光伏电站设计

表3.3.1哈密地区基本气候情况（据1971-2011年资料统计）
哈密地区 平均温度 （℃） 1月 -10.4 2月 -4.1 3.7 14.2 -10.6 -25.8 1.5 1.1 1.6 3月 4.6 12.3 25.9 -2.7 -15.2 1.2 1.0 2.2 4月 13.5 21.5 34.0 5.5 -11.7 2.0 1.5 2.5 5月 20.2 28.0 38.8 11.9 -1.5 3.9 2.0 2.2 6月 24.6 32.2 39.6 16.5 7.0 6.6 3.6 1.9 7月 26.5 34.2 43.2 18.6 9.4 7.3 4.4 1.7 8月 24.7 33.2 42.6 16.8 5.4 5.3 3.4 1.6 9月 18.2 27.6 37.5 10.5 0.8 3.3 2.0 1.4 10月 9.4 18.7 31.7 2.6 -9.4 3.3 1.4 1.4 11月 0.0 7.5 20.2 -5.3 -21.6 2.0 1.0 1.4 12月 -8.0 -1.5 10.0 -12.7 -28.6 1.3 1.8 1.3
串联数量（块）
22
21
228
20
206
1MWp子方针并联数量（路） 254
1MWp子方针组件数量（块） 5588 50MWp 方针组件数量（块） 279400
电站实际安装容量（ MWp ） 50.292
4788 239400
50.274
4120 206000
50.47
综上所示，可以得出峰值功率为245WP组件的优点为： （1）245Wp组件的最佳工作电流、最佳工作电压、短路电流、开路电压的综合指标较高。 （2）采用245Wp组件组成1MWp光伏电站所使用的组件数量最少，组件数量少意味着组件 间连接点少，故障几率减少，接触电阻小，线缆用量少，系统整体损耗也会降低。 (3)拟选用CSP6P-245P多晶硅电池组件，在工程实施时，应就电池板的抗风沙能力对供 货厂商提出具体要求。 综上所述：最终所选的光伏组件的型号为CSP6P-245P型
四、光伏发电系统总体方案设计
（ 4 ）铝合金边框的长 短边都备有安装孔，满 足各种安装方式的要求。 （ 5 ）高透光率的低铁 玻璃增强了抗冲击力 （6）优质的EVA材料和 背板材料
电池组件型号规格 标准测试条件下峰 值功率(Wp) CSP6P-180p 180 CSP6P-210p 210 7.55 28.2 8.07 CSP6P-245p 245 8.17 30.0 8.74
（2) 单轴跟踪 单轴自动跟踪器用于承载传统平板 光伏组件，可将日均发电量提高20～35%。
四、光伏发电系统总体方案设计
（3) 双轴跟踪 双轴跟踪是方位角和倾角两个方向 都可以运动的跟踪方式，双轴跟踪系统 可以最大限度的提高太阳能电池对太阳 光的利用率。双轴跟踪系统在不同的地 方、不同的天气条件下， 提高太阳能电 池发电量的程度也是不同的：在非常多 云而且很多雾气的地方，采用双轴跟踪 可提高发电量 20 ～ 25% ；在比较晴朗的 地方，采用双轴跟踪系统，可提高发电 量 35%～45%。 对于跟踪式系统，其倾斜面上能最大程度的接收的太阳总辐射量，从而增加 了发电量，但考虑： 1)跟踪系统自动化程度高，但目前技术尚不成熟，尤其是在沙尘天气时，其 传动部件会发生沙尘颗粒侵入，增加了故障率，加大运营维护成本，使用寿命非 常短，不及固定支架寿命的 1/4； 2)跟踪系统装置复杂，国内成熟的且有应用验证的产品很少，并且其初始成 本较固定式安装高很多，发电量的提高比例低于成本的增加比例，性价比较差。
4.2光伏电池组件的选型
4.2.1、光伏电池组件种类的确定 商用的太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能 电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池等。上述各类型电池 主要性能参数。具体参数如下表:
电池 原料 单晶 硅 转换 效率 13-20% 制造 能耗 高 高 成 本 资源 可靠 公害 性 中 高 小 壁垒 中 技术
通过软件计算，当倾角等于 42°，全年所接收到的太阳辐射能最 大，约为1990kWh/m2 。倾角在 35～ 45 °间时，全年太阳辐射量差别不大。 太阳能电池组件安装倾角暂定为 42°朝正南方向。
具体参数如下表所示：
地区 PHH/h 最佳倾角 PHT/h 光伏/直流负载 P V / L D C / （WD/W· h） 0.259 光伏/交流负载 P V / L D C / （WD/W· h） 0.302
布置分散，需逐个清洗， 清洗量较大
布置分散，需逐个清洗， 清洗量较大
综上所述：光伏组件支架的安装方式最终选为固定安装方式
四、光伏发电系统总体方案设计
4.3、光伏阵列最佳倾角的计算 光伏阵列的安装倾角对光伏发电系统的效率影响较大，对于固定式安装 的光伏阵列最佳倾角即光伏系统全年发电量最大时的倾角。 方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置、全年太阳 辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。 并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角可采用专业系统设计软件进行优化设 计来确定，它应是系统全年发电量最大时的倾角。
329.6
333.4 323.3 296.9 270.6 216.5 189.5
从气象部门获得 的太阳能总辐射量是 水平面上的，实际光 伏电池组件在安装时 通常会有一定的倾角 以尽可能多的捕捉太 阳能。 通过以上 数据分析，水平面平 均年辐照量为 1742.70千瓦时/平方 米，约为6273.71兆 焦/平方米，属于太 阳能资源比较丰富地 区，比较适合建设大 型光伏电站。
一、选题的目的及意义
1.3 我国的能源现状及环境问题
（1）能源短缺 （2）环境污染严重
二、 太阳能光伏发电系统的介绍
2.1 来自百度文库伏发电系统的类型
(1)独立光伏发电系统
(2)并网光伏发电系统
(2)分布式光伏发电系统
2.2 光伏发电系统的组成
(1)太阳能电池板
(2)太阳能控制器 （3）蓄电池
（4）逆变器
3.2 新疆地区太阳能资源的分布
新疆太阳能资源主要分布在天山 南麓、天山北麓、东疆东部、北疆中 部、北疆北部五大区域。
三、光能资源的分布
3.3 哈密地区太阳能资源状况
哈密地处亚欧大陆腹地，属典型的温带大陆性气候，干燥少雨，晴天多，年 平均降水量不足 40毫米，光照丰富，年、日温差大。春季多风、冷暖多变， 夏季酷热、蒸发强，秋季晴朗、降温迅速，冬季寒冷、低空气层稳定。极端 最高气温43℃，极端最低气温 -32℃，无霜期平均182 天。这里空气干燥，大 气透明度好，云量遮蔽少，光能资源丰富，为全国光能资源优越地区之一， 日照充足，年平均太阳总辐射量为6273.71兆焦/平方米,全年日照时数为3300 至3500小时，为全国日照时数最多的地区之一。 哈密市东南部、星星峡等区域全年日照时数达3500小时，比俗称“日光城” 的拉萨还多350小时。根据我国太阳能资源区划标准，该区属“较丰富带”， 比较适合建设大型光伏电站。
四、光伏发电系统总体方案设计
4.1 项目任务及规模 根据当地的光能资源以及初步 开发规划，本项目建设规模为 50MW，初步推荐安装50套单机 容量为1MW太阳能光伏方阵 （电池组件及并网逆变器）。
预计总投资约为 5.675 亿 元，占地面积1800亩，年发电 量7300万千瓦时。
四、光伏发电系统总体方案设计
平均最高 -3.1 温度（℃）
极端最高 7.8 温度（℃）
平均最低 -15.9 温度（℃） 极端最低 -27.7 温度（℃） 平均降水 1.3 量（毫米）
降水天数 （日）
1.7
平均风速 1.4 （米/秒）
对电池组件、清洗的频率和支架的材料及安装强度的作用
22 MJ KWh m /m
表3.3.2本光伏电站代表年各标准月太阳辐射数据统计表
-0.37%/K
-0.45%/K 1650*990*50 19.8
-0.34%/K
-0.43%/K 1938*982*40 20
四、光伏发电系统总体方案设计
初选电池组件组成的50MWp光伏电站组件数量比较
参数 组件型号 方案一 CSP6P-180P 方案二 CSP6P-210P 方案三 CSP6P-245P
哈密东南山口50Mwp光伏电站设计
指导老师： 学生： 班级： 学号：
一、选题的目的及意义
1.2 光伏发电的优势
（1）结构简单，体积小且轻 （2）容易安装运输，建设周期短 （3）维护简单，使用方便 （4）清洁、安全、无噪声 （5）可靠性高、寿命长、而且应 用范围广
1.1 太阳能的优势
（1）数量巨大 （2）时间长久 （3）普照大地 （4）清洁无污染
三、光能资源的分布
3.1 我国光能资源的分布
分为五类地区： 一类地区：全年日照时数为 3200～3300h，年辐射量在6700～ 8370MJ/m2。 二类地区：全年日照时数为 3000～3200h ，年辐射量在 5860～6700 MJ/m2。 三类地区：全年日照时数为 2200～3000h，年辐射量在5020～ 5860MJ /m2。 四类地区：全年日照时数为 1400～2200h，年辐射量在4190～ 5020MJ/m2。 五类地区：全年日照时数约 1000～1400h ，年辐射量在 3350～4190MJ/m2。
月份 1 2 3 4 5 标准月辐射量（兆焦/平米） 262.12 344.79 523.23 646.22 777.28 标准月日照时数/h 210.4 219.9 267.9 288.3 338.8
6
7 8 9 10 11 12
765.18
760.14 692.60 571.62 431.49 280.27 218.77
四、光伏发电系统总体方案设计
4.2、光伏阵列安装方式的设计
（1) 固定式 光伏组件的安装，考虑其经济性和 安全性，目前技术最为成熟、成本相对最低、 应用最广泛的方式为固定式安装。由于太阳 在北半球正午时分相对于地面的倾角在春分 和秋分时等于当地的纬度，在冬至等于当地 纬度减去太阳赤纬角，夏至时等于当地纬度 加上太阳赤纬角。 如果条件允许，可以采 取全年两次调节倾角的方式，也就是说在春 分-夏至-秋分采用较小的倾角，在秋分—冬 至—春分采用较大的倾角。
34.74
1000 14.83% 0.06%/K
37.1
1000 14.9% 0.065%/K
最大系统电压（ V ） 1000 组件效率 短路电流温度系数 14.12% 0.045%/K
开路电压温度系数
峰值功率温度系数 组件尺寸（mm） 重量（kg）
-0.34%%/K
-0.47%/K 1482*992*35 16.8
四、光伏发电系统总体方案设计
3）不同安装方式的经济比较如下：
项目 发电量（%） 占地面积（万） 支架造价 支架费用（万元） 估算电缆费用（万元） 直接投资增加的百分比 （%） 运行维护 板面清洗 固定式 100 2.2 0.7元/Wp 70 65 0 工作量小 布置集中，清洗方便 斜单轴跟踪方式 127.25 4.6 3.1元/Wp 310 135 28.2 有旋转机构，工作量较大 双轴跟踪方式 131 4.9 4.4元/Wp 440 145 41 有旋转机构，工作量更大
多晶 硅
非晶 硅
10-18%
中
中
中
中
小
高
8-12%
低
低
丰富
中低
小
高
2007年各种太阳能电池市场份额
四、光伏发电系统总体方案设计
各种太阳能组件都有其优势和弊 端，但随着技术的发展及同类产品 的竞争，单晶硅、多晶硅组件的价 格也在逐渐降低，目前光伏发电还 是晶体硅组件占主导地位，所以本 项目采用 CSI 阿特斯生产多晶硅电 池组件CS6P系列。 CS6P系列光伏电池组件的特点如下： （ 1 ） 60 片高效的多晶电池片组成。 （ 2 ）优质牢固的铝合金边框可以 抵御强风、冰冻及变形。 （ 3 ）新颖特殊的边框设计进一步 加强了玻璃与边框的密封。
最佳工作电流（ A ） 7.6 最佳工作电压（ V ） 25 短路电流（A） 8.4
4 .2.2 、光伏电池组 件型号的确定
目前国内生产的各种太 阳能电池组件的种类、 参数十分齐全，对MW级 的光伏电站，组件用量 大、占地面积广，所以 应优先选用单位面积容 量比较大的电池组件。
开路电压（V）
35.76