPERLINK l _Toc228352760 3.4.4.2數(shù)據(jù)采集 PAGEREF _Toc228352760 h 28 HYPERLINK l _Toc228352761 3.4.4.3數(shù)據(jù)通訊 PAGEREF _Toc228352761 h 28 HYPERLINK l _Toc228352762 3.4.5 運(yùn)行維護(hù) PAGEREF _Toc228352762 h 30 HYPERLINK l _Toc228352764 3.5 工程效益及風(fēng)險分析 PAGEREF _To

13、c228352764 h 31 HYPERLINK l _Toc228352765 3.5.1 工程經(jīng)濟(jì)效益 PAGEREF _Toc228352765 h 31 HYPERLINK l _3.5.2_工程環(huán)境影響分析 3.5.2 工程環(huán)境影響分析 PAGEREF _Toc228352766 h 31 HYPERLINK l _Toc228352767 3.5.3市場需求分析 PAGEREF _Toc228352767 h 32 HYPERLINK l _Toc228352768 3.5.4工程風(fēng)險分析 PAGEREF _Toc228352768 h 33 HYPERLINK l _Toc22

14、8352773 3.6結(jié)論 PAGEREF _Toc228352773 h 34一、設(shè)計工程概況1.1 工程地理位置本工程建設(shè)地點(diǎn)為洛陽市某大學(xué)的五棟多媒體教學(xué)樓屋頂。洛陽市位于河南省西部，地處東經(jīng)111.8至112.59，北緯33.35 至35.05之間。洛陽處于北溫帶，屬大陸性氣候，春季干旱，夏熱多雨，秋季溫和，冬季寒冷。年均氣溫14.86，年均降水量578.2毫米。亞歐大陸橋東段，橫跨黃河中游兩岸，“居天下之中素有“九州腹地之稱。洛陽地理條件優(yōu)越。它位于暖溫帶南緣向北亞熱帶過渡地帶，四季清楚，氣候宜人。年平均氣溫14.2降雨量546毫米。東鄰鄭州，西接三門峽， 北跨黃河與焦作接壤，南與平

15、頂山、南陽相連。東西長約179公里， 南北寬約168公里1.2 建筑類型本設(shè)計工程所選擇的5棟多媒體教學(xué)樓本身已經(jīng)到達(dá)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能率到達(dá)50%。經(jīng)實(shí)地勘測5棟多媒體教學(xué)樓的屋面可利用進(jìn)行光伏電站建設(shè), 所有建筑整體南北走向，屋頂為混凝土水泥上人屋面，東、西、南側(cè)均無明顯的高大近距離障礙物對房屋屋頂?shù)墓庹沼姓趽酰菝孑d重符合要求，完全可以在屋頂架設(shè)太陽能光伏組件。校舍主體朝向?yàn)檎掀鞣较颍蚣眩柲荛_發(fā)利用資源條件較好。本工程中的太陽能方陣作為屋頂?shù)母魺釋?實(shí)現(xiàn)了光伏組件的建筑構(gòu)件化, 便于此類工程在類似地區(qū)得到進(jìn)一步推廣。1.3 建筑面積和安裝容量經(jīng)實(shí)地測量計算，校區(qū)內(nèi)上述5棟建筑屋面

16、總面積約為10000平方米，可利用面積超過9280平方米，屋面開闊平坦，坡度小于3%，無雜物設(shè)備堆積存放，可以實(shí)現(xiàn)光伏總裝機(jī)容量650kW。1.4 建設(shè)條件1富集的太陽光照資源，保證較穩(wěn)定的發(fā)電量；2靠近主干電網(wǎng)，以減少新增輸電線路的投資；3主干電網(wǎng)的線徑具有足夠的承載能力，在根本不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力；4便利的交通、運(yùn)輸條件和生活條件；5能產(chǎn)生附加的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，有助于抵消局部電價本錢；6良好的示范條件，讓公眾認(rèn)識和接受光伏發(fā)電技術(shù)，具有一定的社會影響力。1.5 太陽能資源分析地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)。資源豐度一般以全年總輻射量和

17、全年日照總時數(shù)表示。就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國西藏、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時數(shù)最大，為世界太陽能資源最豐富地區(qū)。我國屬太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時數(shù)大于2000小時。 我國太陽能資源分布圖我國將上圖中日照輻射強(qiáng)度超過9250MJ/m2的西藏西部地區(qū)以外的地區(qū)分為五類。一類地區(qū) 全年日照時數(shù)為32003300小時，年輻射量在75009250MJ/m2。相當(dāng)于225285kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部和新疆南部等地。二類地區(qū) 全年日照時數(shù)為30003200小時，輻射量在58507500MJ/m2，相當(dāng)于20

18、0225kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。此區(qū)為我國太陽能資源較豐富區(qū)。 三類地區(qū) 全年日照時數(shù)為22003000小時，輻射量在50005850 MJ/m2，相當(dāng)于170200kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇中北部和安徽北部等地。 四類地區(qū) 全年日照時數(shù)為14002200小時，輻射量在41505000 MJ/m2。相當(dāng)于140170kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要是長江中下游、福建、 浙江和廣

19、東的一局部地區(qū)，春夏多陰雨，秋冬季太陽能資源還可以。 五類地區(qū) 全年日照時數(shù)約10001400小時，輻射量在33504190MJ/m2。相當(dāng)于115140kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括四川、貴州兩省。此區(qū)是我國太陽能資源最少的地區(qū)。 一、二、三類地區(qū)，年日照時數(shù)不小于2200h，是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū)，面積較大，約占全國總面積的23以上，具有利用太陽能的良好條件。四、五類地區(qū)雖然太陽能資源條件較差，但仍有一定的利用價值。 洛陽市屬我國第三類太陽能資源區(qū)域，較適合建設(shè)太陽能光伏發(fā)電工程。示范目標(biāo)及主要內(nèi)容2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)主要內(nèi)容太陽能組件通過適宜的串并聯(lián)，滿足并網(wǎng)逆變器要求

20、的直流輸入電壓和電流。每塊組件接線盒都配有旁路二極管，防止“熱斑效應(yīng)，將組件由于局部被遮蔭或電池片故障而導(dǎo)致的失效對系統(tǒng)效率的危害降到最低。同時，太陽能方陣的直流匯流箱內(nèi)設(shè)置防反二極管，以防止各并聯(lián)組件串之間形成回路，造成能源浪費(fèi)和縮減組件的壽命。并網(wǎng)逆變器采用雙環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)時檢測電網(wǎng)狀態(tài)，取得電網(wǎng)電壓、電流、頻率、相位等關(guān)鍵變量，通過計算分析，使輸出電力與電網(wǎng)同步運(yùn)行。且在運(yùn)行期間，并網(wǎng)逆變器按工頻周期檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦電網(wǎng)異常如突然停電，壓降幅度超標(biāo)，并網(wǎng)逆變器立即觸發(fā)內(nèi)部電子開關(guān)，實(shí)現(xiàn)瞬時與電網(wǎng)斷開。同時，并網(wǎng)逆變器不斷檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦其恢復(fù)正常并通過并網(wǎng)逆變器的計算分析，并網(wǎng)逆變器

21、將重新并網(wǎng)。總之，作為并網(wǎng)系統(tǒng)的控制核心和直流變交流的樞紐，并網(wǎng)逆變器高度的自動化和精密的檢測控制功能從根本上保證了系統(tǒng)并網(wǎng)的平安性和可靠性。太陽能組件邊框及其支撐結(jié)構(gòu)均與建筑現(xiàn)有的接地系統(tǒng)連接，并網(wǎng)逆變器開關(guān)柜等設(shè)備外殼接地，防止直擊雷及觸電危險。另外，直流和交流回路中均設(shè)有防雷模塊，防止感應(yīng)雷擊波傷害。系統(tǒng)配有完善的通訊監(jiān)控系統(tǒng)，全面檢測環(huán)境和系統(tǒng)的狀態(tài)，將光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、太陽能板溫度、風(fēng)速等環(huán)境變量和系統(tǒng)的電壓、電流、相位、功率因數(shù)、頻率、發(fā)電量等系統(tǒng)變量通過RS485或以太網(wǎng)或GPRS傳輸直控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；同時如將同一地區(qū)多個并網(wǎng)電站的信息傳輸直同一控制中心，可方便區(qū)域的電

22、網(wǎng)調(diào)度管理。并網(wǎng)系統(tǒng)可作為一種補(bǔ)充性能源，而不能作為后備或主要電力；這是因?yàn)槠浒l(fā)電量相對安裝場所的用電量而言，一般比重不超過20%，而且由于其“孤島保護(hù)功能，即電網(wǎng)停電時，并網(wǎng)逆變器要與電網(wǎng)斷開，以防止太陽能系統(tǒng)所發(fā)電力在電網(wǎng)停電檢修時引發(fā)平安事故。 不可按照并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量而將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定的負(fù)載掛鉤，即將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定負(fù)載實(shí)現(xiàn)一對一供電和用電。這是因?yàn)椴⒕W(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量依賴于系統(tǒng)的裝機(jī)容量和天氣條件主要是光照和氣溫，其有效輸出不是恒定的而是隨機(jī)波動的；另一方面，負(fù)載的耗電量也會隨負(fù)載特性功耗的大小變化，如待機(jī)和工作時功耗明顯不同、負(fù)載投入使用的頻次、使用時間而隨機(jī)變化，因此如將并網(wǎng)系統(tǒng)和特定

23、負(fù)載掛鉤，將很難在不同時點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)供需平衡。理想的做法是將并網(wǎng)系統(tǒng)的輸出直接連接在當(dāng)?shù)毓╇娔概派希瑢?shí)現(xiàn)系統(tǒng)即發(fā)即用，就近使用，缺乏局部可從電網(wǎng)索取補(bǔ)充。2.2示范目標(biāo)光伏發(fā)電工程的建設(shè)，符合我國21世紀(jì)可持續(xù)開展能源戰(zhàn)略規(guī)劃；也是開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，建設(shè)和諧社會的具體表達(dá)；同時對推進(jìn)太陽能利用及光伏電池組件產(chǎn)業(yè)的開展進(jìn)程具有非常重大的示范意義，可充分促進(jìn)硅礦、硅提煉、電池片生產(chǎn)、組件生產(chǎn)、系統(tǒng)集成應(yīng)用整條產(chǎn)業(yè)鏈的開展，大規(guī)模帶動就業(yè)，其社會政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等效益顯著。1利用清潔干凈、可再生的自然能源太陽能發(fā)電，不耗用不可再生的、資源有限的含碳化石能源，使用中無溫室氣體和污染物排放，與生態(tài)環(huán)境和諧，

24、符合經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)開展戰(zhàn)略。2所發(fā)電能饋入電網(wǎng)，以電網(wǎng)為儲能裝置，省掉蓄電池，比獨(dú)立太陽能光伏系統(tǒng)的建設(shè)投資可減少達(dá)35一45，從而使發(fā)電本錢大為降低。省掉蓄電池并可提高系統(tǒng)的平均無故障時間和蓄電池的二次污染。3光伏電池組件與建筑物完美結(jié)合，既可發(fā)電又能作為建筑材料和裝飾材料，使物質(zhì)資源充分利用發(fā)揮多種功能，不但有利于降低建設(shè)費(fèi)用，并且還使建筑物科技含量提高。4分布式建設(shè)，就近就地分散發(fā)供電，進(jìn)入和退出電網(wǎng)靈活，既有利于增強(qiáng)電力系統(tǒng)抵御戰(zhàn)爭和災(zāi)害的能力，又有利于改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡，并可降低線路損耗。5可起調(diào)峰作用。聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)是世界各興旺國家在光伏應(yīng)用領(lǐng)域競相開展的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，是世界

25、太陽能光伏發(fā)電的主流開展趨勢。三、技術(shù)方案3.1 光電系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計方案3.1.本光伏發(fā)電工程應(yīng)用技術(shù)方案的編寫參照了如下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):1. 電池組件標(biāo)準(zhǔn): IEC61727:2004IEC61215IEC617302.?建筑結(jié)構(gòu)載荷標(biāo)準(zhǔn)? GB50009-20013、?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50017-20034、?建筑物防雷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50057-20035、?建筑設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)? GBJ12-872001版6、?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50010-20027、?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50007-20028、?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)? JGJ79-919、?建筑結(jié)構(gòu)可靠設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)? G

26、B50068-200110、?建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB50011-200111、?建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)? GB50023-200412、?光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求? GB/T 19939-200513、?光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定? GB/Z 19964-200514、?光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性? GB/T 20046-200615、?電壓波動和閃變? GB 12326-20016、?公共電網(wǎng)諧波? GB/T 4549-19933.1.2光伏建筑一體化是將太陽能利用設(shè)施與建筑有機(jī)結(jié)合，利用太陽能集熱器替代屋頂覆蓋層或替代屋頂保溫層，既消除了太陽能對建筑物形象的影響，又防止了重復(fù)投資，降低了本

27、錢。太陽能與建筑一體化是未來太陽能技術(shù)開展的方向。太陽能與建筑一體化技術(shù)的特點(diǎn)： 1.把太陽能的利用納入環(huán)境的總體設(shè)計，把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，太陽能設(shè)施成為建筑的一局部，相互間有機(jī)結(jié)合，取代了傳統(tǒng)太陽能的結(jié)構(gòu)所造成的對建筑的外觀形象的影響；2.利用太陽能設(shè)施完全取代或局部取代屋頂覆蓋層，可減少本錢，提高效益；3.可用于平屋頂或斜屋頂，一般對平屋頂而言用覆蓋式，對斜屋頂用鑲嵌式；隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活水平的提高，城市花園住宅已經(jīng)成為潮流，同時能源危機(jī)和環(huán)境的惡化也在不斷加劇，為此，既清潔又取之不盡的太陽能產(chǎn)品的開發(fā)和利用亟需普及，讓太陽能產(chǎn)品助推城市花園化住宅實(shí)現(xiàn)既環(huán)保又節(jié)能，讓未來住宅都

28、太陽能化。隨著國內(nèi)太陽熱水器行業(yè)的開展，消費(fèi)者對生活熱水的要求，越來越高，而且對建筑的美觀越來越重視，原有的悶曬式、緊湊式已不能滿足人們的需求。太陽能作為一種無處不在、取之不盡、用之不竭的，潔凈無污染的能源正日益受到重視，它的廣泛應(yīng)用對于節(jié)約不可再生的礦物能源，保護(hù)環(huán)境，改善人類生存空間，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)性開展具有重要的意義。太陽能集熱器本身具有防水隔熱的作用，這與建筑物屋頂?shù)淖饔镁哂邢嗨浦帲纯梢岳锰柲芗療嵩O(shè)施局部或全部代替屋頂覆蓋層的作用，從而可節(jié)約投資。因此，假設(shè)能把建筑物與太陽能設(shè)施放到一起考慮，實(shí)現(xiàn)相互間的有機(jī)結(jié)合，便可節(jié)約投資，保持建筑物的整體美觀性不受破壞，又可最大限度

29、的利用設(shè)施與建筑的一體化問題，一般簡稱作“太陽能與建筑一體化。本設(shè)計工程光伏組件陣列在屋頂呈30度傾角排布，起到屋面隔熱層作用，降低了大樓能耗，對周邊環(huán)境不會產(chǎn)生不良影響，應(yīng)得到大力推廣應(yīng)用。3.1.33.1.3光伏發(fā)電系利用半導(dǎo)體材料的光生伏打效應(yīng)原理直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。通過光伏電池進(jìn)行太陽能-電能的直接轉(zhuǎn)換，并與測量控制裝置和直流交流轉(zhuǎn)換裝置相配套，就構(gòu)成了光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電具有許多其它發(fā)電方式無法比較的優(yōu)點(diǎn)：不消耗燃料、規(guī)模靈活、無污染、平安可靠、維護(hù)簡單、壽命較長等等，所以自從實(shí)用性硅太陽能電池問世以來，世界上很快就開始了太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主

30、要由太陽能組件方陣和并網(wǎng)逆變器兩局部組成。太陽能組件將光能轉(zhuǎn)化為直流電能，并網(wǎng)逆變器將直流電能逆變成交流電能供負(fù)載使用或傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。如下列圖所示:白天有日照時，太陽能組件方陣發(fā)出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電供給負(fù)載使用或傳輸?shù)焦搽娋W(wǎng)。當(dāng)光照缺乏或電網(wǎng)異常時，系統(tǒng)自動停止運(yùn)行。同時不斷檢測電網(wǎng)和光照條件，當(dāng)光照充足且電網(wǎng)正常時，系統(tǒng)再次并網(wǎng)運(yùn)行。光伏并網(wǎng)發(fā)電原理圖太陽能組件通過導(dǎo)線連接的太陽能電池被密封成的物理單元被稱為太陽能電池組件，具有一定的防腐、防風(fēng)、防雹、防雨的能力，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域和系統(tǒng)。每片太陽能電池只能產(chǎn)生大約0.5伏的直流電壓，遠(yuǎn)低于實(shí)際使用所需電壓，為了滿足實(shí)際應(yīng)用的

31、需要，需要把太陽能電池串聯(lián)成組件。太陽能電池組件包含一定數(shù)量的太陽能電池，這些太陽能電池通過導(dǎo)線連接。每件組件通常封裝36片或72片太陽能電池片，正常輸出工作電壓約17V或35V左右。當(dāng)應(yīng)用領(lǐng)域需要較高的電壓和電流而單個組件不能滿足要求時，可把多個組件串、并聯(lián)組成太陽能電池方陣，以獲得所需要的電壓和電流。本工程采用高效多晶硅太陽能電池組件, 組件顏色為天藍(lán)色, 組件電池按照嚴(yán)格的電池檢驗(yàn)程序，依靠國內(nèi)國外最先進(jìn)的光伏檢測機(jī)構(gòu)，保證電池的效率和穩(wěn)定性處于世界先進(jìn)水平。 多晶硅電池組件 多晶硅太陽能電池組件STP280-24/vd參數(shù)，轉(zhuǎn)換效率14.5%太陽電池種類多晶硅電池太陽電池組件型號STP

32、280-24/vd電池數(shù)72 (12 x 6)指標(biāo)單位數(shù) 據(jù)峰值功率Wp280開路電壓VocV44.8短路電流IscA8.33工作電壓VmpptV35.2工作電流ImpptA7.95工作溫度0-40到+85最大系統(tǒng)電壓V 1000最大串聯(lián)保險絲容量A20功率誤差%+3尺寸mm1956x992x50安裝尺寸mm1176x942x50 或1676x942x50重量kg27前玻璃厚度mm4mm鋼化玻璃框架氧化鋁合金接線盒IP67標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)稱電池工作溫度NOTC0452峰值功率溫度系數(shù)%/K-0.47% 0.05 開路電壓溫度系數(shù)%/K-0.34%0.01短路電流溫度系數(shù)%/K0.055%0.0110年功

33、率衰降% 825年功率衰降% 20并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)逆變器為跟隨電網(wǎng)頻率和電壓變化的電流源，功率因數(shù)為1或指令調(diào)節(jié)以電網(wǎng)為支撐，無法單獨(dú)發(fā)電，在電網(wǎng)中容量受限，輸出功率由光伏輸入決定。目前并網(wǎng)型逆變器的研究主要集中于DC-DC和DC-AC兩級能量變換的結(jié)構(gòu)，DC-DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點(diǎn)使其跟蹤最大工作點(diǎn)；DC-AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時獲得單位功率因數(shù)。本工程擬采用300KW集中型逆變器, 具有如下特點(diǎn):采用了新型高效IGBT和功率模塊，降低了系統(tǒng)的損耗，提高了系統(tǒng)的效率。使用全光纖驅(qū)動，可靠防止了系統(tǒng)的誤觸發(fā)并大大降低了電磁干擾對系統(tǒng)的影響，從而增強(qiáng)了整機(jī)的穩(wěn)定性

34、與可靠性。采用新型智能矢量控制技術(shù)，可以抑制三相不平衡對系統(tǒng)的影響，并同時提高直流電壓利用率，拓展了系統(tǒng)的直流電壓輸入范圍。新型智能人機(jī)界面，大大增加了監(jiān)控的系統(tǒng)參數(shù)，圖形化的界面方便了用戶及時掌握系統(tǒng)的整體信息。數(shù)據(jù)采集與存儲功能，可以記錄最近100天以內(nèi)的所有歷史參數(shù)、故障和事件并可以方便導(dǎo)出，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理提供根底。增強(qiáng)的防護(hù)功能，增加了直流接地故障保護(hù)，緊急停機(jī)按鈕和開/關(guān)旋鈕提供了雙重保護(hù)，系統(tǒng)具有直流過壓、直流欠壓、頻率故障、交流過壓、交流欠壓、IPM故障、溫度故障、通訊故障等最為全面的故障判斷與檢測。經(jīng)過屢次升級的系統(tǒng)監(jiān)控軟件，可以適應(yīng)多語種windows平臺，集成環(huán)境監(jiān)控系

35、統(tǒng)，界面簡單，參數(shù)豐富，易于操作。專為光伏電站設(shè)計的群控功能，可以即時監(jiān)控天氣變化，并根據(jù)實(shí)時信息決定多臺逆變器的關(guān)斷或開通，試驗(yàn)結(jié)果說明，該種群控器可以有效提高系統(tǒng)效率1%2%,從而給用戶帶來更多的收益。工頻隔離變壓器，實(shí)現(xiàn)光伏陣列和電網(wǎng)之間的相互隔離；高轉(zhuǎn)換效率歐洲效率95.2%，全范圍內(nèi)96.2%；具有直流輸入手動分?jǐn)嚅_關(guān)，交流電網(wǎng)手動分?jǐn)嚅_關(guān)，緊急停機(jī)操作開關(guān)；提供包括RS485或Ethernet以太網(wǎng)遠(yuǎn)程通訊接口。其中RS485遵循Modbus通訊協(xié)議；Ethernet以太網(wǎng)接口支持TCP/IP協(xié)議 ，支持動態(tài)(DHCP)或靜態(tài)獲取IP 地址。PVI-CENTRAL-300逆變器集中

36、型光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)參數(shù)表逆變器技術(shù)參數(shù)逆變器型號PVI-CENTRAL-300輸出額定功率330KW最大交流側(cè)功率354KW最大交流電流486最高轉(zhuǎn)換效率95.9%歐洲效率95%輸入直流側(cè)電壓范圍465V - 850V最大功率跟蹤MPP范圍450Vdc900Vdc最大直流輸入電流738交流輸出電壓270V輸出頻率范圍9要求的電網(wǎng)形式IT系統(tǒng)待機(jī)功耗/夜間功耗90W輸出電流總諧波畸變率0.99自動投運(yùn)條件直流輸入及電網(wǎng)滿足要求，逆變器自動運(yùn)行斷電后自動重啟時間5min(時間可調(diào))隔離變壓器有/無無接地點(diǎn)故障檢測有/無有過載保護(hù)有/無有反極性保護(hù)有/無有過電壓保護(hù)有/無有其它保護(hù)孤島效應(yīng)保護(hù),過

37、熱保護(hù)等工作環(huán)境溫度范圍 2040相對濕度 095%，不結(jié)露滿功率運(yùn)行的最高海拔高度2000米(超過2000米需降額使用)噪音60dB電網(wǎng)監(jiān)控按照 UL1741標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)類型/防護(hù)等級IP20室內(nèi)散熱方式風(fēng)冷重量1機(jī)械尺寸寬高深810125031503.1.33.1.3為保證工程建設(shè)的示范效果及整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)對建筑物屋頂安裝太陽能光伏電池組件進(jìn)行分析，校內(nèi)5處建筑屋面的可利用面積作如下光伏組件安裝、布置方案分析：根據(jù)現(xiàn)場緯度：北緯34.41度，設(shè)計最正確傾角不應(yīng)超過該緯度值。根據(jù)當(dāng)?shù)氐年柟庹丈錀l件，每年5月9月是陽光照射強(qiáng)度最大的時間段，日照輻射總量約占全年輻射總量的75%，該時間

38、段的陽光垂直入射所對應(yīng)的平均安裝傾角約為30度。與獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)需要照顧冬天發(fā)電量不同，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)只需考慮全年總發(fā)電量最大。屋面光伏發(fā)電系統(tǒng)收安裝面積的限制，不適合安裝太陽光追蹤系統(tǒng)。結(jié)論：綜合考慮上網(wǎng)電量、可實(shí)現(xiàn)裝機(jī)容量、發(fā)電效率、安裝本錢等主要因素，該光伏發(fā)電系統(tǒng)主要安裝方式為：太陽能電池組件以最正確安裝角30傾斜安裝，即所有可利用屋面面積太陽能光伏組件的安裝方式為光伏組件電池外表與地面水平方向呈30的最正確傾角朝陽傾斜安裝，組件的底邊為水平方向。光伏組件電池外表的水平方位角與建筑朝向一致。當(dāng)光伏電站功率較大，需要前后排布太陽電池方陣，或當(dāng)太陽電池方陣附近有高大建筑物或樹木的情況下

39、，需要計算建筑物或前排方陣的陰影，以確定方陣間的距離或太陽電池方陣與建筑物的距離。一般確定原那么：冬至當(dāng)天9:0015:00太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。光伏方陣陣列間距或可能遮擋物與方陣底邊垂直距離應(yīng)不小于D。 計算公式如下：式中：為緯度(在北半球?yàn)檎⒛习肭驗(yàn)樨?fù))，該工程緯度取北緯34.41；根據(jù)上式理論計算和現(xiàn)場考察，光伏組件沿屋面安裝，保證周圍建筑對光伏組件無遮擋，如下列圖所示：屋面光伏組件安裝實(shí)例示意圖折合標(biāo)準(zhǔn)光照條件下，工程建設(shè)所在地全年平均日有效日照時數(shù)3.95小時，組件朝向正南，組件按前后排設(shè)置。3.1.3.2.2 系統(tǒng)發(fā)電量計算光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)，利用太陽能電池將太陽光的能

40、直接轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電系統(tǒng)是根據(jù)這一原理制成的完整的發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)通常有兩種形式，一種是獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)，另一種是非獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)，也稱聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)或并網(wǎng)系統(tǒng)。獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)包括逆變光伏發(fā)電系統(tǒng)(交流負(fù)載)和非逆變發(fā)電系統(tǒng)(直流負(fù)載)兩個類圳；非獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)是否帶有儲能裝置分為儲能逆變并網(wǎng)和非儲能能逆變并網(wǎng)兩個種類。無論是獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)還是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)均由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大局部組成。由于這三個局部主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以，光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定，而且壽命很長，安裝維護(hù)也很簡便。太陽能光伏組件的最根本元件是太能電池(片)

41、， 有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。目前，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用在一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。由一個或多個太陽電池片組成的太陽能電池板稱為光伏組件。太陽電池(solar cell)是以半導(dǎo)體制成的，將太陽光照射在其上，太陽電池吸收太陽光后，能透過p型半導(dǎo)體及n型半導(dǎo)體使其產(chǎn)生電子(負(fù)極)及電洞(正極)，同時別離電子與電洞而形成電壓降，再經(jīng)由導(dǎo)線傳輸至負(fù)載，見下列圖。由于太陽電池產(chǎn)生的電是直流電，因此假設(shè)需提供電力給家電用品或各式電器那么需加裝直/交流轉(zhuǎn)換器，即逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，才能供電至家庭用電或工業(yè)用電。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)原理圖本工程太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組

42、件、直流監(jiān)測配電箱、并網(wǎng)逆變器、升壓變壓器、計量裝置及上網(wǎng)配電系統(tǒng)組成。太陽能通過光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，通過直流監(jiān)測配電箱聚集至并網(wǎng)型逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流。本工程中發(fā)電功率為650kW，根據(jù)相關(guān)并網(wǎng)技術(shù)原那么，直流電逆變?yōu)?80V交流后并入當(dāng)?shù)氐蛪弘娋W(wǎng)。根據(jù)光伏電場場址周圍的地形圖，經(jīng)對光伏電場周圍環(huán)境、地面建筑物情況進(jìn)行考察，建立的本工程太陽能光伏發(fā)電上網(wǎng)電量的計算模型，并確定最終的上網(wǎng)電量。1光伏系統(tǒng)第一年各月發(fā)電量計算該光伏系統(tǒng)第一年的發(fā)電量為82萬度電2光伏系統(tǒng)第一年單位太陽能組件各月發(fā)電量該光伏系統(tǒng)每瓦第一年的發(fā)電量為1.27度電3光伏系統(tǒng)25年

43、發(fā)電量25年年平均發(fā)電量為74萬度電在光伏電場理論年發(fā)電量的根底上，實(shí)際上網(wǎng)電量還會受安裝傾角、方位角、灰塵、局部陽光遮擋、逆變器效率、輸電線損等綜合因素影響。灰塵、雨水遮擋引起的效率降低工程當(dāng)?shù)靥幵谑袇^(qū)，考慮到灰塵較大，在不考慮經(jīng)常性人工清理的情況下，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，采用相對保守的數(shù)值：5 %溫度引起的效率降低電池板工作溫度可以由以下計算公式：NOCT=45根據(jù)洛陽地區(qū)的溫度平均值及電池組件的溫度效率因素，為多晶硅的溫度功率衰減因子，本電池板的 QUOTE 。計算時考慮考慮各月根據(jù)輻照量計算加權(quán)平均值，可以計算得到 QUOTE 加權(quán)平均值為5.3%。組件串聯(lián)不匹配產(chǎn)生的效率降低組件串聯(lián)因?yàn)殡娏?/p>

44、不一致產(chǎn)生的效率降低，根據(jù)電池板出廠的標(biāo)稱偏差值，取為3%直流局部線纜功率損耗根據(jù)工程的直流局部的線纜連接，計算得直流局部的線纜損耗=2.4%。逆變器的功率損耗選擇300KWp無變壓器型交流并網(wǎng)逆變器，根據(jù)其效率曲線計算逆變器的歐洲效率，EURO = 0.035% + 0.0610% + 0.1320% + 0.130% 0.4850% + 0.2100% 逆變器的歐洲效率為95%。交流線纜的功率損耗根據(jù)工程的交流局部的線纜連接，計算得交流局部的線纜損耗=0.8%。變壓器功率損耗選用適宜的變壓器，變壓器局部的功率損耗計為3%。其它功率損耗以上的系統(tǒng)損耗尚不能囊括所有，如不可用的太陽光輻照效率、

45、相關(guān)電氣設(shè)備功率損耗等。該影響所對應(yīng)的綜合修正系數(shù)估算可取75%。在理論年發(fā)電量的根底上，乘以綜合修正系數(shù)，估算出光伏電場的年上網(wǎng)電量，并可計算出標(biāo)準(zhǔn)功率年利用小時。3.1.3光伏工程總投資額為2386萬元。光伏系統(tǒng)25年使用壽命的發(fā)電量總和為73.7萬度電。費(fèi)效比= 投資額/(25年所發(fā)電量) = 1.294元/kWh3.1.3光伏電站的系統(tǒng)整體設(shè)計由光伏發(fā)電系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)計兩個局部組成，其中光伏發(fā)電系統(tǒng)指從太陽電池組件至逆變器之間的所有電氣設(shè)備，包括太陽電池組件、直流接線箱、直流電纜、直流匯流柜、逆變器等；機(jī)電局部指從逆變器交流側(cè)至電站送出局部的所有電氣、控制保護(hù)、通信及通風(fēng)等。本工程光伏電

46、站的建設(shè)規(guī)模為650kW，太陽電池方陣的運(yùn)行方式采用固定傾角安裝。光伏并網(wǎng)逆變器單機(jī)功率不小于100kW，逆變器自身可以帶有變壓器一般輸出為三相400V，也可以不帶自身變壓器，逆變后直接并入低壓公共電網(wǎng)，光伏電站的接入系統(tǒng)具有唯一的電網(wǎng)接入點(diǎn)。 本設(shè)計650kW光伏并網(wǎng)發(fā)電工程采用多晶硅太陽能電池組件，裝機(jī)總?cè)萘繛?45.12kWp，整體占地面積為4471平方米， 其中使用單件組件功率為280W的多晶硅太陽電池組件為2304件多晶硅光伏方陣的安裝方式固定傾角30度，南北方向排列，每個支架安裝18件STP280-24/Vd型多晶硅組件。本工程采用分散發(fā)電、就地升壓、集中控制、單點(diǎn)并網(wǎng)的技術(shù)方案。

47、整體650kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由2個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元組成，每個發(fā)電單元由1臺300kW光伏并網(wǎng)逆變器以及相應(yīng)的配電監(jiān)控單元等相關(guān)設(shè)備組成，除光伏方陣外，其他設(shè)備均安裝在一個電氣室內(nèi)。太陽能產(chǎn)生的直流電經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器逆變成交流電集中送到學(xué)校配電站房400V母線上聚集成1路接入并網(wǎng)接入點(diǎn)，具體參見以下原理框圖：640kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖3.1.3.4光伏方陣電氣設(shè)計系統(tǒng)直流側(cè)最高工作電壓在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)直流側(cè)的最高工作電壓主要取決于逆變器直流側(cè)最高電壓，以及在直流回路中直流斷路器額定工作電壓。但設(shè)備的工作電壓與設(shè)備所處的工作環(huán)境和海拔高度有關(guān)，洛陽處于沿海亞熱帶地區(qū), 空氣相

48、比照較潮濕，根據(jù)GB311.1?高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合?、GB/T16935?低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合?及直流開關(guān)、并網(wǎng)逆變器的資料，電站現(xiàn)場設(shè)備的絕緣水平應(yīng)與正常使用條件根本相當(dāng)。目前，500kW光伏并網(wǎng)逆變器MPPT直流輸入范圍一般在450V - 820V之間，最大輸入電壓為880V，塑殼斷路器的額定絕緣水平為1000V四極串聯(lián)使用，針對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的直流微型斷路器S800-PV最高額定工作電壓為1200V三極串聯(lián)使用，這樣在直流側(cè)，逆變器的所能承受的電壓較直流斷路器底，所以系統(tǒng)直流側(cè)最高工作電壓為880V。組件串聯(lián)方式設(shè)計在本系統(tǒng)中，使用的高效多晶硅組件STP280-24/Vd,

49、在計算組件串聯(lián)數(shù)量時，必須根據(jù)組件的工作電壓和逆變器直流輸入電壓范圍，同時需要考慮組件的開路電壓溫度系數(shù)。根據(jù)以上得知，本系統(tǒng)逆變器最高電壓為880V，最小MPPT電壓為480V，STP280-24/Vd多晶硅組件的開路電壓為44.8V，峰值工作電壓為35.2V，組件開路電壓溫度系數(shù)為-0.34%/，經(jīng)過計算，組件串聯(lián)數(shù)在15-18比較適宜。，為了保證方陣的合理排列，我們采用18件STP280-24/Vd多晶硅組件為1個組件串。組件并聯(lián)方式設(shè)計經(jīng)過計算，共有18件組件串聯(lián)的組件串18個。根據(jù)方陣排列方式，以及組件峰值工作電流大小，多晶硅光伏組件光伏方陣接線箱采用5路匯1路比較適宜，每單元光伏方

50、陣共需18個光伏方陣接線箱。3.1.3太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、直流監(jiān)測配電箱、并網(wǎng)逆變器、計量裝置及上網(wǎng)配電系統(tǒng)組成。太陽能通過光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，通過直流監(jiān)測配電箱聚集至并網(wǎng)型逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流。由于本工程中發(fā)電功率為650kW，根據(jù)相關(guān)并網(wǎng)技術(shù)原那么，直流逆變?yōu)?80V交流后接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。本工程太陽能電池板分布在學(xué)校教學(xué)樓樓頂上。根據(jù)電池板分布情況以及各區(qū)域電池板出力情況，將整個光伏電站分為2個子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)相對獨(dú)立，分別由光伏組件、直流監(jiān)測配電箱、并網(wǎng)逆變器等組成。逆變器考慮選擇300kW容量。各子系統(tǒng)逆變器后380V三相交流電，接至低

51、壓公共電網(wǎng)。并網(wǎng)型逆變器選型時除應(yīng)考慮具有過/欠電壓、過/欠頻率、防孤島效應(yīng)、短路保護(hù)、逆向功率保護(hù)等保護(hù)功能外，同時應(yīng)考慮其電壓電流總諧波畸變率較小，以盡可能減少對電網(wǎng)的干擾。每個逆變器都連接有假設(shè)干串光伏電池組件，這些光電組件通過直流監(jiān)測配電箱連接到逆變器。直流監(jiān)測配電箱內(nèi)置組串電流監(jiān)測單元，具有監(jiān)測各組串電流的功能，并以數(shù)據(jù)格式將電流監(jiān)測信息傳輸至逆變器控制器。整個太陽能電池系統(tǒng)采用假設(shè)干組逆變器，每個逆變器具有自動檢測功能，并能夠隨著太陽能組件接受的功率，以最經(jīng)濟(jì)的方式自動識別并投入運(yùn)行。平面布置本工程采用單層布置，分別為逆變器室、升壓室、電子設(shè)備間、操作員站，電子設(shè)備間內(nèi)布置直流屏、

52、保護(hù)屏、計量屏等。主設(shè)備選型一升壓變：不考慮升壓裝置。二低壓進(jìn)線柜：選用MNS型低壓抽出式開關(guān)柜。三高壓出線柜：不考慮高壓柜。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)置計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一套，全面監(jiān)控升壓站運(yùn)行情況。監(jiān)控系統(tǒng)采集高壓側(cè)的三相電流、電壓、功率、開關(guān)狀態(tài)等。采集各支路的發(fā)電量。監(jiān)控系統(tǒng)通過群控器實(shí)現(xiàn)多路逆變器的并列運(yùn)行。群控器控制多臺逆變器的投入與退出，具備同步并網(wǎng)能力，具有均分逆變器負(fù)載功能，可降低逆變器低負(fù)載時的損耗，并延長逆變器的使用壽命。監(jiān)控系統(tǒng)通過群控器采集各臺逆變器的運(yùn)行情況。監(jiān)控系統(tǒng)將所有重要信息傳送至監(jiān)控前臺。保護(hù)出線并網(wǎng)開關(guān)柜上裝設(shè)測控保護(hù)裝置。設(shè)過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、過頻率保護(hù)、欠頻

53、率保護(hù)。測控保護(hù)裝置將所有信息上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。低壓進(jìn)線開關(guān)具備過流脫扣功能。逆變器具備極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過熱保護(hù)、過載保護(hù)、接地保護(hù)等，裝置異常時自動脫離系統(tǒng)。直流本站直流系統(tǒng)電壓為220V，為節(jié)省開支，設(shè)置直流分電屏，由學(xué)校用直流母線給兩回路直流電源至本站，每回直流容量為20A。計量計量裝置設(shè)置在本站10kV側(cè)，10kV側(cè)分別裝設(shè)計量電流互感器和電壓互感器。計量屏就地布置于電子設(shè)備間。同期本工程選用的并網(wǎng)型逆變器根據(jù)電網(wǎng)側(cè)頻率、相位自動捕同期。照明站內(nèi)控制室裝設(shè)熒光燈，各配電裝置室采用廣照型，配照型及各種乳白色玻璃罩照明器。本站設(shè)置局部事故照明燈，燈具采用原有照明配電電源

54、。供配電采用TN-C-S系統(tǒng)。電源系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式。380V采用中性點(diǎn)直接接地方式。防雷本工程電氣配電裝置采用全戶內(nèi)布置，為使光伏電池組件和電氣建筑在受到直擊雷和感應(yīng)雷的雷擊時能有可靠的保護(hù)，在光伏電池組件支架的非導(dǎo)電體的屋頂上裝設(shè)了避雷帶或避雷針作為防雷保護(hù)，并且避雷帶設(shè)有數(shù)個獨(dú)立引下線。接地為保證人身平安，所有電氣設(shè)備都裝設(shè)接地裝置，并將電氣設(shè)備外殼接地。本發(fā)電工程采用以水平接地體為主，以垂直接地體為支撐的接地網(wǎng)。接地電阻值小于1。站用電本站站用電源由原有建筑配電電源提供2路進(jìn)線電源，兩路進(jìn)線電源有失壓自切裝置，以保證站用電源的可靠性。站用電源按20kVA考慮。站用配電裝置采用抽出式開關(guān)

55、柜型式。接入系統(tǒng)方案本工程太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，擬定總裝機(jī)容量為：裝設(shè)光伏電池組件容量約為650kWp；根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量和周邊電網(wǎng)實(shí)際接線情況，提出如下接入系統(tǒng)方案：該工程通過一回400V線路并網(wǎng)， 400V并網(wǎng)線路用戶側(cè)，應(yīng)在公共區(qū)域安裝開關(guān)，并設(shè)置明顯斷開點(diǎn)，以利于檢修和事故處理平安。方案分析本工程中太陽能光伏發(fā)電場的總裝機(jī)容量在系統(tǒng)中所占比例較小，但由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，發(fā)電裝置接入電網(wǎng)時對系統(tǒng)電網(wǎng)會有一定不利影響。太陽能光伏發(fā)電場并網(wǎng)時在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)方面應(yīng)滿足實(shí)用要求并符合標(biāo)準(zhǔn)。本工程光伏發(fā)電場總裝機(jī)容量占上級變電站主變?nèi)萘勘壤^小，經(jīng)計算光伏發(fā)

56、電場并網(wǎng)時對系統(tǒng)側(cè)電壓波動影響較小，在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍以內(nèi)。太陽能光伏發(fā)電場運(yùn)行時，選用的逆變器裝置產(chǎn)生的諧波電壓的總諧波畸變率控制在2.5%以內(nèi)，遠(yuǎn)小于GB 14549-1993?電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波?規(guī)定的5%。光伏發(fā)電場并網(wǎng)運(yùn)行僅對三相輸出時，電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的三相電壓不平衡度不超過GB 15543-1995?電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度?規(guī)定的數(shù)值，接于公共連接點(diǎn)的每個用戶，電壓不平衡度允許值一般為1.3。系統(tǒng)保護(hù)由于太陽能光伏發(fā)電容量很小，接入系統(tǒng)電壓等級較低，且不提供短路電流，建議僅在系統(tǒng)側(cè)配置相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備快速切除故障即可，光伏發(fā)電場側(cè)不配置線路保護(hù)。監(jiān)控自動化太陽能發(fā)電場配置計算

57、機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，由計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成實(shí)施整個發(fā)電場的監(jiān)視控制,并向主站端發(fā)送信息。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)所有開關(guān)量的采集，并與太陽能逆變器等裝置實(shí)現(xiàn)通信。在校內(nèi)設(shè)置一個就地的工程師站，在調(diào)試和檢修期間可以在就地進(jìn)行調(diào)試檢修。正常運(yùn)行情況下，由設(shè)置在集控室內(nèi)的終端進(jìn)行監(jiān)控。3.1.3編號設(shè)備名稱及規(guī)格數(shù)量一、 機(jī)電設(shè)備及安裝工程1.1發(fā)電設(shè)備及安裝工程太陽能電池組件2304 支架 128 并網(wǎng)逆變器300KW2 集電線路1 組件安裝費(fèi)1.2變配電設(shè)備及安裝工程低壓交流配電柜2變配電設(shè)備安裝費(fèi)1.3其他機(jī)組配套電氣設(shè)備直流匯線箱26直流匯流柜4計量柜1UPS電源1其他機(jī)組配套電氣設(shè)備安裝費(fèi)1.4接地設(shè)

58、備接地設(shè)備1接地工程安裝費(fèi)1.5通信和控制設(shè)備及安裝工程監(jiān)控系統(tǒng)1監(jiān)控系統(tǒng)安裝費(fèi)1.6其他設(shè)備11.6其他設(shè)備1其他設(shè)備安裝費(fèi)1.7其它安裝材料 11.8設(shè)備及材料運(yùn)費(fèi)3.2 系統(tǒng)節(jié)能量計算節(jié)能法律法規(guī)依據(jù)本工程節(jié)能分析依據(jù)的主要法律法規(guī)有: ?節(jié)能中長期專項規(guī)劃? ?中華人民共和國節(jié)約能源法? ?綜合能耗計算通那么?GB/T2589-90 ?用能單位節(jié)能量計算方法?GB/T13234-1991光伏發(fā)電是一種清潔的能源，既不直接消耗資源，同時又不釋放污染物、廢料，也不產(chǎn)生溫室氣體破壞大氣環(huán)境，也不會有廢渣的堆放、廢水排放等問題，有利于保護(hù)周圍環(huán)境，是一種綠色可再生能源。太陽能光伏發(fā)電是一種清潔

59、能源，與火電相比，可節(jié)約大量的煤炭或油氣資源，有利于環(huán)境保護(hù)。同時，太陽能是取之不竭用之不盡的可在生能源，早開發(fā)早受益。本工程推薦方案擬裝機(jī)650kWp，年均上網(wǎng)電量73.7萬度電。按照火電煤耗平均350g標(biāo)煤/KWh，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤258噸,減少煙塵排放量約3.49噸,二氧化碳約778.7噸、二氧化硫約2.83噸。3.3 檢測預(yù)留方案太陽能方陣前后左右之間留有寬度不低于0.5米的檢修通道，檢修人員可通過該通道訪問到方陣中任一塊太陽能板進(jìn)行檢測更換等工作。直流匯流箱安裝在方陣中太陽能板反面或側(cè)面支架上，一般位于縱橫通道的交匯處，整體布局整齊劃一，易于訪問。當(dāng)直流側(cè)出現(xiàn)故障時，可檢測匯流箱內(nèi)各

60、個之路的電壓，判斷出有問題的支路，再沿問題之路逐一排查，直到找到故障或失效組件。直流側(cè)橋架沿方陣反面和檢修通道而四通八達(dá)，聚集支路干路電纜直至并網(wǎng)逆變器。橋架采用支托架安裝，蓋板式橋架易于展開檢修電纜，做電纜絕緣測試等工作。并網(wǎng)逆變器/交流配電柜等電氣設(shè)備安裝在通風(fēng)良好的設(shè)備室，交流配電柜中各路輸出均設(shè)有電流互感器，檢測時可直接使用相關(guān)接口，取電壓電流值，進(jìn)行相關(guān)分析。交流配電柜面板上設(shè)有電能分析儀，外部儀器的分析結(jié)果可與電能分析儀數(shù)據(jù)對照。并網(wǎng)逆變器各路輸入輸出接口，檢測時均可直接引用。系統(tǒng)輸出交流電纜沿現(xiàn)存或新建電纜溝鋪設(shè)，電纜溝上有蓋板且拐彎處均有電纜井，易于電纜的絕緣測試/故障檢修等工