钢构光伏发电系统方案Word文件下载.docx
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近期，国家发展和改革委员会编制的《“十二五”可再生能源发展规划》中指出：
“十二五”光伏发电装机总量目标为30吉瓦”，远超出《可再生能源中长期发展规划》中预定目标，“十二五”期间将是我国光伏发电装机容量快速增长的时期。
从综合方面来看，发展太阳发电为国家重点战略内容之一，同时实现社会可再生能源的可持续发展战略方针也是未来全球的发展趋势，所以发展太阳能发电具有诸多积极意义。
1.2项目方案简介
太阳能光伏发电系统分为并网光伏发电系统和离网光伏发电系统两种类型；
并网光伏发电系统（并网系统）是指将太阳能转换为电能并且与公共电网连接的发电系统，即太阳能电池组件方阵将光能转换为电能，通过并网逆变器将光伏系统所发的直流电逆变成正弦交流电，供给交流负载，未使用完的余电则输入电网；
离网光伏发电系统（离网系统）是指将太阳能转换为电能且不与公共电网连接的发电系统，即太阳能电池组件方阵将光能转换为电能，一部分供给负载使用，未使用完的余电则储存于蓄电池中，到晚上由蓄电池放电来供负载使用；
离网系统需要用的大量的蓄电池组来存储光伏系统发出的直流电，造价昂贵且需要独立的机房来放置蓄电池组，并且蓄电池的寿命会制约整个光伏发电系统的效率，一般推荐在没有公共电网的偏远地区建设；
并网系统与离网系统相比具有价格经济，组网灵活，使用方便等优点。
此项目我们推荐安装并网光伏发电系统。
1.3光伏建筑优势
功能性
光伏建筑项目发电多为建筑自用。
采取这种方式要求在建筑设计期就要将一体化方案考虑在内，将发电尽量用于本地负载用地，从而降低远距离传输中造成的输送点损耗。
美观性
与其它光伏发电形式相比，光伏建筑一体化太阳能光伏发电系统具有突出的优点，尤其适合在新兴发展城区推广应用，在拟建设区域可以大范围推广，一方面结合建筑本身设计，可以采取建筑学与光伏组件完美结合。
实用性
光伏建筑兼具建筑与发电双重功能，可节省城市用地，解决太阳电池低密度缺点，同时又扩展了建筑的功能。
安全稳定性
广州祺光具有丰富的工程经验，设计规范、合理，关键部件选择高效、稳定、应用成熟的产品，保证所有项目的安全稳定性。
节能环保性
光伏系统利用太阳能进行发电。
光伏发电过程不消耗任何化石能源，也不排放任何废气，是非常理想的绿色能源。
光伏发电系统的应用，可以有效减少常规能源的消耗，并且可以有效减少温室气体及其它有害气体的排放，因此具有非常重要的环保意义。
项目实施后，每年可以节省大量的煤炭，并可以减少排放大量温室气体。
此外，光伏发电还可以减排大量粉尘和烟尘。
1.4光伏建筑应用实例
目前，光伏建筑一体化项目在国内外发展迅速，在工业厂房、光伏幕墙、展览会馆、商业中心，家庭屋面等各类建筑上都有成功的应用案例。
1.4.1屋顶电站
图1-1屋顶电站
如图1-1所示为屋顶光伏电站项目，该项目年发电量1321.13万千瓦时，并网系统发电可为厂区设备提供部分电力。
图1-2加速器厂项目
如图1-2所示为加速器项目，该项目位于广东省广州市萝岗区科学城科技企业加速器，装机容量为1MW，所发电量供加速器企业使用。
图1-3宜家深圳卖场项目
2013年4月19日，宜家家居深圳商场建设的首个屋顶光伏电站项目正式低压并网发电,项目使用非晶硅电池组件，装机容量为333.52KW，所发电量供宜家卖场使用。
1.4.2光伏幕墙
图1-4光伏幕墙
如图1-4所示是光伏幕墙，太阳电池不仅可以应用在屋顶、地面，同时可以与建筑的立面相结合，选择绕度可调的薄膜太阳电池组件，全方位地同建筑有机结合。
1.4.3光伏停车场
图1-5光伏停车场
光伏车棚是将光伏发电与车棚完美融合，既能为车辆遮阳，又能利用太阳能创造出清洁光伏能源供灯光照明和并入电网。
第二章项目概述
2.1项目概况
项目概况
1、项目名称：
分布式光伏发电系统项目
2、项目所属类别：
分布式
3、项目建设地理位置：
深圳
4、项目装机容量：
25kW
2.2设计范围
设计范围包括：
项目建设规模研究、发电量测算、工程方案设计、节能减排、投资估算及经济评价等。
2.3国家补贴政策
根据《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》（国发〔2013〕24号），对分布式光伏发电实行按照电量补贴的政策。
根据资源条件和建设成本，制定光伏电站分区域上网标杆电价。
根据光伏发电成本变化等因素，合理调减光伏电站上网电价和分布式光伏发电补贴标准。
上网电价及补贴的执行期限原则上为20年。
根据光伏发电发展需要，调整可再生能源电价附加征收标准，扩大可再生能源发展基金规模。
光伏发电规模与国家可再生能源发展基金规模相协调。
为落实《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》（国发[2013]24号）有关要求，近日，国家发展改革委出台了《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》（发改价格[2013]1638号），完善了光伏发电价格政策。
通知明确，对分布式光伏发电项目，实行按照发电量进行电价补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元。
2.4项目的示范意义
1）本项目采用BIPV建设方式，无需占用宝贵的土地资源；
2）能有效的减少建筑能耗，实现建筑节能；
3）建筑自身生产的电力在终端配电，避免了网损；
4）光伏并网发电系统没有噪音，没有污染物排放，不消耗任何燃料，具有绿色环保概念，增加建筑物的综合品质和吸引力。
该项目符合国家和省市的产业政策，有利于保护广州市优良的生态环境，调整能源消费结构，对新能源产业发展和完成“十二五”节能减排目标任务具有积极的意义。
第三章项目所在地阳光资源分析
3.1太阳能资源分析
深圳市气候历年平均值数据，数据来源：
美国NASA能源网
表3-1深圳市气象资料信息表
月份
空气
温度
（摄氏度）
相对
湿度
（%）
水平线辐射
（度/平方米/日）
大气
压力
（千帕）
风速
（米/秒）
土地温度
采暖度-日数
（摄氏度日数）
供冷
度日数
一月
12.1
66.20%
2.77
99.9
3.7
12.6
173
94
二月
13.7
71.20%
2.55
99.7
3.6
14.4
127
118
三月
16.8
75.10%
2.7
99.4
3.5
17.8
72
211
四月
20.7
81.90%
3.23
99
3.2
21.7
13
316
五月
23.7
83.50%
3.92
98.7
2.9
24.7
421
六月
25.8
85.20%
4.32
98.3
3
26.7
472
七月
26.4
84.70%
4.8
27.3
513
八月
26.3
83.60%
4.54
2.8
27.1
511
九月
79.40%
4.33
25.1
449
十月
22.3
66.00%
4.12
99.3
3.9
22.8
1
392
十一月
18.4
59.70%
3.74
4.1
18.9
27
267
十二月
13.9
60.00%
3.27
14.2
120
145
年平均数
20.4
74.70%
3.69
99.1
3.4
21.1
533
3909
从表3-1中可以看出，一年中总辐照量最少时段在春季的1~3月份，日平均太阳辐射在2.55~2.77kWh/m2之间，极少值出现在2月。
最多的时段是在夏秋季节的5~10月份，日平均太阳辐射在3.92~4.8kWh/m2之间，极大值出现在7月份。
第四章光伏发电系统技术设计
4.1设计依据、规范
⏹《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》；
⏹《低压配电设计规范》（GB50054-95）；
⏹《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》（IEC61646-2008）；
⏹《光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：
结构要求》（GB/T20047.1-2006）；
⏹《光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：
试验要求（idtIEC61730-2）》（GB/T20047.2）；
⏹《光伏（PV）系统电网接口特性》（GB/T20046-2006）；
⏹《光伏系统并网技术要求》（GB/T19939-2005）；
⏹《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）；
⏹《钢结构设计规范》（GBJ50017-2003）；
⏹《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；
⏹《建筑防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）；
⏹当地的气候、地理等资料；
⏹其他有关国家及地方的现行规程、规范及标准。
4.2项目安装区域和容量
光伏组件布放
图4-11#组件件布放示意图
图4-2支架
图4-3现场场景图
图4-4办公楼房屋顶平面图
光伏组件选型
薄膜太阳能光伏组件型号：
HNS-SD130
电池片种类
双结非微晶薄膜组件
2
峰值功率
130Wp
开路电压（Voc）
71V
4
短路电流（Isc）
2.65A
5
工作电压（Vmpp）
54V
6
工作电流（Impp）
2.22A
7
最大外形尺寸
1300×
1100×
6.8mm
8
重量
25kg
装机容量
安装地点
面积（平方米）
实际可用面积（平方米）
可安装容量（kW）
屋顶阳光棚
（57.2*3）+（118.4）=290
28
合计
4.3主要设备选型
4.3.1太阳能组件
太阳电池组件亦就是光伏组件，是指工厂生产的可以直接出厂的最小单元。
汉能太阳电池组件应具有非常好的耐侯性，能在室外严酷的条件下长期稳定可靠运行，同时具有高的转换效率和廉价。
光伏方阵是由若干个太阳电池组件串、并联而成。
高效非晶硅薄膜太阳能组件有如下优势：
⏹成本低：
具有更低生产成本，不受硅原料短缺瓶颈的限制；
⏹生产过程能耗低、无污染：
生产过程不会产生四氯化硅等有害物质；
⏹组件绿色环保：
不含有毒元素；
⏹弱光发电性能更好：
非晶硅电池在低光照射条件下，如阳光不太强的早晨、傍晚、阴天以及临近建筑物遮挡，也能有稳定电力输出，散射光接受率高，利用率高、适合用于各种地区；
⏹热稳定性好：
在相同的环境条件下，非晶硅电池具有较低的温度系数和优良的伏安特性，发现性能更加优异；
在较高的环境温度下，非晶硅太阳能电池组件表现出更优异的发电性能。
当太阳能电池工作温度高于标准测试温度25℃时，其最佳输出功率会有所下降；
非晶硅太阳能电池受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小得多；
⏹发电量更高：
科学数据表明，在相同环境条件下，非晶硅太阳电池的每千瓦年发电量要比单晶硅高8%；
⏹抗遮挡性能好：
在有少量遮挡情况下，发电量要高出晶硅40%~50%，易于应用在复杂环境；
⏹更适应光伏建筑一体化：
使用大面积玻璃为衬底，同时可制作成不同透光率的透光组件，更易于应用在光伏建筑一体化工程上。
图4-5非晶硅薄膜电池组件
4.3.2逆变器
1、逆变器选型原则
光伏并网逆变器是将光伏组件输出的直流电转换为交流电，是光伏发电系统中的关键设备，对于提高光伏系统的效率和可靠性具有举足轻重的作用。
光伏并网逆变器的选型主要应考虑以下几个问题：
（1）性能可靠，效率高：
光伏发电系统目前的发电成本较高，如果在发电过程中逆变器自身消耗能量过多或逆变失效，必然导致总发电量的损失和系统经济性下降，因此要求逆变器可靠、效率高，并能根据光伏组件当前的运行状况输出最大功率（MPPT）。
（2）要求直流输入电压有较宽的适应范围：
由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，这就要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压稳定。
（3）具有保护功能：
并网逆变器还应具有交流过压、欠压保护，超频、欠频保护，高温保护，交流及直流的过流保护，直流过压保护，防孤岛保护等保护功能。
（4）波形畸变小，功率因数高：
当大型光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的电力污染，要求逆变电源输出正弦波，电流波形必须与外电网一致，波形畸变小于5%，高次谐波含量小于3%，功率因数接近于1。
2、逆变器选型结论
并网逆变器是光伏发电系统中的一个关键部件，高效的逆变器是系统稳定运行的保证，并网逆变器的选型应着重考虑逆变器的可靠性和逆变效率。
同时，并网逆变器应具有相关保护功能，且输出谐波应满足电网要求。
另外，应注意逆变器的效率曲线，即在低输入功率时逆变器也应保证可靠高效。
因此，本项目推荐采用可靠高效的国内优质光伏并网逆变器。
光伏并网逆变器如下图所示：
图4-7光伏并网逆变器
4.4电气接入
4.4.1电气连接
组件可串联、并联或串并联组合，以达到所需的电力输出。
在安装时，同一逆变器方阵，请使用同一类型的组件。
串联：
串联组件产生所需的电压输出。
此电压不能超过组件的最大系统电压和逆变器的最大直流电压。
组件的最大系统电压值在组件的产品信息表上显示，逆变器的最大直流电压在逆变器的电气参数上显示。
并联：
并联组件产生所需的电流输出。
当阵列与另外一个阵列连接时可能需要考虑电流返向导致组件破损。
请参考组件产品信息表中最大返向电流值。
4.4.2光伏组件连接
1）电缆要求：
组件之间的连接应使用绝缘等级1000V以上、2.5mm2、耐紫外线辐射的线缆。
如果暴露在空气中，使用耐高温（最低温度要求为90℃）的绝缘电缆。
2）连接器连接：
太阳能板背面有两条正、负极引线，将两端的防水连接器连在一起时，一定要对准旋紧插到底部。
（如下图片所示为一种规格的连接器，具体产品使用的连接器可能与图片有所不同）
3）组件串连接：
第一块太阳能板负级引线接到第二块电池板的正级引线。
第二块太阳能板，将负级引线接到第三块太阳能板的正级引线上，以此类推，直到排列顺序达到所设计的组件串数。
4）连接测试：
使用万用表和辅助电缆对组件串的开路电压进行测试。
如果万用表上（直流档）无电压显示，则应对这串的组件逐一测试进行排查，直到找出异常组件并检查找出原因，并解决后方可继续。
如电压测试正常，将组件串的第一片的太阳能板的正极引线和最后一片的负极引线接到电池组输出电缆上。
5）整理电缆：
如果太阳能电池组电缆交错缠绕，可将其置于组件背光面下方。
6）标识电缆：
每组太阳能电池组电缆输出端须有标识卡（牌），标识卡上注明太阳能电池组件个数，光伏阵列输出电缆极性（例如：
正极或负极）这样电工将明白此输出端在系统的电气结构中的位置。
7）特殊情况要求：
当太阳能电池组输出电缆正对光照时，请勿必使用套管防止触电。
8）连接器保护：
请安装完组件之后，需及时做好电气的连接，如果不能及时连接电气，或者预计即将出现雨雪天气，请将太阳能电池组件输出电缆正、负极（公母头）连接器锁紧，或者在连接器端后贴上胶布绝缘带，这样可以有效保护连接器的金属件。
（若得不到正确保护，电极引线和连接器可能损坏。
若引线装于室外或穿墙，请使用金属导管，软金属导管或采取其他保护措施，否则将可能导致触电或者短路。
）
4.5光伏发电系统总体电气技术方案
光伏发电系统主要由：
太阳电池组件、汇流箱、逆变器、并网柜等主要元器件组成，光伏组件发出直流电集中至汇流箱，经逆变器转换为交流电，直接并入电网，供负载使用，图4-8为光伏发电系统原理结构图。
图4-8系统原理结构图
4.6系统防雷接地
1）太阳能光伏组件与金属屋面及建筑物主体避雷系统做可靠连接，能够有效的将入侵雷电导入大地。
2）所有布置的线槽金属外壳与建筑物主体接地系作可靠接地连接，起到有效防雷和削减雷电影响。
3）太阳能电池直流侧均采用防雷电涌保护器，起到防雷击保护作用。
针对沿直流输入线侵入的感应雷在太阳电池方阵的汇线盒内进行一级防雷保护，安装防雷过电压浪涌保护器，起到保护光伏系统作用。
4）逆变器交流输出侧逆变器有防雷、过压、欠压、漏电等各种保护功能，起到防雷击保护作用；
同时逆变器交流输出与外部公共电网并接，外部公共电网的防雷系统起到有效地保护。
第五章发电量及节能减排效益
5.1发电量计算
5.2、节能减排
5.3光伏电站投资成本和经济效益
投资规模（kW）
投资总成本
（万元）
年均发电量
（万度）
工业电价
（元/度）
上网电价（元/度）
自发自用比例
度电补贴
25
38
3.6
0.93
0.00
100%
0.52
每年
每年市电电价
经济收益
20年度电补贴总收益
25年市电经济总收益（万元）
总利润
回收期
（年）
投资利润率
1.52
3.36
30.35
84.2
64.67
7.2
138.2
5.4钢架结构综合成本
光伏发电区域面积300平方米*2280元/平方米=684000元
5.5光伏电站项目投资总额
光伏电站投资成本38.0万元+钢构结构成本68.4万元=106.4万元
广州祺光照明有限公司
2015.5.14
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