青海黄河水电公司共和200MWp并网光伏电站工程 可行性研究报告 5 系统总体方案设计及发电量计算
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1MWP 子方阵 组件数量（块） 200MWp 方阵 组件数量（块）
26 232 6032 1206400
20 210 4200 840000
17 220 3740 748000
由表 5.1 比较可以得出：
采用245Wp组件和280Wp组件组成200MWp光伏阵列所使用的组件数量均较
少，组件数量少意味着组件间连接点少，施工进度快；且故障几率减少，接触电
5-1
中国水电顾问集团西北勘测设计研究院
生产的多晶硅杂质不稳定性十分明显，杂质分布不均匀，批次间质量不稳定。如 何解决质量稳定性问题已经成为冶金法最重要的课题。
二是改进硅片生产工艺。通过降低硅片厚度、减少切片损耗降低硅材料成本。 目前硅片厚度已普遍从 370 微米降到 200 微米甚至更薄。
三是采用薄膜技术。薄膜太阳能电池的厚度一般只有 1 微米～10 微米，制备 在玻璃等相对廉价的衬底材料上，可以实现低成本、大面积的工业化生产。对于 非晶硅薄膜、多晶硅薄膜太阳能电池而言，目前的主要问题是转换效率低，而且 存在光致衰减效应。
从目前已出台的电价政策来看，想在 1 元/kWh 或更低的电价下实现一定的收 益率，其根本途径仍然在于大幅度降低光伏电池材料成本。
降低光伏电池材料成本的技术目前主要有三条： 一是冶金法生产太阳能级多晶硅（UMG-Si）。相比较于目前主流的改良西门 子法生产多晶硅工艺，冶金法具有明显的成本优势。目前的主要障碍在于冶金法
多晶硅太阳电池组件的功率规格较多，从 5Wp 到 300Wp 国内均有生产厂商生 产，且产品应用也较为广泛。由于本工程系统装机容量为 200MWp，组件用量大，
5-2
青海黄河水电公司共和 200MWp 并网光伏电站工程
可行性研究报告
占地面积广，组件安装量大，所以设计优先选用单位面积功率大的电池组件，以
5 系统总体方案设计及发电量计算
批 准：康本贤 核 定：肖 斌 审 查：吕宏伟 石耀宇 校 核：周 治 刘晓茹 编 写：范小苗 周 琴
青海黄河水电公司共和 200MWp 并网光伏电站工程
可行性研究报告
5 系统总体方案设计及发电量计算
5.1 太阳能光伏发电系统的分类及构成
太阳能光伏发电系统按与电力系统关系分类，通常分为独立太阳能光伏发电 系统和并网太阳能光伏发电系统。并网太阳能光伏发电系统是与电力系统连接在 一起的光伏发电系统，一般分为集中式和分散式两种，集中式并网电站一般容量 较大，通常在几百千瓦到兆瓦级以上，而分散式并网系统一般容量较小，在几千 瓦到几十千瓦。本工程属于集中式大型并网光伏电站。并网太阳能光伏发电系统 不设蓄电池，减少了蓄电池的投资与损耗，也间接减少了处理废旧蓄电池产生的 污染，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电的稳定性，是太阳能发电发 展的最合理和最经济的方向。
阻小，线缆用量少，系统整体损耗相应降低。
另外，通过市场调查，国内主流厂商生产的多晶硅太阳能组件应用于大型并
网光伏发电系统的，其规格大多数均在 150Wp 到 300Wp 之间，在这个区间范围内， 市场占有率比较高的几家厂商所生产的多晶硅太阳能组件规格尤以 200Wp 到 250Wp 之间居多。综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及项目建设 工期、厂家供货能力等多种因素，本工程推荐选用多晶硅太阳能组件规格为
由以上可见，晶硅类电池与薄膜类电池在技术方面互有优劣，未来到底哪种 技术占据主流取决于哪种技术能取得突破性进展，克服自身弱点。
5.2.2 太阳电池类型的确定
本工程场址区工程代表年太阳辐射总量为 6598.8MJ/m2，年日照时数为 2965.1h。主要气候特点昼夜温差较大，无霜期短，年日照时间长，大部分地区寒 冷而干燥，冬季严寒夏季凉爽。从太阳辐照特征和环境条件的角度来说，本工程 场址区内各种类型的太阳电池均可应用，但在具体应用时应进行合理的系统设计， 以达到最佳运行效果。
在集中式并网光伏电站中，太阳能通过太阳电池组成的光伏阵列转换成直流 电，经过三相逆变器（DC-AC）转换成电压较低的三相交流电，再通过升压变压 器转换成符合公共电网电压要求的交流电，并直接接入公共电网，供公共电网用 电设备使用和远程调配。
本工程光伏发电系统主要由太阳电池阵列、逆变器及升压系统三大部分组成， 其中太阳电池阵列及逆变器组合为发电单元部分。
对市场上所占份额最大的两类电池（晶硅太阳电池和非晶硅薄膜太阳电池） 的技术经济经行综合比较可知：多晶硅电池成熟度较高，效率稳定，国内外均有 较大规模应用的实例，太阳电池市场占有率最大，目前相价格对较低，综合考虑 各种因素，本工程推荐全部选用多晶硅电池组件。
5.2.3 太阳电池组件的选型
太阳电池组件是太阳能光伏发电系统的核心部件，其各项参数指标的优劣直 接影响着整个光伏发电系统的发电性能。表征太阳电池组件性能的各项参数为： 标准测试条件下组件峰值功率、最佳工作电流、最佳工作电压、短路电流、开路 电压、最大系统电压、组件效率、短路电流温度系数、开路电压温度系数、峰值 功率温度系数、输出功率公差等。
减少占地面积，降低组件安装量。采用不同规格多晶硅电池组件组成 200MWp 电
池方阵的组件用量比较，见表 5.1。 表 5.1 不同多晶硅电池组件组成的 200Leabharlann Wp 方阵的组件数量比较参数
方案
组件峰值功率(Wp)
方案一 175
方案二 245
方案三 280
串联数量（块）
1MWP 子方阵 并联数量（路）
5.2 太阳电池组件选择
太阳电池组件的选择应综合考虑目前已商业化的各种太阳电池组件的产业形 势、技术成熟度、运行可靠性、未来技术发展趋势等，并结合电站周围的自然环 境、施工条件、交通运输的状况，经技术经济综合比较选用适合集中式大型并网 光伏电站使用的太阳电池组件类型。
5.2.1 太阳电池技术路线发展
245Wp。
245Wp型多晶硅电池组件各项性能指标如下，其特性曲线见图5.1。
标准测试条件下峰值功率：245Wp
最佳工作电流：
8.21A
最佳工作电压：
29.79V
短路电流：
8.59A
开路电压：
37.62V
工作温度：
-40℃ ～ +85℃
最大系统电压：
26 232 6032 1206400
20 210 4200 840000
17 220 3740 748000
由表 5.1 比较可以得出：
采用245Wp组件和280Wp组件组成200MWp光伏阵列所使用的组件数量均较
少，组件数量少意味着组件间连接点少，施工进度快；且故障几率减少，接触电
5-1
中国水电顾问集团西北勘测设计研究院
生产的多晶硅杂质不稳定性十分明显，杂质分布不均匀，批次间质量不稳定。如 何解决质量稳定性问题已经成为冶金法最重要的课题。
二是改进硅片生产工艺。通过降低硅片厚度、减少切片损耗降低硅材料成本。 目前硅片厚度已普遍从 370 微米降到 200 微米甚至更薄。
三是采用薄膜技术。薄膜太阳能电池的厚度一般只有 1 微米～10 微米，制备 在玻璃等相对廉价的衬底材料上，可以实现低成本、大面积的工业化生产。对于 非晶硅薄膜、多晶硅薄膜太阳能电池而言，目前的主要问题是转换效率低，而且 存在光致衰减效应。
从目前已出台的电价政策来看，想在 1 元/kWh 或更低的电价下实现一定的收 益率，其根本途径仍然在于大幅度降低光伏电池材料成本。
降低光伏电池材料成本的技术目前主要有三条： 一是冶金法生产太阳能级多晶硅（UMG-Si）。相比较于目前主流的改良西门 子法生产多晶硅工艺，冶金法具有明显的成本优势。目前的主要障碍在于冶金法
多晶硅太阳电池组件的功率规格较多，从 5Wp 到 300Wp 国内均有生产厂商生 产，且产品应用也较为广泛。由于本工程系统装机容量为 200MWp，组件用量大，
5-2
青海黄河水电公司共和 200MWp 并网光伏电站工程
可行性研究报告
占地面积广，组件安装量大，所以设计优先选用单位面积功率大的电池组件，以
5 系统总体方案设计及发电量计算
批 准：康本贤 核 定：肖 斌 审 查：吕宏伟 石耀宇 校 核：周 治 刘晓茹 编 写：范小苗 周 琴
青海黄河水电公司共和 200MWp 并网光伏电站工程
可行性研究报告
5 系统总体方案设计及发电量计算
5.1 太阳能光伏发电系统的分类及构成
太阳能光伏发电系统按与电力系统关系分类，通常分为独立太阳能光伏发电 系统和并网太阳能光伏发电系统。并网太阳能光伏发电系统是与电力系统连接在 一起的光伏发电系统，一般分为集中式和分散式两种，集中式并网电站一般容量 较大，通常在几百千瓦到兆瓦级以上，而分散式并网系统一般容量较小，在几千 瓦到几十千瓦。本工程属于集中式大型并网光伏电站。并网太阳能光伏发电系统 不设蓄电池，减少了蓄电池的投资与损耗，也间接减少了处理废旧蓄电池产生的 污染，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电的稳定性，是太阳能发电发 展的最合理和最经济的方向。
阻小，线缆用量少，系统整体损耗相应降低。
另外，通过市场调查，国内主流厂商生产的多晶硅太阳能组件应用于大型并
网光伏发电系统的，其规格大多数均在 150Wp 到 300Wp 之间，在这个区间范围内， 市场占有率比较高的几家厂商所生产的多晶硅太阳能组件规格尤以 200Wp 到 250Wp 之间居多。综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及项目建设 工期、厂家供货能力等多种因素，本工程推荐选用多晶硅太阳能组件规格为
由以上可见，晶硅类电池与薄膜类电池在技术方面互有优劣，未来到底哪种 技术占据主流取决于哪种技术能取得突破性进展，克服自身弱点。
5.2.2 太阳电池类型的确定
本工程场址区工程代表年太阳辐射总量为 6598.8MJ/m2，年日照时数为 2965.1h。主要气候特点昼夜温差较大，无霜期短，年日照时间长，大部分地区寒 冷而干燥，冬季严寒夏季凉爽。从太阳辐照特征和环境条件的角度来说，本工程 场址区内各种类型的太阳电池均可应用，但在具体应用时应进行合理的系统设计， 以达到最佳运行效果。
在集中式并网光伏电站中，太阳能通过太阳电池组成的光伏阵列转换成直流 电，经过三相逆变器（DC-AC）转换成电压较低的三相交流电，再通过升压变压 器转换成符合公共电网电压要求的交流电，并直接接入公共电网，供公共电网用 电设备使用和远程调配。
本工程光伏发电系统主要由太阳电池阵列、逆变器及升压系统三大部分组成， 其中太阳电池阵列及逆变器组合为发电单元部分。
对市场上所占份额最大的两类电池（晶硅太阳电池和非晶硅薄膜太阳电池） 的技术经济经行综合比较可知：多晶硅电池成熟度较高，效率稳定，国内外均有 较大规模应用的实例，太阳电池市场占有率最大，目前相价格对较低，综合考虑 各种因素，本工程推荐全部选用多晶硅电池组件。
5.2.3 太阳电池组件的选型
太阳电池组件是太阳能光伏发电系统的核心部件，其各项参数指标的优劣直 接影响着整个光伏发电系统的发电性能。表征太阳电池组件性能的各项参数为： 标准测试条件下组件峰值功率、最佳工作电流、最佳工作电压、短路电流、开路 电压、最大系统电压、组件效率、短路电流温度系数、开路电压温度系数、峰值 功率温度系数、输出功率公差等。
减少占地面积，降低组件安装量。采用不同规格多晶硅电池组件组成 200MWp 电
池方阵的组件用量比较，见表 5.1。 表 5.1 不同多晶硅电池组件组成的 200Leabharlann Wp 方阵的组件数量比较参数
方案
组件峰值功率(Wp)
方案一 175
方案二 245
方案三 280
串联数量（块）
1MWP 子方阵 并联数量（路）
5.2 太阳电池组件选择
太阳电池组件的选择应综合考虑目前已商业化的各种太阳电池组件的产业形 势、技术成熟度、运行可靠性、未来技术发展趋势等，并结合电站周围的自然环 境、施工条件、交通运输的状况，经技术经济综合比较选用适合集中式大型并网 光伏电站使用的太阳电池组件类型。
5.2.1 太阳电池技术路线发展
245Wp。
245Wp型多晶硅电池组件各项性能指标如下，其特性曲线见图5.1。
标准测试条件下峰值功率：245Wp
最佳工作电流：
8.21A
最佳工作电压：
29.79V
短路电流：
8.59A
开路电压：
37.62V
工作温度：
-40℃ ～ +85℃
最大系统电压：