光伏并网发电技术交流

光伏发电技术交流材料

深圳市力精物联科技有限公司2015年

2015年6月目录2项目需求分析光伏发电站介绍光伏发电站的设计智能建筑群节能技术简介智慧园区技术简介公司荣誉目录3项目需求分析光伏发电站介绍光伏发电站的设计智能建筑群节能技术简介智慧园区技术简介公司荣誉万科云谷外部属性4区域概况（1/2）：留仙洞总部基地位于深圳南山区，是深圳未来又一重要的经济增长极深圳南山区留仙洞总部基地（本案）中国国家区域中心城市（华南），中国南方重要的高新技术研发和制造基地，中国重要的经济和金融中心位于深圳市西南部、深圳经济特区西部。南山区是深圳市旅游基地和高新技术产业基地国际化新一代信息技术研发中心、国家级新一代信息技术转化与应用示范基地、区域性新一代信息技术辐射带动极，深圳市未来六大总部基地之一万科云谷外部属性5区域概况（2/2）：片区为深圳未来六大总部基地之一，将致力打造为新一代信息技术研发中心分析战略定位：国际化新一代信息技术研发中心、国家级新一代信息技术转化与应用示范基地、区域性新一代信息技术辐射带动极，将打造为集研发用房、高端商业、酒店公寓、特色街区等于一体的总部基地；产业定位：将重点发展新一代信息技术、互联网、基因工程等产业，成为深圳重要的战略性新兴产业基地；万科云谷内部属性6项目指标分析：土地类型以产业用地为主，建后需无偿返还政府的面积达80%，能自主经营发展的面积有限，开发成本高单元名称单元用地面积道路用地比例公共绿地比例主导功能总量控制DY036.97公顷12.05%3.44%新型产业用地36-42万平方米DY046.88公顷20.78%2.76%新型产业用地、商业服务设施用地45-50万平方米DY055.39公顷11.50%2.97%新型产业用地29-33万平方米绿地项目土地类型以产业用地为主，在规划中需无偿返还的研发厂房的建筑面积超过60%，另有20%的绿化面积也需要返还政府；项目可用于自身发展的建筑面只占总建面的30%不到，高价拿地使得项目的开发成本变得高昂；项目总建筑面积为133万㎡，体量较大，竣工年限是42-48个月，工期紧凑，建筑质量要求高，给项目施工进度带来巨大压力万科云谷内部属性7项目劣势：项目北边紧邻深圳特区建设发展有限公司项目，存在同质化竞争压力 深圳特建发项目绿化与教育配套本案特建发公司项目分析

特建发项目总用地面积约13.7万平方米，总建筑面积约为100万平方米左右，与本案接近；特建发项目由产业用房、公寓及商业以及少量绿地构成，其中产业用房建筑面积约为70万㎡，公寓建筑面积约为20万㎡，商业建筑面积约为10万㎡，可利用于自身发展的建面约为总建面的30%，与本案基本一致；从体量规模、物业形态上看，特建发项目的存在，将给本案带来较大的同质化竞争压力；万科云谷外部属性项目属性界定：项目存在开发成本高、片区配套滞后等不利因素，但受益于所在区位优势，未来发展潜力巨大，前景向好区域属性——留仙洞总部基地留仙洞总部基地深圳六大总部基地之一，国家级高新科技园区核心位置区域内7大开发控制单位中，新型产业用地和商业服务用地成为核心配套滞后目前区域教育、医疗、交通等市政配套建设缓慢，较为落后，制约地区发展项目属性——大体量的新型产业用地和商业服务用地规模体量地块占地394043.8㎡，建筑面积1335510㎡用地性质工业用地，其主导功能新型产业用地、商业服务设施用地开发成本高返还率高达80%，可自主开发使用的面积较小，开发成本高，影响收益解决之道：差异化的高端园区9智慧绿色便捷以物联网、云计算、大数据等新一代信息技术为支撑，提供包括基础设施设备管理、IT配套、服务管理等的完整解决方案，创建智慧发展园区。运营利用屋顶、建筑立体面等空闲场所建设光伏发电站，获取绿色能源，通过建筑群落节能技术降低能源消耗，减少CO2排放。统一的信息化综合管理平台给入园企业、住户、员工。物业管理单位、来访人员等园区相关人员更安、更便捷、更互动的服务。信息发布、停车收费、一卡通、O2O社区平台、企业品牌推广等多种方式开展增值服务，为园区开辟新的业务增长点。项目需求分析光伏发电站简介光伏发电站设计方案智能建筑群节能技术简介智慧园区技术简介公司荣誉目录10目录光伏发电的必要性建筑能耗是我国能源消耗的主力军

近年来，建筑与房地产业是我国经济增长的火车头之一，但与此同时，建筑能耗也是我国能源消耗的主力军。国家建设部统计报告显示：我国建筑能耗惊人，建造和使用建筑直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的46.7%！单位建筑面积能耗是发达国家的２-３倍！

（在新西兰，住宅能耗占国家总能耗的13%，而商业建筑则为9%；在澳大利亚，住宅和商业建筑能耗分别占国家总能耗的12%和8%）《节能中长期专项规划》着重指出：建筑是十一五节能的重点领域之一，建筑节能的重点是严格执行节能设计标准。太阳能光伏建筑一体化（BIPV）一种是建筑与光伏系统相结合，把封装好的的光伏组件（平板或曲面板）安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，组成光伏发电系统。

太阳能光伏建筑一体化（BIPV）太阳能光伏建筑一体化（BIPV）另外一种是建筑与光伏器件相结合，是将光伏器件与建筑材料集成化，即光伏建筑一体化（BIPV），如将太阳能光伏电池制作成光伏玻璃幕墙、太阳能电池瓦、太阳能防水卷材等，集实用与装饰美化为一体，达到节能环保效果。

德国柏林中央车站BIPV天窗中国山西纳克BIPV玻璃幕墙太阳能光伏建筑一体化（BIPV）16光伏发电站的设计步骤并网光伏发电系统的设计步骤1、在考察的基础上进行预可行性研究（RetScreen）；2、技术方案确定和设备选型（太阳电池、逆变器、监控、其它设备、运行方式等）；3、工程设计：与建筑结合、土建施工方案、抗风能力、防雷接地、电网接入系统；4、特殊设计：1)对于BIPV和BAPV：并网方式、遮挡计算、专用BIPV组件的安装设计、造型和美观等;2)对于大型光伏电站：占地计算、场地、基础、机房、围栏、自动跟踪系统等。光伏电站的设计17光伏电站设计系统设计方阵设计电气设计辅助设计选址防雷接地等数据采集远程监控环境监测等排布安装支架系统清洁排水等组串方案电气连接系统配置设备选型系统优化等发电量计算18

中国太阳能资源分布

太阳能光伏电站的设计一般根据用户的实际需要,结合当地自然资源条件(包括太阳辐射强度,最佳辐射角度,平均日照时间,平均气象条件等)具体设计,由于太阳能发电的特殊性,达到同样发电量的光伏电站,可能会因为处于不同的地理位置,电站的基本配置会有很大的差别,其基本造价和投入也会有较大悬殊,因此在电站选址过程中应当考虑那些太阳辐射比较强的地区。发电量计算19发电量计算公式：

年发电量=系统装机容量×年日照峰值小时数×系统综合效率影响系统综合效率的因素：逆变器效率，变压器效率，灰尘及雨雪遮挡损失，组件串并联不匹配损失，弱光损失及其他项损失等。目前大型并网光伏发电项目系统设计效率约为80%（其中逆变器效率约97％，变压器效率约97％，灰尘及雪遮挡损失约4%，弱光损失约5%，其它杂项损失约5%。建立在开阔地的并网光伏发电系统基本没有朝向损失）。独立光伏发电系统：年发电量=系统装机容量×年日照峰值小时数×50~60%并网光伏发电系统：年发电量=系统装机容量×年日照峰值小时数×70~80%发电量计算20对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：Rβ＝S×[sin(α+β)/sinα]+D式中：Rβ——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量S——水平面上太阳直接辐射量D——散射辐射量α——中午时分的太阳高度角β——光伏阵列倾角倾角β30°34°36°38°40°42°44°46°50°1月136.5140.5142.3144145.6147148.3149.4151.42月146.7149.8151.1152.3153.4154.3155.1155.7156.53月193.1194.7195.3195.8196.1196.2196.1196195.14月180.4180.2179.9179.4178.9178.9178.2177.4176.45月247.8245.6244.3242.7240.9239236.9234.5229.36月241.6238.5236.7234.7232.5230.1227.5224.8218.77月230.7228.1226.5224.7222.7220.5218.1215.5209.88月226.2225.2224.5223.5222.3220.9219.3217.5213.39月196.3197.6198198.2198.2198.1197.7197.2195.510月181.9185.5187.1188.4189.6190.6191.4192192.611月142.3146.6148.5150.3151.9153.4154.7155.9157.812月127.4131.7133.7135.5137.2138.8140.3141.6143.8全年2251.32264.72268.4227022702268226322572239不同倾斜面各月的太阳辐射量表（KWH/m2）光伏发电站的系统结构21系统组成：太阳能电池组件、接线箱、组件支架、直流汇流箱、光伏逆变器、交、直流配电系统、线缆配件、监控系统、防雷接地系统等。光伏发电站的系统结构22方阵接线箱直流配电逆变器交流配电箱式变压器数据显示和通信太阳电池光伏组件（2）多晶硅光伏组件多晶硅太阳能光伏组件生产效率高，转换效率略低于单晶硅，商业化电池的转换效率在13%-15%，在寿命期内有一定的效率衰减，但成本较低。（1）单晶硅光伏组件

单晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高，商业化电池的转换效率在15%左右，其稳定性好，同等容量太阳能电池组件所占面积小，但是成本较高。（3）非晶体硅薄膜电池非晶硅太阳能电池由于具有较高的转换效率和较低的成本及重量轻等特点，有着极大的潜力。但同时由于它的稳定性不高，直接影响了它的实际应用。各种电池性能比较名称转换效率安装方式性能比较单晶硅电池20.4%（2cm×2cm）铝合金边框。适合屋顶、地面大型光伏电站（1）晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。（2）商业化使用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。（3）晶体硅电池组件、刚性非晶硅组件故障率极低，运行维护最为简单。（4）晶体硅光伏组件、刚性非晶硅组件安装简单方便。（5）非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，同时容易配合建筑物的整体效果进行造型，但是组件效率较低，在安装场地面积有限情况下，会影响到安装总容量。多晶硅电池14.5%（2cm×2cm）铝合金边框。适合屋顶、地面大型光伏电站非晶硅薄膜电池8.6%（10cm×10cm）无边框，适合与建筑一体化安装太阳能电池组件设计25(1)组件设计要则：由于建筑分格的要求，经常对于一个光伏组件阵列，在边缘处的组件与阵列里面其它组件的尺寸及外形不相同。但是，又必须考虑到整个阵列外观的整体一致性，所以其里面的电池片排布位置又必须保持一致。太阳能电池组件设计26(2)组件阵列间距设计：为了避免阵列之间遮阴,光伏电池组件阵列间距应不小于D:D=0.707H/tan〔arcsin(0.648cosΦ-0.399sinΦ)〕式中Φ为当地地理纬度(在北半球为正，南半球为负)，H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差）。保证冬至日9点至15点之间光伏组件不出现遮挡太阳能电池组件设计27(3)组件串数据设计根据建筑面积、组件尺寸和功率进行计算，选择合适的并联和串联形式。1、取决于逆变器的直流输入电压范围和最高允许电压2、取决于光伏组件的Vm和Voc3、取决于当地冬季白天最低温度。常见太阳能电池组件故障28选择大厂产品有质量保障，比如英利、晶澳等直流汇流箱汇流箱的作用：

在太阳能光伏发电系统中，为减少光伏电池组件与逆变器之间的连线，同时减少直流电缆的线损，需要在光伏组件安装侧将一定数量的光伏组件进行串、并联，再送入逆变器直流侧。同时在汇流箱内安装直流防雷模块，起到光伏电站的防雷作用。直流汇流箱里面的短路器和防雷模块要选择品牌产品，比如施耐德、ABB、西门子等逆变器1）基本功能太阳能逆变器是一种功率电子电路，能把太阳能电池板的直流电压转换

为交流电压并入公用电网或来驱动当地的交流负载，是整个太阳能发电

系统的关键组件。逆变器电气回路图完成DC/AC转换的电流连接到电网找出最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率逆变器微型逆变器组串式逆变器集中式逆变器逆变器的选型逆变器类型集中式逆变器组串式逆变器微型逆变器容量10KW-1MW600W-10KW1KW以下组件接入类型方阵组件串组件MPPT功能方阵最大功率点组串最大功率点组件的最大功率点遮挡影响影响最大影响较小影响最低直流电缆大量使用少量使用基本不使用投资成本低中高适用用光伏系统大型光伏电站各类光伏电站1KW以下的小系统产品成熟度成熟成熟大量使用安装使用专业安装和维护，更换困难安装简便，更换方便安装简便，更换方便根据现场实际条件择合适的逆变器。逆变器的关键技术重要指标：1、逆变器转换效率；2、可靠性（元器件选择、保护功能）；3、电子兼容技术（电磁干扰、防雷、接地、浪涌、漏洞）；4、最大功率点跟踪技术（MPPT）;5、电网锁相技术；6、孤岛检测与防护；7、低电压穿越；交、直流配电柜直流配电柜升压后接上网逆变器直接接市电并网监控系统监控系统信息发布显示屏可以显示辐射强度、环境温度、发电功率，以及折算成的CO2减排量等信息。也可以切换成新闻。定时播放新闻和发电量数据。或也可以显示其他信息，实现最优化利用。光伏电站的建设和维护设计院所机电安装组场地平整总包单位技术团队工程队伍围护建设光伏电站平衡基础施工分包单位设备供应商场内道路、照明及其他基础设施施工土建施工组系统支架安装固定电池组件固定监控系统信息发布机电安装交流侧电池方阵电器的安装调试机电安装组直流线路的架设汇流箱、配电柜的电器安装直流侧系统支架安装固定逆变器的固定和安装系统支架安装固定固定变压器的固定交流配电柜的电气安装机电安装检测调试电池方阵电器的安装调试检测调试组直流线路的架设汇流箱、配电柜的电器安装并网发电（电力输送电网）电力质量实施检测三个月，并将检测报告送属地电力公司备案检查调试运行和维护1、光伏组件维护2、机械构件维护3、逆变及配电系统维护和运行管理保持光伏阵列采光面的清洁。方阵需要定期清洁。光伏组件的接线盒应定期检查以防风化。定期检查光伏组件板间连线是否牢固，方阵汇线盒内的连线是否牢固，方阵支架间的连接是否牢固，支架与接地系统的连接是否可靠，电缆金属外皮与接地系统的连接是否可靠，按需要可靠连接、紧固；检查方阵汇线盒内的防雷保护器是否失效，按需要进行更换。机械构件一般无需维护，每年只须检查一次太阳电池方阵的金属支架有无腐蚀，并根据当地具体条件定期进行油漆。逆变器通常十分可靠，可以使用多年。有时电子元器件经过长期运行可能会被损坏，雷击也可能导致元器件损坏。维护工作需要定期检查汇流箱、逆变器与其它设备的连线是否牢固，检查控制器、逆变器的接地连线是否牢固，按需要固紧。并注意通风，散热等。配电系统线路日常巡检主要是检查危及线路安全运行的内容，及时发现缺陷，进行必要的维护。运行和维护项目需求分析屋顶光伏发电站介绍屋顶光伏发电站的设计智能建筑群节能技术简介智慧园区技术简介公司简介目录46目录建筑群落节能技术要点47主要集中在材料性能的提高、能效利用的增加等基础环节，，解决此环节能效果的为材料生产和设备制造厂家。材料和设备设计环节主要集中在根据建筑本身特点等因素，实现设备的合理配置和能源的合理利用，施工环节是将设计转换为实际。设计和施工运行与维护此环节节能主要集中专业人员利用专业工具在保障建筑功能应用，环境健康、舒适的前提下，实现设备最佳运行，达到能源的最佳利用，实现动态节能效果建筑群落节能发展趋势48发展趋势系统管理与楼宇自动化相关联，并成为智慧楼宇自动化的检测系统，实现“检测、控制、执行和反馈”的闭环逻辑控制，这样使能耗管理和控制结合起来，成为能源管理和控制平台。整体优化是基础管理一大显著特点。不仅提高要素的功能水平，通过提高系统中知识要素的含量来带动其他要素的功能改善，从而最终实现整体要素的最优化。集成管理环境对于系统的演变有着重要的影响作用。要实现单栋建筑节能效益与整体节能效益的统一。区域管理建筑群落节能系统结构图49建筑群落节能系统结构图50通过物联网技术对水、电、气、热、油等各类能耗参数、温湿度和其他环境参数及设备运行状态参数的进行实时动态监测和数据采集，可实现能耗参数、环境参数与对应设备的全球唯一身份识别和匹配，可采集到每一个用能设备，将数据监测的颗粒度最小化，对于普通监测数据能提供最高5分钟的采集频率，对于用户操作和各种报警异常能提供精确到毫秒级的实时记录。

并通过内部嵌入式软件对每一个用能端的用能趋势实现分析和预测，提供按需供给的用能数据基础。51利用基于IPV4、IPV6的TCP/IP分层通讯技术，构建物联网架构的智慧楼宇自控系统，可实现独立和第三方的数据双向传输通道，保障数据的准确度和稳定性，并通过IP控制器实现现场级别的工艺控制、过程控制和逻辑控制。利用基