厂房屋顶分布式光伏发电项目光伏电站直流部分设计方案

1、厂房屋顶分布式光伏发电项目光伏电站直流部分设计方案1.1 光伏电站的构成每个光伏发电系统由下述 4 部分组成：1）直流部分：包括电池组件及支撑结构（支架）等。 设备安装方式：电池组件安装在组件支架上，布置在建 筑物屋顶上，具体安装方式见“ 1.2 组件安装和布置方式” ；2 ）交流部分：包括交逆变器、汇流箱、并网柜、配电 装置及配套防雷设备等。设备安装方式：并网柜、 10KV 配电装置等均安装在配电 室内。安装在地面上，防水、防锈、防晒，满足室外安装使 用要求。3）控制检测部分：包括光伏系统监控。4）附属设施部分：包括防雷击接地保护装置等。 本章仅介绍光伏电站直流部分的设计，交流部分、控制 检

2、测部分及防雷保护的设计见第 7 章电气部分。1.2 光伏电池组件选型 太阳能电池按照基体材料可分为：晶硅太阳能电池，包 括：单晶硅和单晶硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；化合 物太阳能电池，包括：砷化镓电池、硫化镉电池、碲化镉电 池、铜铟镓硒电池等。1） 单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池是最早发展起来的 , 主要用单晶硅片 来制造，与其他种类的电池相比，单晶硅太阳电池的转换效率高，稳定性好，目前的商业效率在1320%之间。单晶硅太阳电池主要用于光伏电站。2）多晶硅太阳电池 多晶硅太阳电池的硅片是由大量不同大小结晶区域组成，基本结构都为 n+/p 型，都用 p 型单晶硅片， 厚度 220 300卩m。

3、单晶硅电池成本较低， 其光电转换效率约10%18% 左右。单晶硅电池与单晶硅相同，性能稳定，也主要用于光 伏电站的建设。随着国内单晶硅生产规模的不断扩大，多晶硅较单晶硅 电池板的性价比高。3）非晶硅薄膜式太阳能电池 非晶硅薄膜电池是采用化学沉积的非晶硅薄膜，其特点是材料厚度在微米级。非晶硅为准直接带隙半导体，吸收系 数大，可节省大量硅材料。商业化的非晶硅薄膜电池稳定的 转换效率在 5 7%左右，保证寿命为 10 年。非晶硅薄膜电池是至今最为成功的薄膜电池，尽管从最 早的 1996年12%的市场份额降到 2004年的 4%，但由于目前 晶体硅电池供应短缺，人们试图通过非晶硅薄膜电池补充。 目前，

4、非晶硅薄膜电池之所以没有大规模使用，主要原因是 光致衰减效应相对严重。4）铜铟硒薄膜电池铜铟硒（CulnSe2）薄膜是一种I -川-W族化合物半导体， 铜铟硒薄膜光伏电池属于技术集成度很高的化合物半导体 光伏器件，由在玻璃或廉价的衬底上沉积多层薄膜而构成。 ClS 薄膜电池具有以下特点：光电转换效率高，效率可达到 17%左右，成本低，性能稳定，抗辐射能力强。目前，ClS 光伏电池实现产业化的主要障碍在于吸收层 ClS 薄膜材料对结 构缺陷过于敏感，使高效率电池的成品率偏低。这种电池的 原材料铟是较稀有的金属，对这种电池的大规模生产会产生 很大的制约。5）碲化镉薄膜电池 碲化镉是一种化合物半导体

5、，其带隙最适合于光电能量 转换。用这种半导体做成的光伏电池有很高的理论转换效 率。碲化镉的光吸收系数很大，对于标准AMO 太阳光谱，只需 0.2 微米厚即可吸收 50的光能， 10 微米厚几乎可吸收 100的入射光能。碲化镉是制造薄膜、高效光伏电池的理 想材料，碲化镉薄膜光伏电池的制造成本低，是应用前景最 好的新型光伏电池，它已经成为美、德、日、意等国研究开 发的主要对象。目前，已获得的最高效率为16.5%。但是，有毒元素 Cd 对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容 忽视的，各国均在大力研究加以克服。通过上述太阳电池性能价格比较，本工程推荐采用单晶 硅太阳能电池。参照产品样本，本阶段初步选

6、定国产的单晶硅275Wp电池组件进行光伏发电的系统设计和发电量预测，其主要技术参数见表6-1。表6-1太阳能电池组件性能参数表编号项目技术参数与规格备注1型式多晶硅光伏组件2型号275Wp3尺寸结构1650*992*40mm4重量18.5kg5在AM1.5、1000W/m2的辐照度、25° C的电池温度下的峰值参数1.1标准功率275W1.2最佳工作电压31.1V1.3最佳工作电流8.69A1.4短路电流9.15A1.5开路电压37.9V1.6最大系统电压IEC 1000VDC6温度系数6.1峰值功率温度系数-0.41%/K6.2峰值电流温度系数0.06%/K6.3峰值电压温度系数-0.33%/K编号项目技术参数与规格备注6.4短路电流温度系数0.067%/K6.5开路电压温度系数-0.33%/K7温度范围-40 C +85 C8功率误差范围0/+5W9表面最大承压2400Pa10