【金华市20kw并网型光伏电站设计12000字】

金华市20kw并网型光伏电站设计摘要太阳能作为一种新型的绿色、可再生能源,越来越广泛的应用受到了各国政府的重视和关注,为了有效减少环境污染，减少燃煤电厂的使用，分布式光伏发电正成为我们党和国家光伏产业的战略方向。格力能源国家研究院研究员曾在此前的报告中强调，分布式光伏项目通常需要大的建筑面积、良好的结构和较强的承载能力，但这类屋顶的存量房相对较少。分布式光伏系统的融资困难和政治错位问题尚未完全解决。本文对首先对国内外装机量进行分析；其次对项目选定地址太阳能资源分析，评估该地项目建设可行性。对项目所涉及到的设备进行比较分析，分析适合装机的地区范围。确定好了光伏电站装机容量，通过对光伏阵列的组件布置设计，从而建设达到符合要求的光伏电站，后面部分研究了太阳能电池组件的选配和并网逆变器的功率，安装最佳倾角，除尘装置以及光伏电站的设计。关键词：分布式；并网发电；逆变器；除尘目录TOC\o"1-3"\h\u1绪论 11.1国内外分布式并网光伏电站发展现状 21.1.1国外分布式并网光伏电站发展现状 21.1.2国内分布式并网光伏电站发展现状 21.2并网型光伏电站 31.2.1并网光伏电站结构 31.3并网发电技术 41.4并网技术对分布式光伏发电技术的影响 4220kw分布式光伏电站系统容量设计 52.120kw分布式光伏电站规划设计方法 52.2光伏阵列总容量设计 53主要组件设备的选型 93.1光伏电池组件类型 93.2电池输出特性分析 113.3光伏组件的最佳倾角 123.4光伏逆变器的选型 144光伏电站经济性分析 154.1并网光伏发电系统的总效率 154.2光伏电站发电量的测算 155太阳能电池组件的除尘系统 175.1灰尘的来源 175.1.1灰尘的形成 175.1.2灰尘的类型 175.2灰尘对组件发电性能的影响 175.3太阳能电池组件的自动除尘装置 185.3.1除尘系统的构成 185.3.2除尘装置的优势 186结论与展望 216.1结论 216.2展望 21参考文献 231绪论随着清洁能源的不断发展和人们环保意识的提高，能源与环境的关系日益密切。而且当我们在充分考虑到能源利用的效率、热值这些因素的同时,也不得不充分考虑它们对环境的影响。于是,清洁高效的再生能源已经被认为是我们现代社会生活中所迫切期待的,在当前全球性气候的变暖、人类自然生态环境的恶化、常规再生能源资料短缺及造成严重的环境污染等巨大情况下,光伏发电在世界范围内得到了广泛的应用，得到了广泛的重视和迅速的发展。能源的过度消耗和开发将在世界范围内造成严重的能源危机，太阳能具有安全、无污染、可再生、取之不尽用之不竭等特点。因此成为替代不可再生能源、缓解能源危机的首选。目前,太阳能光伏发电技术正朝着低成本、高效率的方向发展,如何最大程度地利用太阳能电池阵列产生的电能是提高光伏电站发电效率、减少经济损失的关键。其中,光伏电站的发电效率与太阳能电池阵列的方位角、倾角、阵列间距等参数有关。此外,光伏发电厂的发电效率还取决于太阳能电池组件的光电转换效率，太阳能光伏发电技术作为一种新型环保、绿色环保技术，正朝着低成本、高效率的方向发展、可再生清洁能源,越来越广泛的国际应用已经受到了世界各国人民政府的广泛重视和高度关注,太阳能光伏并网发电相关技术已经逐渐在当今我国国内成为了技术热点和重要研究课题。光伏电站的建设规划和投资建设项目规模数量在逐年快速递增,并网方式光伏电站的建设规模和项目建设正在逐步不断扩大。大力发展新型综合利用可再生清洁能源,是国家保障促进我国再生能源利用资料回应供给安全稳定、可持续发展的一种必然选择。我们的大气环境污染现象已经严重地在警示着,我国目前所有的持续有的大气污染物总体排放量和能源利用量的空间都已经非常有限,再不断地继续加大对清洁能源和可再生能源等所占据的主要市场份额,我国目前经济社会的持续发展也将被迫大幅下降。大力发展利用太阳能、风能、生物质能等各种可再生资源开发综合利用高新技术,是国家保障促进我国再生能源消费供给安全、可持续发展的一种必然选择。以推进太阳能光伏发电、风力发电、太阳能燃气热水器、大面积规模利用沼气以及化肥等工程建设项目为主要工作重点,加快可再生清洁能源。想要尽快让光伏发电在国家战略上完全取代目前传统的再生能源和其他电力管理技术,必须首先建立一套大型的并网式光伏综合发电配套系统,而这项关键技术也已经并在实践中逐步得到充分证明,这些都已经是切实可行的。1.1国内外分布式并网光伏电站发展现状1.1.1国外分布式并网光伏电站发展现状目前德国光伏发电市场正在处于持续攀升的态势,光伏发电的上网容量和电价也可以说是非常之高,安装的光伏屋顶总数已达30多万户。日本在光伏发电领域做出了十几年的努力,日本光伏屋顶并网式光伏发电的主要特点之一就是:利用太阳能蓄电池构件和其他房屋建筑材料构造而形成的整个建筑一体化。美国亦是最早批量进行光伏并网发电的国家之一,多个大型风力发电站其中之一的容量分别为6MW;专门研究和用于开发新型光伏建设的集成材料、采光工艺技术、光伏调峰供电装置及光伏组件通风机构用并网发电模块等,投资几十亿美元,而且成功地推出多种不同拓扑结构的光伏并网逆变器。。德国、荷兰、瑞士、芬兰、奥地利、英国、加拿大等发达国家也相继推出了许多类似屋顶光伏电站的项目或建设项目，当时隶属于发展中国家的日本、印度也在12月1日宣布，1997年即在2020年底开始建设150万个大型光伏并网发电的能源支撑系统。而且这些均也表明目前我国光伏并网式风力发电成套系统制造行业目前己经发展成为了一个全球性的并且蓬勃发展的一个高新技术新兴产业。总之,从光伏再生能源综合利用这一国际发展趋势分析来看,光伏再生能源发电最终将以一种替代能源的作用重新进入我国电力市场,而且并网再生能源发电也将成为光伏再生能源进入我国电力市场的必然途径。光伏行业很可能成为未来主流的能源之一。1.1.2国内分布式并网光伏电站发展现状光伏发电相关技术在进入我国实际推广应用的最后一百年中,太阳能光伏发电已经完全走过了一个从以前空间上的应用、地面上的小规模化综合应用阶段发展到现在走向地面上更为广泛大规模化和可综合利用的新发展时期。在乡级行政村落内组织实施了一次次的社区大规模用电推广,解决了11592个少数民族乡级自然村和16889个乡级行政村的社区再生能源缺乏用电不足问题。因为所有这些小型乡镇村都可能是因为处于比较偏远地区,十分分散,只能自己设计一套独立的小型太阳能光伏发电配套系统。于是在深圳、北京分别设计搭建了已完成100kwp、50kwp、17kwp、7kwp、5kwp的新型光伏发电屋顶式并网发电配套系统。这些课题研究组的工作成果表明,目前为止我国己经初步准确把握了新型并网光伏风能发电配套系统的各项风能关键技术,其中主要包括最大效率功耗的自动跟踪风能管理控制系统技术、并网光伏逆变器监控技术、系统中的实时风能数据采集与风能信息网络传输技术等,具有便于设计、构建以及实用性较高的一定应用范围内的新型并网光伏风能发电配套系统。到目前为止，我国光伏也有了大幅度的提升并网光伏发电装机容量达25343万瓦，涨幅24.1%，如图1-1。图1-12020年户用光伏市场装机情况1.2并网型光伏电站并网的光伏生产系统是太阳能组件将接收到的太阳辐射能量经高频转换成高压连续电流，电网接入一台变频调速后，改造成一台能满足整个城市公共供电系统所需的全部交流调速，有可能将其直接传输到公共热能网络。与同期并网的光伏单层相比，并网的多层太阳能光伏综合发电配套系统既大大省去了太阳蓄电池的储存蓄能与能量释放等工作过程,又大大减少了其中的节能资源和系统能量消耗,节约了高层建筑物的内部占地面和空间,还从而大大降低了节能资源配置的使用成本。太阳能光伏发电系统由于设计简便,没有任何机械运行转动零配件,无需消耗燃料，无化学物质排放，包括高温和惰性气体，无噪音，无环境污染；太阳能资源覆盖范围广，应用范围广，与风力发电、生物质能发电、核能等新一代技术相比，光伏发电被认为是一种现代可再生能源发电技术，具有更加经济和可持续发展的理想特点（自然资源最丰富的清洁能源发电技术）。光伏发电的优势：1.可再生2.丰富性3.可持续性4.环保5.获取度高6.减少电费开支7.应用领域广泛8.分享式光伏发电9.保持静态10.国家财政支持11.较低的维护成本12.科技发展速度很快。光伏发电的劣势：1.价格较高2.间歇性发电3.太阳能储存电力非常昂贵4.跟污染有关5.稀有材料6.需要空间。1.2.1并网光伏电站结构并网光伏发电系统结构如图1-2所示，主要由光伏阵列，直流配电柜，变压器，并网逆变器，交流配电柜，交流电网构成。图1-2并网光伏发电系统结构分布式光伏组件发电的主要工作原理过程一般如下:第一步操作就是光伏发电组件在能够接受外部太阳光线的照射时从光伏组件中取出完成了从外部太阳能向其他部分的发电能源的转换;第二步操作就是直流电的高频升压,当电流达到光伏逆变器所需要的光伏电压时,通过微机控制光伏逆变器把光伏直流电信号转化后成为光伏交流电;第三步操作就是把被控制逆变的光伏交流电信号进行高频波后再将其输送至光伏配电网或者直接为其提供供电给附近的光伏负荷。1.3并网发电技术并网光伏发电系统是指太阳能设施传输本系统电能时不需要中介也可发送到公共电网。并网发电运行时的效率和主电网效率相同，在系统顺利运行时维持系统的安全性。并网发电系统易上手，易操作，电网运行效率高。并网发电系统需要的运行发电系统设备很少，只包括正方形阵列，逆变器，和一些帮助发电的辅助发电部件，比独立系统的简单。1.4并网技术对分布式光伏发电技术的影响对网格规划的影响。分布式光伏并网需要建设一种新型的电力交换系统，该系统将光伏发电的收集与存储，输电与控制，送电与经管处理联系起来，让系统的运行变难。对网格操作的影响。分布并网发电系统有数量较多，分布范围较广的连接点，两个一起接入到电网，互相之间连接点相互影响，使发电量降低。c）对网格管理的影响。光伏发电系统接入并网后，原有的电源布局将更加分散，数量的增加将变得更加难以控制，这将对光伏发电系统的运行，调控能力产生更大的影响。网格。另外，在将光伏发电系统集成到电网中之后，电网的运行监控范围已得到显着扩展。d）对电网质量的影响。变频器在运行过程中经常进行开关操作，很容易导致谐波污染，并影响继电保护的范围。即使在其他并联支路发生故障时，线路总体保护的可靠性也很差，这将导致分布式光伏发电的继电保护发生故障。220kw分布式光伏电站系统容量设计2.120kw分布式光伏电站规划设计方法20kw分布式光伏电站主要包括太阳能电池单元、配电橱、变压器、逆变器以及交流等构成。首先,由于光伏发电是需要依赖太阳能进行辐射,因此我们需要尽量多地考虑当地的气象、环境条件。需要根据几十个参数进行综合的考量和计算,才能够最大程度地发挥整个系统的主要零部件。20kw分布式光伏电站容量设计步骤如图2-1所示。当地太阳能资源和气象地理条件数据的收集、计算。如当地经度、纬度；年最高最低气温；全年太阳能辐射量；平均峰值日照时数；年最大连续阴雨天数等。确定光伏发电系统的形式当地太阳能资源和气象地理条件数据的收集、计算。如当地经度、纬度；年最高最低气温；全年太阳能辐射量；平均峰值日照时数；年最大连续阴雨天数等。确定光伏发电系统的形式系统容量设计：系统电压、太阳能组件功率和方阵构成的设计与计算系统容量设计：系统电压、太阳能组件功率和方阵构成的设计与计算系统配置与设计：系统配置与设计：变压器的选型与配置；并网逆变器的选型与配置组件支架及固定方式设计；其他辅助设备选型等图2-120kw分布式光伏电站设计方法2.2光伏阵列总容量设计金华，地理位于浙江省中部，坐标东经119゜14′-120゜46′30”，北纬28°32′－29°41′，属亚热带湿润季风气候，春早热，夏长热，秋鲜短，冬湿冷，四季分明，年温适中，热量充沛，雨量充沛，冬季光温、增温，干湿季节明显。此项目位于金华市婺城区蒋堂镇开化村（白汤下线北侧），是一所城镇加油站，主要经营0#柴油及92#、95#和98#汽油。该光伏发电项目利用加油站屋顶资源，顶棚含80块光伏组件如图2-2，春天的降雨量不大，但往往持续很长时间；6月初，雨季开始，降雨量显著增加，常有连绵数日甚至数月的降雨。金华市光、热、水条件较好，时空分布不平衡，气候水平差异小，流域小气候多样，存在一定的垂直差异，年平均太阳总辐射量为5800兆焦/平方米。图2-1示意图图2-3金华市年均总辐射表2-1金华基本气候表金华基本气候情况（据2000-2020年资料统计）平均温度平均最高温度极端最高温度平均最低温度极端最低温度平均降水量（毫米）降水天数1月2.2-9.671.513.42月6.810.927.43.7-8.991.614.53月10.714.832.47.3-1.6160．118.54月17.121.732.913.30.6168.917.15月21.826.536.418.28.7186.816.16月21.913.3258.516.57月29.033.840.925.318.8129.512.48月28.633.539.324.918.6109.111.99月24.128.539.620.813.1103.111.210月18.923.635.315.32.468.99.611月13.217.931.39.4-2.755.98.212月7.412.323.83.8-5.847.98.6通过以上的数据分析,水平面上的年辐射总量大约是1602.70KWh/m2（5844.56）,属于太阳能、风能资源丰富的地区，更有利于建设中型光伏电站，根据当地光资源和初步开发规划，项目建设规模为20kW，最初建议安装四块单台容量为5000W的太阳能光伏电池板（电池组件和联网逆变器）。3主要组件设备的选型3.1光伏电池组件类型（1）单晶体硅太阳电池单晶硅太阳能电池可以简单说它是最初就已经开始发展了应用起来的,技术也最为成熟,主要是它采用的是单晶硅的硅芯片组来对其进行设计制造。由于新型单晶硅相关材料的化学结构比单晶体完整,光学、电学和流体动力学结构性能均匀一致,纯度相对较高,与其他新型太阳能电池及相关产品相比，具有性能稳定、转换效率高等优点。其中，市场上销售的太阳能电池转换效率可达21%～24%，单晶硅光伏电池长期占据全球市场的最大份额，但在1998年以后逐渐开始退出其他多晶硅电源电池之后,位于第二位,但其现在仍在持续进行大量小规模的研发应用和推进工业生产中逐渐逐步占据了市场主导地位。今后,单晶硅的太阳能燃料电池必然有机会能够继续朝着超薄、高效率的方向快速发展。由于长期受到电池原材料生产价格和采用相应复杂的锂电池材料生产工艺的双重影响,单晶硅的生产成本居高不下,与此同时在电池生产和材料加工的整个过程中还可能会同时遇到许多高耗能、低污染等不利因素。（2）非晶硅薄膜太阳电池自1976年第一个新型非晶硅晶体薄膜新型太阳能燃料电池被成功开发和设计研制投入生产并推出,1980年首个非晶硅晶体薄膜新型太阳能燃料电池正式生产实现了批量商品化,直到今天,非晶硅晶体薄膜新型太阳能电池以其开发生产工艺简单,成本低廉,便于国内外大量小规模巨资投入研发生产的巨大技术创新优势,取得了长足的技术突破和重大进展,被业内人们广泛称为第二代晶硅薄膜新型太阳能燃料电池。非晶硅材质薄膜材料太阳能阳光电池虽然本身具有耐热弱光性好,受外界温度的变化影响较小等诸多重要优点,但由于非晶硅材质薄膜材料太阳能电池的阳光转换放电效率相对比较低,商业化阳光电池的转换效率也仅仅只有6%左右,而且处于非晶硅材料薄膜中的太阳能电池由于在长期的紫外光照下,会发生出现强烈的电衰减(S-W放电效应),组件正常运行的温度稳定性和安全性及可靠性都比普通晶体管或硅薄膜组件差。（3）多晶体硅太阳电池自1976年第一个新型非晶硅晶体薄膜新型太阳能燃料电池被成功开发和设计研制投入生产并推出,1980年首个非晶硅晶体薄膜新型太阳能燃料电池正式生产实现了批量商品化,直到今天,非晶硅晶体薄膜新型太阳能电池以其开发生产工艺简单,成本低廉,便于国内外大量小规模巨资投入研发生产的巨大技术创新优势,取得了长足的技术突破和重大进展,被业内人们广泛称为第二代晶硅薄膜新型太阳能燃料电池。非晶硅材质薄膜材料太阳能阳光电池虽然本身具有耐热弱光性好,受外界温度的变化影响较小等诸多重要优点,但由于非晶硅材质薄膜材料太阳能电池的阳光转换放电效率相对比较低,商业化阳光电池的转换效率也仅仅只有6%左右,而且处于非晶硅材料薄膜中的太阳能电池由于在长期的紫外光照下,会发生出现强烈的电衰减(s-w放电效应),组件正常运行的温度稳定性和安全性及可靠性都比普通晶体管或硅薄膜组件差。上述各类型电池主要性能参数。具体参数如下表:表3-1光伏电池对比表种类转换效率/%原材料生产成本优点单晶硅13-24%单晶硅高最广泛获取的原料，最成熟多晶硅10-20%多晶硅较高制造简便，市场使用量最大非晶硅8-14%非晶硅较便宜对于弱光下性能控制好，价格相对便宜通过综合比较，本光伏电站中拟选用多晶硅光伏组件。本课题选用由宁波玛德能源所生产的sunpower太阳能250W电池板如下图。该参数如下表：图3-1电池板示意图表3-2光伏电池板参数电池类型多晶硅电池组件品牌型号最大功率最大工作电压最大工作电流开路电压短路电流尺寸工作温度范围效率玛德能源MD-SPS-250250wp306.31366.941640*992*40mm-40℃~+85℃>15.39%3.2电池输出特性分析开路电压Voc和闭路电路Isc是光电池的两个重要参数。在实验中，这两个参数是通过测定稳定光照下太阳电池的特性曲线IV和电流、电压轴的截取得到的。不难理解，随着光照强度的增加，太阳能电池的闭路电流和开路电压都会增加，闭路ISC与入射光的强度成正比，开路VOC随入射光的强度成对数增加。从从半导体物理学的基本理论不难得出这个结论，而且考虑到太阳能电池的工作原理，开路VOC的电压不会随着入射光强度的增加而无限增加，其最大值为PN连接势垒为零时的电压值。也就是说，太阳能电池的最大光伏电压是PN结势垒高度的VD，这个值与材料的带隙和掺杂水平有关，实际上，开路处的最大电压相当于材料的带宽。如图3-1所示。为了提高太阳能电池单位面积的电输出，可以采用光学透镜将太阳光集中，使太阳光强度提高数百倍，闭路电流线性增加，开路电流呈指数增加。然而，具体的理论分析发现，随着光照强度的增加，太阳能电池的效率并不是急剧提高，而是略有提高，但是考虑到透镜相对于太阳能电池的价格较低，太阳能电池的转换效率定义为PM的电输出与入射光能Pin之间的关系。图3-1电压电流曲线3.3光伏组件的最佳倾角光伏发电阵列的系统安装最优倾角对光伏系统发电配套系统的实际工作效率也具有很大的直接影响,对于那些采用固定型阵列安装倾角方式的光伏系统阵列最优安装倾角要求也就是光伏发电系统在达到全年光伏发电总装机容量最高时的阵列安装最优倾角。方阵式电源安装中横向倾角的最好位置选择主要可以依据于诸多直接影响它的因素,如用户所在的国家地理政治位置、全年度对太阳能的辐射强度分布、直接阳光辐射和室外散射辐射的相对比例、负载系统供电的性能要求及特定安装场地使用情况等。并网光伏系统发电优化系统设计方阵的最佳系统安装位置倾角一般用户可以直接通过系统采用专门的光伏系统优化设计处理软件对其方阵进行系统优化和重新设计后来确定,它相当于是一个系统在设计全年平均光伏发电总装机容量最高时的最佳安装位置倾角。为了使太阳能电池获得最大的发电量,需要考虑设计太阳能电池方阵的最佳倾斜角。倾角的变化导致了各个月份的方阵面上所接受到的太阳辐射量之间存在着巨大的差异。在家庭用电系统中,鉴于该系统的造价、用户日常使用环境条件和其他因素对可能产生的发电效率和增益等因素综合考虑,最佳风力倾角我们可以根据当地的经纬度情况和表3-3具体有下列相互关系而粗略地确定如表3-4及图3-2所示。表3-3不同倾角下的月均太阳辐射量月份/倾角25°26°27°28°29°30°31°32°162463563364164164564865026056126056156166156136103630630630630632635634630467467267466566866867066855945985935865845805745756544534539527526527518525789101112总计51249346156260063469265044924585586006356930508496462562604640694050449146257060864569445004904615646116556947506491460564610654695549849246356861366069514984894635656156606948图3-2不同倾角下的月均太阳辐射量折线图表3-4光伏电池方阵倾斜角度纬度太阳能电池方阵倾角0～25°等于纬度26～40°+5～10°41～55°+10～15°>55°+15～20°该地区5月份可以获取最大太阳资源其日峰值日照时数为2.58h，同时年平均日峰值日照时数也获取较大达到2.88h。故倾斜角设置为30度3.4光伏逆变器的选型逆变器是太阳能光伏发电系统最关键的电气设备之一，逆变器的好坏直接关系到系统效率的高低。逆变器的最大逆变效率是伴随着电压和负荷的变化发生变动,逆变器的最大逆变效率在整个系统中并没有起到一个决定性的影响。只有当负载在一个长时间的工作地点所对应的逆变器效率,才能够具备实际意义。逆变器的技术类别多种多样,按照其中的分类处理方法不同,可以将其类别划分转化成不同的技术种类。按照对输出输入电压改变波形形式进行正确分类,则可以称之为方波电流逆变器、修正正弦波逆流改变器、正弦波电压逆变器。其中采用正弦波式信号逆变器最大的主要优点之一是那就是信号性能最好,输出的信号波形最好,干扰、噪声方面相对最低，功能完整，带保护一、光伏控制器功能。本课题选用的太阳能逆变器RSG-5k如右图。详细参数如表3-5所示。表3-5太阳能逆变器参数额定功率5000w最大输出电流22A最大输入电压500V最大输入电流26A最大输入功率5800w额定输入电压300V防护等级IP65最大工作效率97.50%4光伏电站经济性分析4.1并网光伏发电系统的总效率并网光伏发电系统的总效率由光伏系统效率、逆变器效率和并网交流电网效率三部分组成。(1)光伏阵列的效率:光伏系统阵列是在1000w/m2太阳光辐射大小的强度下,光伏阵列运行时产生的能量变化转换和传输损耗主要包括组件匹配损失、表面尘埃屏蔽损失、不能持续利用的太阳光辐射损失、对温度的影响、直流电缆线路的损耗。一般是85%~90%。综合以上因素的话，=88.6%。(2)逆变器的交流电电压转换系统效率:一个逆变器电路输出的电和交流电转换功率和直流电路输入的电功率的值成正比。其中主要包含直流逆变器的最大转换功率损耗、最大输出功率点自动追踪(mppt)和高精度的转换损耗等。通常效率控制在94%~96%。对于大型的交流并网电源逆变器,取=95%。(3)高压交流线路并网的供电效率:也就是说从交流逆变器的高压输出电流到升降高压交流电网之间的交流传送供电效率,其中最主要的就是直流升降高压交流变压器的供电效率及与高压交流线路电气相互连接时的交流线路供电损耗。一般来说在这种情况下计量应该是取=94~96%,本次采用95%。系统的总效率等于上述各部分效率的乘积，即：η=××=88.6%×95%×95%=80%4.2光伏电站发电量的测算通过对先进技术和实用经济的数据综合测量分析进行比较,电池板的组件可以选择250w多晶硅光伏电池作为组件,电站内部可以安装80块光伏电池板,光伏发电站的总电池容量最高可达20kw。其支架安装布置形式为完全采用固定型方向支架的定位方向架式安装,支架方向倾角30°,方位支架偏角0°。结合气象站提供的太阳辐射资料，采用RESTcreen软件对该光伏电站的发电量进行计算。计算所得的各月理论电量、各月上网电量如表4-1及图4-1所示。规划计算和处理软件的前身是Restscreen，它使用可再生能源技术的环境规划和计算软件，由联合国环境规划署（UNEP）和加拿大自然资源部联合编制。Restscreen与许多地方部门和多边学术组织密切合作，由各种行业从事电子产品设计研发、销售、服务等不同领域的相关工业、企事会、政府等各个部门及专业学术研究人员通过合作网络,提供了大量的专业技术扶持支撑,以便于产品开发。经过数据综合分析测算20kw以上并网式光伏综合发电配套系统年平均光伏发电装机容量约3.54万kwh/年。表4-1光伏电站各月发电量月份水平面太阳辐射（kWh/m2d）倾斜面太阳辐射（kWh/m2d）理论电量（万kWh）上网电量（万kWh）12.32.3624619123.023.122717533.263.3223418143.33.4224619153.723.820315463.453.5227413174.24.0915911884.594.6315711694.174433.47195148113.373.41225173123.23.46252196合计5太阳能电池组件的除尘系统5.1灰尘的来源空气中的灰尘是太阳能电池组件表面积尘的主要来源。(1)自然来源灰尘的自然来源是在大气中编织的土壤和沙子的细颗粒，从而形成灰尘。(2)人为来源粉尘的人为来源是不同的、复杂的，主要有：各行业生产过程中产生的粉尘；造船厂、高速公路和其他施工过程中产生的粉尘；公共汽车、汽车、火车和其他交通工具产生的灰尘；煤、石油、天然气等燃料在燃烧时产生的烟等。此外，空气中的灰尘会因其所在地的气候条件、地理位置和人类活动等的不同而导致其组成成分和来源方式有较大的差异。例如，城市地区的灰尘的主要成分是建筑材料的石灰石、汽车尾气排出的白烟等，而沙漠地区大气灰尘的主要成分是沙子等。5.1.1灰尘的形成自然环境下产生的颗粒物经过上空风化等作用，除了风吹时遇到的山脉停滞和温度等因素的影响之外，还加上人为因素产生的颗粒物，两者相互作用形成灰尘。最后落在地面或物体表面。5.1.2灰尘的类型灰尘的类型有很多，也比较复杂。物理性质、化学性质的灰尘种类。光化学香烟，石灰石粉尘等。由于灰尘颗粒大小不同，太阳能电池模块的屏蔽面积也不同。也就是说，模块对发电效率的影响程度也不同。5.2灰尘对组件发电性能的影响由于灰尘的遮蔽，当光照强度为E的光到达太阳电池模块的表面时，实际的光照强度为E1。当灰尘隐藏时，进入玻璃盖的能量比没有灰尘的时候要少（E-E1），从而，太阳能电池组件的发电效率比清洁状态时的小，导致有灰尘状态下太阳能电池组件的发电量较少。不能忽视粉尘对太阳能电池部件的影响，要及时整理太阳能电池部件表面的积尘，提高发电效率。5.3太阳能电池组件的自动除尘装置当去除太阳能电池组件表面的灰尘时，可以使用水洗或纸巾擦洗的手动清洁方法。这种手动清洗方法只对少量易结垢的部件进行清洗除尘是一种合理的方法，对于部件数量多、安装位置危险性大的部件，手动清洗方法会消耗大量的人力物力；另外，在清理积灰时，工作人员的意外坠落或触电可能造成人身伤害，或因扭伤造成太阳能电池组件表面损伤，这将导致除尘工作出现重大问题。下面提出的太阳能电池组件自动除尘装置，可以在除尘过程中不需要人为干预的情况下，对沉积在组件表面的灰尘进行自动除尘，这将大大保证太阳能电池组件的表面清洁，将降低组件的损坏率，提高组件的发电效率。5.3.1除尘系统的构成除尘系统包括吸尘部件、吸尘胶带、吸尘门、吸尘管、电磁阀二、储尘箱、抽风机、电刷、发动机。其中，吸尘胶带安装于吸尘部件的最低端，上没有吸尘门，且吸尘胶带的长度与太阳能电池组件的长度一致，电刷敷设于吸尘胶带的正下方，且电刷一端嵌入吸尘胶带中，其敷设长度与吸尘胶带的长度一致:抽风机通过电机固定架安装于吸尘部件顶部:储尘箱安装于吸尘部件顶部:吸尘管道将吸尘胶带、吸尘门、储尘箱和抽风机连通:电磁阀II安装于吸气管道内部邻近储尘箱的一侧。除尘系统的刨面结构示意图如图5-1所示。图5-1除尘系统示意图注：2-电机，4-轮子，5-吸尘部件，6-吸尘胶带，7-吸尘门，20-吸尘管，21-电磁阀，22-储尘箱，23-抽风机，30-支撑件，31-轮轴，32-转轴，33-空心体，34-电刷，35-电机固定架。5.3.2除尘装置的优势（1）本装置运行所需电源由太阳能电池组件本身提供，具有方便、环保、节能的优点。（2）本装置第一除尘系统的筛子在部件表面操作时，粘结在部件表面的粉尘在筛子的作用下变成干熔粉尘，以提高除尘器的运行效率。本节首先对积尘的形成原因、形成过程和灰尘的分类进行了介绍;其次，简单分析了积尘对太阳能电池组件发电性能的影响，由于灰尘的遮挡，影响发电效率，通过除尘系统，清除组件表面灰尘、鸟粪等污物的效果，提高系统的发电效率。6结论与展望6.1结论本文简要介绍了我国发展太阳能光伏发电技术的历史背景和其意义,以及我国太阳能光伏技术在国内外发展的趋势和现状。在对光伏发电系统组件构成的分析研究基础上,对20kw分布式光伏电站进行了设计。该项目是一个光伏发电项目，连接20千瓦。充分利用清洁可再生的天然太阳能生产资源，节约了大量煤矿和石油、天然气等不可持续的可再生资源，对于有效降低地区大气有机污染物的大量排放,保护环境都安全具有很强的社会促进性和积极性及推动性的作用,社会效益和生态环境保护效果良好。此外,每个新型太阳能电池板的内部支架及其基础仅在当地电场占用较小占地面积,不会对当地的生态自然和当地生态环境保护产生任何不良影响,电场的施工修建也不会直接严重影响当地的整体土地综合利用和经济发展战略规划;在配套发电设备中,如果当地需要进一步建设完善配套发电设备,则也就需要进一步实施加强故障管理,采取切实可行的故障处置控制措施,就等于能够有效率地控制配套发电设备在后期施工运行过程中可能产生的任何粉尘、噪音。总之,拟建20kw并网光伏发电项目的施工对当地环境来说不会造成生产负荷的不好影响,而且太阳能电场项目也是一种节能、低效率的环境建筑。所以本次项目的施工从环境保护角度进行分析是可行的。太阳能光伏发电技术的应用会越来越广泛这是肯定的,但是在光伏发电技术发展的过程中还有好多的问题有待我们解决,还有好多方面有待改善再加上我国的发展正迫切需要光伏发电技术更加完善.6.2展望本论文在对除尘系统的中虽然得到了一定的结果，但是仍有许多方面需要进一步的研究与探讨。加之，由于本人学术水平、科研能力有限，使得提出的一种除尘装置存在许多不足之处，希望以后有进一步的探索、研究与改善。由于灰尘对组件的遮挡导致发电量较小，最后，由于光伏电站的发电效率较低，因此需要进行更深入的研究，这对于提高光伏电站的发电效率具有重要意义，本论文提出的太阳能电池组件的自动除尘装置，由于时间及资金有限，未将该装置做成实物，也未对其除尘效果进行试验。因此，在后续的研究工作中，需对该装置的实用性、有效性做进一步的探索和研究。参考文献裴郁.我国可再生能源发展战略研究[D].辽宁:辽宁师范大学,2004,5.赵争鸣，刘建政，孙晓英.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社,2005:1-14.沈文忠.太阳能光伏技术与应用[M].上海:上海交通大学,2013:1-49.郑伟.分布式光伏并网发电系统的发展应用[J].