家用6.5KW离网光伏发电系统设计(光伏发电技术课程设计)

1、- II -家用6.5KW离网光伏发电系统设计光伏发电技术课程设计 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第1 章 绪论 4 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 太阳能开发的背景和意义 4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 太阳能光伏发电国内外研究现状与发展趋势4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 国外太阳能光伏发电现状与发展趋势 5 HYPERLINK l bookmark10 o

2、 Current Document 我国太阳能光伏发电现状及发展趋势 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 光伏发电系统的分类 6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2 章 离网光伏发电系统太阳能电池概述 8 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 太阳能电池简介 8光伏电池 9 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第 3章 6.5kW 离网光伏发电系统设计方案 12 HYPERLINK l bookma

3、rk20 o Current Document 项目背景 12 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 设备选型 13光伏组件 13离网逆变器 14充放电控制器 16 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 蓄电池组设计 16安时（Ah）容量法16安全系数（老化系数） K 17蓄电池容量计算 17 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 系统防雷设计 17 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第 4 章项目的综合效益

4、评价 18 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 经济效益分析 18 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 技术效益分析 18 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 社会效益分析 19 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 环境效益分析 19- -引言2017 年在领跑者项目、 光伏扶贫和分布式项目带动下， 国内光伏市场仍有较大发展空间，巴黎气候协议已经生效，也将推动光伏发展。但考虑到中国经济下行压力较大，电力需

5、求放缓，弃风、弃光高居不下，我国政府下调对光伏的补贴力度等因素， 2017 年新增装机规模相比2016年将有所减少，预计2017年我国光伏新增装机量为25GWe右。目前，光伏产业已经完全实现了规模化发展， 并且发展速度非常快， 考虑到中国正在尝试以招标来制定补贴电价，竞价上网一定是未来必然的趋势，势必推动高效产品产业化，同时，领跑者计划的实施，有利于通过市场化竞争引导光伏技术进步和产业升级， 从而倒逼光伏企业在保持产量的基础上，更加注重产品的质量提升。倪华等人对光伏电站科学设计的关键问题做了研究：光伏电站的科学设计对降低电站初始投资和最大化提升收益至关重要。 文章通过对电站地理特征、光 伏组件

6、特性、光伏阵列特性、逆变器选型、电网指令法规等多个对象的认识研究，阐述了影响光伏电站发电量、 安全性、可靠性和电网友好性等关键问题的本质，并且就相应问题给出了科学的设计方法和选型指南，提出“因地制宜、科学设计”的光伏电站设计理念，为科学合理设计光伏电站提供参考。宁夏大学智腾飞对峰值兆瓦光伏电站发电系统设计做了研究： 根据光伏电站的工程概况、装机容量，考虑光伏电站初期投资和后期维护成本问题，对光伏电站电气一次侧进行主接线设计、光伏阵列变压器组合方式设计以及光伏电站升压方式设计，并进行了电气一次侧主要设备的选型工作，在此基础之上从电站的调度管理与运行方式和光伏电站的计算机监控系统两个方面进行了电气

7、二次设计。分析了水平面和倾斜面上太阳辐照度计算公式，得到了工程所在地年太阳辐射情况，设计了固定倾角运行方式的最佳倾角，并将固定倾角运行方式和倾角自动跟踪运行方式进行了比较，在此基础上提出一种优化的光伏阵列倾角月调节运行方式，利用RETScreena件对全年各月进行倾角优化，以提高光伏阵列利用太阳辐射能力。第1章 绪论太阳能开发的背景和意义21 世纪，随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的提高，人类对能源的需求日益增加，世界上已经出现了能源危机。人类常规所利用的石油、天然气和煤炭等一次性能源的储量正日趋枯竭，同时大量使用一次性能源已经给人类生存环境带来了严重的后果，制约了世界经济的可持续发展

8、。由于能源的需求量持续增加，能源资源现在成为了非常重要的战略物资。而相对于其它国家，中国的化石能源更加匮乏。据预测， 中国已有的煤炭资源到 2115 年左右将被耗尽， 石油资源到 2025 年将会枯竭，天然气最多只能再使用 30 年，且中国电力科学院数据显示，在2010 年和 2020 年，我国电力供应的缺口分别为37GW和100GW因此，发展可再生能源势在必得。小水电和风电技术已经日益成熟，达到了商业化水平。但毕竟水电资源、风电资源均很有限，而太阳能资源具有无限性，所以，太阳能光伏发电是未来电力发展的必由之路。我国约有2/3的地区太阳能资源非常丰富，日辐射量超过5.1kwh/m2。特别是青藏

9、高原、新疆、西藏、内蒙、甘肃等地区，最高日辐射量达到 7kwh/m2我国每年地表吸收的太阳能大概为 中国煤炭总储量的 280 倍， 也就是 17 万亿吨左右。 同时， 太阳能资源具有普遍性、 可持续性、 清洁性、丰富性等优势，所以开发利用太阳能光伏发电前景广阔。目前，世界各国日益关注太阳能资源的利用，开始大范围的发展光伏发电。我国政府也非常关注光伏研究， 在这方面投入了大量资金， 光伏技术的发展呈现了一片令人鼓舞的景象。特别是 2006 年 1 月份发改委最新出台可再生能源发电有关管理规定 ，指出，生物质发电、地热能发电、海洋能发电和太阳能发电等四类项目可向国家申报政策和资金支持后，更是呈现出

10、了一片繁荣景象。截至2009 年，中国有2 万个无电乡村、 500 万个无电用户、 2000 万无电人口，且在中国50%的地区电力匮乏非常严重。但这些地区的太阳能资源却非常丰富，光伏发电拥有很大的市场。虽然光伏发电成本较高，不过偏远地区拥有其独特的优势，采用小型太阳能光伏发电系统就比较廉价，可以很好的解决偏远地区无电村、无电户的供电问题。综上所述，可以看出，利用太阳能资源进行光伏发电，既可解决能源短缺，减少资源消耗和环境污染、缓解全球变暖的速度，又可满足偏远地区居民对电能的需求。因此，开展太阳能光伏发电的研究拥有巨大的社会效益和经济效益，具有很好的市场前景和重大的理论意义、现实意义。太阳能光伏

11、发电国内外研究现状与发展趋势近年来，能源短缺、环境污染等问题引起了越来越多人的关注，考虑到可持续发展的要求，光伏发电已成为世界各国，特别是美国、日本、欧盟等发达国家的重点发展对象，不断加大投入，扩大发展。截至2010 年底，全球光伏发电装机容量达到 3952.9 万千瓦，光伏发电量达到500亿千瓦时。欧洲光伏产业协会（EPIA）预测到2015年全球光伏发电装机容量将达到1.31亿千瓦1.96亿千瓦。2011年全球太阳能光伏系统安装增长了24%总装机容量达到了 24GW其中欧洲仅增了 3%美国和亚洲加速了全球安装量的膨胀。今年，意大利取代了德国成为世界最大的太阳能市场，然而，多元化成为了太阳能游

12、戏主题， 2011 年 20 个太阳能市场安装量超过了100 MW。国外太阳能光伏发电现状与发展趋势在能源危机和全球气候变暖的双重压力下，全球能源形势日趋紧张。太阳能光伏发电作为一种可持续的能源替代方式，于近年得到广泛的开发利用。光伏产业以 31.2 的平均年增长率高速发展。因此，世界光伏产业发展有着远大的发展空间，占据着重要的战略地位。1998 年 9 月，作为德国新能源计划的一部分，德国政府宣布从1999 年 1 月起实施“十万太阳能屋顶计划” 。 这项计划已于 2004 年完成， 德国政府共兴建了十万个太阳能发电屋顶，每个屋顶容量约35k Wp。2001 年，意大利政府推出了“一万光伏屋

13、顶计划” ，计划在 5 年内兴建一万个太阳能发电屋顶。 2005 年 7 月 28 日，意大利政府制定并公布了新法令能源鼓励基金 ，启动了全新的上网电价补贴政策。由于政府的财政激励，仅 2010 年，意大利全国的太阳能安装量就达到了 2,319,000k W。目前，日本、欧盟和美国的光伏发电技术最成熟，应用范围也比较广泛，世界光伏发电量的80%均来自这几个国家。今后，光伏发电系统将向效率高、成本低、寿命长、实用美观发展。据欧洲光伏工业协会EPIA 预测，光伏发电在21 世纪将在世界能源中占据重要席位。不但会替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到 2050 年，光伏发电量大约将占

14、到世界总发电量的13%- 15%到2100年可能将占到64%我国太阳能光伏发电现状及发展趋势从 2009 年起， “金太阳示范工程”在我国被大面积推广，进一步促进了国内光伏市场的扩大和相关技术的进步。 2010 年国家能源局公布了光伏发电应用场合，主要集中在大型并网光伏电站和光电建筑一体化等方面。 由于 2011 年光伏组件价格大幅下滑， 中国的光伏项目开发活动显著增加，当年新增光伏装机容量超过1.6GW同上一年相比增长230%以上。目前我国的光伏装机容量与发达国家容量及光伏组件的产能相比还比较小，但受益于光伏系统成本的逐步下降和国家政策的激励，我国光伏市场将维持高速增长态势，这一点完全可以从

15、当前在建的光伏电站数量和地方政府积极性看出来。 2011 年政府颁布了完善光伏发电上网电价的通知 ， 该政策大大刺激了光伏企业加快电站建设进度的积极性， 对于化解光伏组件的过剩产能、推动光伏产业快速规模化发展意义重大。此外，国家还相继出台了特许权招标及提供可再生能源补贴等政策。国家能源局“十二五”太阳能规划，针对不同的应用形式制定了数个规模庞大的发展计划，其中：大型荒漠光伏电站方面，启动中国“荒漠追日计划”，“十二五”期间首先选择太阳能资源丰富，且靠近负荷的地区建设一批110万千瓦级的能够就地消纳的大型光伏电- -站，累计装机容量达到260万千瓦；无电地区电力建设方面，启动“阳光村户”工程，目

16、 前我国还有大约300万户，1200万无电人口生活在西部无电地区，到 2015年无电地区电力 建设的累计光伏装机达到50万千瓦，2020年达到200万千瓦；光伏和多能互补微网工程 方面，启动“光伏和多能互补微网”工程包括“微网送电工程”和“微网电源工程”；光伏发电的工业应用和分散利用方面，每年的市场需求大约在1020MW/左右。从我国的光伏发展前景来看，光伏市场在未来很长一段时间里都将保持稳定增长的态势， 光伏产业将在调整中持续壮大，光伏电力在可预见的未来将成为世界能源结构中的重要组成 部分。光伏发电系统的分类太阳能光伏发电系统就是利用太阳能电池中半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射的能 量直接

17、转换为电能的一种发电系统。根据光伏发电系统是否与电网连接可分为离网光伏发电 系统与并网光伏发电系统。其中，离网光伏发电系统是独立运行的发电系统，它不与电网相 连接，常建立在环境十分恶劣的偏远无电地区；并网光伏发电系统是直接将电能并入公共电 网的发电系统，由电网统一调配向用户供电。(a)离网光伏发电系统离网光伏发电系统是指太阳能光伏发电不与公共电网连接的发电方式，是一个独立、闭 合的发电系统。通过光伏电板将太阳能直接转化为电能，供本地负载使用。当光伏电板发电 量大于负载时，多余能量通过充电器对蓄电池充电；当光照不足，或者负载需求大于光伏电 板所发的电量时，蓄电池将存储的电能释放以满足负载的能量需

18、求。太阳能离网光伏发电系 统结构图如图1.1所示，该系统由太阳能电池阵列、蓄电池组、控制器和逆变器构成。由于 系统中含有蓄电池组，因而系统成本较高，一般应用于没有电网的偏远无电地方，如远离电 网的偏远村庄、环境恶劣的高原、孤僻海岛等，可以为它们提供基本生活用电；也可用于边 防哨所、气象站等特殊场所，可以为它们提供电源。图1.1离网光伏发电系统(b)并网光伏发电系统并网太阳能光伏发电系统是将太阳能电池板产生的直流电经过并网逆变器直接转换成 符合市电电网要求的交流电之后接入公共电网，向电网输送电能。并网太阳能光伏发电系统 相比离网太阳能光伏发电系统省了蓄电池，节约了占地空间，降低了整体成本，而且免

19、除了蓄 电池充放电的过程，能量损耗减少了，电池板所发的电能可以被充分利用 ，从而提高了系统效 率。但是，由于逆变器与电网并联，所以输出的电能需满足电网用电性能指标（包含对电压、 相位、频率等）的要求，否则并网逆变器输出的电能与电网之间会相互充、放电，引起整个系 统的内耗和不稳定。同时，作为一种分散式发电系统，并网光伏发电系统对传统的集中供电 系统的公共电网会产生孤岛效应、谐波污染等一些不良的影响。并网太 阳能光 伏发电 系统由 太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、变压器组成，具结构示意图如图 1.2所示。一怛电”!图1.2并网光伏系统第2章离网光伏发电系统太阳能电池概述太阳能电

20、池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导 体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生 电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic ,缩写为PV),简称光伏。太阳能电池是 通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的晶硅太阳能 电池为主流，而以光化学效应工作的薄膜电池实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池简介太阳能电池作为光伏发电的能量来源，是整个光伏发电系统必不可缺的组成部分。太阳 能电池板经过串并联组合后形成太阳能电池组件。法国科学家A. E. Becquerel于1839年发现“

21、光伏效应(Photovoltaic Effect )”，该效应的产生原理为：当光照在太阳能电池板表 面时，由于太阳能电池表面是由 N型与P型半导体共同构成，这样在其接触面会形成一个 特殊薄膜，在光照的作用下，会导致 N型区域与P型区域之间有电子流动，来减小两个区 域之间的电子与空穴的浓度差异，在光照的持续下，不断产生两区的浓度差异，因此 P区到N区之间短路时会形成电流，其原理如图2.1与图2.2所示:内电-S00,曾 一 s。 )。 ooiQOoI图2.1太阳能半导体晶片00。. 0o 嘲! - OQO。 QOGr。PKa图2.2光伏电池的工作原理光伏电池太阳能电池板分类太阳能电池板有很多种分

22、类，图 2.3与图2.4从两个角度对其进行了分类光伏电池厂方单结晶型厂M结晶系薄膜式I-3多结晶邢j非结晶系薄膜式 图2.3按结晶状态不同分类图2.4按生产材料不同分类2.2.2太阳能电池等效电路图2.5为太阳能电池板的等效电路。图2.5太阳能电池板等效电路太阳能电池输出特性太阳能电池的输出电流与电压关系，受外界环境的影响，会有较大的变化，特别是光照、 温度等影响直接决定太阳能电池的输出特性，而且这种特性变化是一种非线性的。下面将介 绍太阳能电池的电压与电流在温度与光照变化下的输出特性以及其相关的几个参数。太阳能电池的几个相关参数：(1)短路电流Isc :太阳能电池在正负两极在短路情况下输出电

23、流，此时输出电流达到最大；开路电压Uoc：太阳能电池板正负两极断开时，即空载时输出电压，此时输 出电压达到最大值；(3)最优输出电流Im :太阳能电池在输出功率最大时的电流；(4)最优输出电压Um：太阳能电池在输出功率最大时的电压；(5)最优输出功率Pm：太阳能电池在某一外界环境所能输出的最大功率。:0R1R2R380R1604020Md-.(a)相同温度不同光照下的I-U、 P-U曲线& 10 12 14 16 1B 20甩J，37 6 5 4 3 2冬至印6 S It) 1215 IB 邮002466 1G 12 14 16 IB 20LKiyv(b)相同光照不同温度下的I-U、P-U曲线

24、图2.6光伏电池的输出特性曲线在不同环境条件下太阳能电池输出电压与电流(I-U)、电压与功率(P-U)关系如图2.6 所示。通过图2.6可知，太阳能电池输出的主要参数Isc、Uoc在光照与温度的影响下，会 发生规律性的非线性变化，并且 Pm也随之发生变化，但是在确定的光照与温度下，这个值 是唯一的。图a是当环境温度不变，只是改变太阳光照强度时的输出特性，可以发现只有光 照强度改变的情况下，太阳能电池开路时的电压基本处于一个定值，只有稍微的上升，但是 短路电流却有很大的差异，光照越强电流越大，因此输出功率也有相应的升高。图 b是当光 照强度不变，只是改变环境温度时的输出特性，可以发现只改变环境温

25、度的情况下，太阳能- -电池的短路电流基本不变，只是有稍微的上升，但是其开路电压却有明显的下降，导致输出 功率有相应的下降。- -第3章6.5kW离网光伏发电系统设计方案本文设计的家用6.5KW离网光伏发电系统，通常由太阳能组件、控制器、逆变器、蓄电 池组和支架系统组成。他们产生直流电源可直接通过白天或储存在蓄电池组中，用于在夜间 或在多云或下雨的日子提供电力。项目背景表3.1项目背景工程名称家用6.5kw离网光伏系统；工程位置台州；地理位置北纬 28.01 ,东京 120.17 0 ;光伏电池板面积朝正南方向布板，约40平方米；直流额定发电功率65KW P光伏组件系统共用了 26块功率为25

26、0wp的单晶硅光伏组件；供电模式整个离网系统实现光伏、蓄电池互补供电模式；年均辐照量1427.15kwh/mA2离网系统设计本项目总负荷大约为6.5kW,每日用电量为20kWh但持续工作时间较长的负荷为 3kW 其他负荷工作有很大的间歇性。根据项目要求本离网系统由6.5kWp光伏、电压220V容量600Ah 蓄电池储能系统以及能量管理系统构成光伏发电系统：26块250W印晶硅光伏组件，根据提供的信息，该地区房屋较为集中， 预计光伏组件朝正南方向铺设，铺设面积约为 40平方米，分为13申2并接入1台5kW光伏 离网逆变器，逆变器输出接入1台微网控制柜中。储能系统：1台6.5kVA双向变流器器，电

27、压220V容量600Ah蓄电池组，智能充放电控 制器。软件控制系统：通过设计智能配电柜，使负荷分为重要、次要负荷。当无光伏的时候， 根据蓄电池储存容量的大小，智能分断重要、次要负荷。原理图如下：图3.1系统原理图设备选型光伏组件单晶硅光伏组件为全球并网光伏发电系统提供高效稳定的绿色电能，广泛应用于住宅、 商业并网电站以及部队、通讯等领域，是建设高效、美观的光伏系统的绝佳选择。高效率、 高品质的光伏组件、采用高透光率优质钢化玻璃，独特工艺使组件美观坚固，安装方便。最 先进的光伏技术和最严格的生产标准，保证了组件高效率输出。光伏组件选用兴业公司生产 的单晶硅太阳能电池组件，型号为 SYE250M6

28、-60如下图：图3.2光伏组件所选光伏组件性能特点为：1）组件质保期为25年，第一年使用输出功率衰减率不超过 5% 10年内功率输出不低于 原来的90% 20年内功率输出不低于原来的80%使用寿命25年以上；2）高透光率：采用高透光率钢化玻璃封装3）光伏组件通过 IEC61215、EN61730 CE和 TUVU证。与之配套的接线盒采用满足ICE标准的电气连接，采用工业防水耐温快速接插，防紫外 线阻燃电缆。组件的抗湿性、受光面自洁能力、组件封装等均符合IEC61215-2和IEC61730-2 的标准。表3.2组件参数在舁 厅P名称具体参数1型号SYE250M6-602型式60片单晶硅电池片串

29、联3尺寸结构1640mm 992mm 40mm4在AM1.5、1000W/ m 2的辐照度、25 C的电池温度卜的峰值参数：4.1额定功率250W4.2峰值电压30.7V4.3峰值电流8.14A4.4短路电流8.80A4.5开路电压38.1V5最大开路电压（在 AM1.5、1000W/m2的辐照度、-10C时的开路电压）1000V6短路电流温度系数0.02%/C7开路电压温度系数-0.34%/C8温度范围-40 C +85 C9组件效率15.37%离网逆变器离网逆变器采用最大功率跟踪技术，最大限度地把光伏组件转换的电能送入电网。逆变 器自带的显示单元可显示太阳能电池方阵电压、电流，逆变器输出电

30、压、电流、功率，累计 发电量、运行状态、异常报警等各项电气参数。同时具有标准电气通讯接口，可实现实时监控。本系统选用型号为厦门科华 SPH500-B离网逆变器1台表3.3离网逆变器参数型号SPH500-B图片最大直流功率6.5kW最大输入电压550V最小输入电压140 V最大输入电流20AMPPTfe压范围200-500VMPP微量2连接器MC4最大交流输出功率6.5kW父流电压范围180-264V额定交流电压220V, 230V, 240V最大输出电流25A频率范围47.5-62.5Hz频率50,60Hz功率因数0.8最大总谐波失真3%颔定功率时）最大效率93.6%欧洲效率96.4%通讯接口

31、RS485 WLAN充放电控制器选用1台大功率控制器，额定电压 220VDC,额定电流100A。如图3.3:图3.3充放电控制器充放电控制器还具有如下功能及保护：. PWM和开关串联充电方式可切换.直充、提升、浮充自动充电模式.温度补偿.具有过充、过放、过载保护.能够承受负载短路的电路保护；.能够承受负载、太阳能电池组件或蓄电池极性反接的电路保护.能够承受充放电控制器、逆变器和其他设备内部短路的电路保护;.能够承受在多雷区由于雷击引起的击穿保护；.能防止蓄电池通过太阳能电池组件反向放电的保护。蓄电池组设计安时（Ah）容量法蓄电池容量的传统计算方法是以负载电流和放电时间的乘积（ Ah容量）为基础

32、，并考虑 安全系数（老化系数）、放电容量系数、放电温度系数，计算出需要的 10小时率安时（Ah） 容量。据此按照10小时率容量选择蓄电池。基本计算公式：根据通信电源设备安装工程设计规范（YD/T5040-2005）,蓄电池组容量按下式计算。式中:KIT71 + a恬-25)Q蓄电7容量（Ah）; K安全系数；I 负载电流（A）; T放电小时数（h）; t 蓄电池最低环境温度（C ）;“ 一一放电容量系数；a 蓄电池放电温度系数。安全系数（老化系数）K铅酸蓄电池当其可用容量下降到额定容量的80%寸，即为寿命终止。因此，当铅酸蓄电池的实际容量下降到其额定容量的 80%时，就应更换。为保证蓄电池在整

33、个寿命期均能满足 计算负载的要求，蓄电池的计算容量至少应增加25%的富裕量，使蓄电池在寿命终止时仍有足够的容量供给负载。蓄电池的额定容量一般应至少为寿命终止时剩余容量（亦即负载容量） 的125%安全系数K是考虑这种情况的系数（K取值1.25）。蓄电池容量计算蓄电池额定功率P蓄电池（即逆变器输入端的有功功率 P逆变器）_ S力”厂丁电池一厂逆车整1 睥式中：P蓄电池一一蓄电池额定功率（W; P逆变器一一逆变器输入有功功率（W; S逆变 器的输出视在功率（VA）； cos - 逆变器输出功率因数；11逆变器效率。系统防雷设计为了保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行，要对这套系统采取防雷措施。主要

34、有 以下几个方面：（1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择光电厂附近土层较厚、潮湿的地点，接地电阻应小于4欧姆。（2）在光伏发电系统附近建一避雷针，高 15米，并单独做一地线，方法同上。（3）太阳电池方阵电缆进入配电室的电压范围为 DC320-400V,加防雷器保护。此外太 阳能光伏发电系统的支架应保证良好的接地。（4）逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护（离网逆变器内有交流输出防雷器）第 4 章项目的综合效益评价由于当代能源危机与环境保护的重视，光伏发电项目得到了发展，因此光伏项目的综合效益评价不能背离我国的可持续发展理论，同时要结合光伏发电项目的自

35、身特点及其特定的功能要求与建设目标，保证项目建设的科学性、合理性，经济性、和谐性。本文对光伏发电项目综合效益评价，主要包括下四个方面：经济效益、技术效益、环境效益和社会效益。4.1 经济效益分析光伏发电系统的经济效益评价需要综合考虑项目的盈利能力、偿债能力和运营能力。项目的盈利能力是指投资者依据未来能否盈利以及盈利水平的高来决定是否投资，这与项目的经济效益直接相关。偿债能力是指在寿命周期内资产，尤其是现金资产对于债务的偿还能力，也是对投资的回收的能力。偿债能力是金融机构对项目融资决策的依据，也决定了项目能否健康稳定发展。项目运营能力体现项目资产生产收益的效率，即项目充分利用自身资产新创造财富的

36、能力。项目在尽可能短的时间内获得尽量多的收益，尽可能多的生产产品，则其运营能力越强。光伏发电项目建设期较短，项目运营时间较长约为 20 年，运营期内成本费用以及利润、现金流波动较大。由于光伏发电产业在我国的发展正处于初始发展阶段，经济收益的周期较长。光伏发电初装成本大约 1 万元/KW， 项目安全运行一年时， 稳定发电近5000 度， 其中 1900度免费自用， 剩余 3000 多度上网。 国家对光伏发电量进行补贴有两种方克一种是 “自发自用，余电上网”，1度电补贴化42元/KWh上网部分按燃煤脱硫标杆电价收购0.44元/KWh 2014年 9 月 5 日，国家新能源局规定，光伏发电也可“全额

37、上网”的方式享受光伏电站标杆上网电价。对于“全额上网”山东省规定“ 2013-2015 年并网方式享受光伏电站标杆上网电价为1.2元/KWhn （含税），高于国家标杆电价（1元/KWh部分由省级承担”。技术效益分析太阳能光伏发电项目的技术评价包括对系统建设选址的效果以及系统设备运行维护能力的评价。选址首先考虑的是地区太阳能资源的丰富性，还需要考虑该地区电网对光伏电力调度过程中矛盾的协调，利益分配的能力，具体需要对太阳福射资源评估预测、电站场址选择的效果，太阳能电池板及组件安装、设备运行维护等方面进行考察论证。我国是世界上太阳能最丰富的地区之一，特别是西部地区，年日照时间达3000h 以上。太阳

38、能分布最丰富的是青藏商原，全国有 2/3上的地区年日照大于2000h,年均福射量约为225900 MJ /m2 ，而山东省在能源分布中属于三类地区，年均福射量在5016 - 5852 MJ /m2 ，年日照时间在 2200-3000h 。山东的太阳能资源充足，适合光伏发电的实施和发展。太阳能发电系统的建设包括硬件设施及技术工艺。太阳能电池阵列、输配电系统、逆变器系统和远程监测系统四大系统及其核也设备组成光伏发电的硬件技术系统。光伏发电系统是集技术、资金于一体，技术的可靠性、先进性、适应性和实用性对于实现综合效益起着重要的作用。光伏发电项目系统性能相关技术指标包括设备技术可靠性、太能能阵列安装形

39、式、系统 运维水平三方面。技术的可靠性包括太阳能光伏电池、逆变器系统的可靠性。技术持久性、 项目相关设备可维修性以及技术可靠性为可靠性的三大范畴。而对于本文设计的系统，选用 的光伏电池板的使用年限约为25年，而选择大功率、性能可靠的逆变器对于光伏系统具有保 护功能，减少系统损耗，系统可靠性提高。从系统安装的角度，光伏组件串联安装，设计的 支架可以调节光伏板的倾角，使太阳能阵列能最大效率的利 用太阳能，且交直流侧都安装有断路器，对电路有保护作用。社会效益分析光伏发电系统相较于常规火电、水电等新能源发电形式，虽然规模较小但是分布广泛， 影响深远。光伏产业的发展不仅具有调整我国能源结构，保护环境等重大作用，而且对人民 福利的提高和经济发展等方面也具有不容忽视的作用。在我国太阳能福射资源最丰富的地区 却是西部经济发展较为落后的地区。光伏发电系统的发展带来的大规模投资以及政府对于光 伏发电系统的政策补贴，将会带动该地