廠房屋頂分布式光伏發(fā)電項目光伏電站直流部分設計方案

1、廠房屋頂分布式光伏發(fā)電項目光伏電站直流部分設計方案1.1 光伏電站的構(gòu)成每個光伏發(fā)電系統(tǒng)由下述 4 部分組成：1）直流部分：包括電池組件及支撐結(jié)構(gòu)（支架）等。 設備安裝方式：電池組件安裝在組件支架上，布置在建 筑物屋頂上，具體安裝方式見“ 1.2 組件安裝和布置方式” ；2 ）交流部分：包括交逆變器、匯流箱、并網(wǎng)柜、配電 裝置及配套防雷設備等。設備安裝方式：并網(wǎng)柜、 10KV 配電裝置等均安裝在配電 室內(nèi)。安裝在地面上，防水、防銹、防曬，滿足室外安裝使 用要求。3）控制檢測部分：包括光伏系統(tǒng)監(jiān)控。4）附屬設施部分：包括防雷擊接地保護裝置等。 本章僅介紹光伏電站直流部分的設計，交流部分、控制 檢

2、測部分及防雷保護的設計見第 7 章電氣部分。1.2 光伏電池組件選型 太陽能電池按照基體材料可分為：晶硅太陽能電池，包 括：單晶硅和單晶硅太陽能電池；非晶硅太陽能電池；化合 物太陽能電池，包括：砷化鎵電池、硫化鎘電池、碲化鎘電 池、銅銦鎵硒電池等。1） 單晶硅太陽電池單晶硅太陽電池是最早發(fā)展起來的 , 主要用單晶硅片 來制造，與其他種類的電池相比，單晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，目前的商業(yè)效率在1320%之間。單晶硅太陽電池主要用于光伏電站。2）多晶硅太陽電池 多晶硅太陽電池的硅片是由大量不同大小結(jié)晶區(qū)域組成，基本結(jié)構(gòu)都為 n+/p 型，都用 p 型單晶硅片， 厚度 220 300卩m。

3、單晶硅電池成本較低， 其光電轉(zhuǎn)換效率約10%18% 左右。單晶硅電池與單晶硅相同，性能穩(wěn)定，也主要用于光 伏電站的建設。隨著國內(nèi)單晶硅生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，多晶硅較單晶硅 電池板的性價比高。3）非晶硅薄膜式太陽能電池 非晶硅薄膜電池是采用化學沉積的非晶硅薄膜，其特點是材料厚度在微米級。非晶硅為準直接帶隙半導體，吸收系 數(shù)大，可節(jié)省大量硅材料。商業(yè)化的非晶硅薄膜電池穩(wěn)定的 轉(zhuǎn)換效率在 5 7%左右，保證壽命為 10 年。非晶硅薄膜電池是至今最為成功的薄膜電池，盡管從最 早的 1996年12%的市場份額降到 2004年的 4%，但由于目前 晶體硅電池供應短缺，人們試圖通過非晶硅薄膜電池補充。 目前，

4、非晶硅薄膜電池之所以沒有大規(guī)模使用，主要原因是 光致衰減效應相對嚴重。4）銅銦硒薄膜電池銅銦硒（CulnSe2）薄膜是一種I -川-W族化合物半導體， 銅銦硒薄膜光伏電池屬于技術(shù)集成度很高的化合物半導體 光伏器件，由在玻璃或廉價的襯底上沉積多層薄膜而構(gòu)成。 ClS 薄膜電池具有以下特點：光電轉(zhuǎn)換效率高，效率可達到 17%左右，成本低，性能穩(wěn)定，抗輻射能力強。目前，ClS 光伏電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要障礙在于吸收層 ClS 薄膜材料對結(jié) 構(gòu)缺陷過于敏感，使高效率電池的成品率偏低。這種電池的 原材料銦是較稀有的金屬，對這種電池的大規(guī)模生產(chǎn)會產(chǎn)生 很大的制約。5）碲化鎘薄膜電池 碲化鎘是一種化合物半導體

5、，其帶隙最適合于光電能量 轉(zhuǎn)換。用這種半導體做成的光伏電池有很高的理論轉(zhuǎn)換效 率。碲化鎘的光吸收系數(shù)很大，對于標準AMO 太陽光譜，只需 0.2 微米厚即可吸收 50的光能， 10 微米厚幾乎可吸收 100的入射光能。碲化鎘是制造薄膜、高效光伏電池的理 想材料，碲化鎘薄膜光伏電池的制造成本低，是應用前景最 好的新型光伏電池，它已經(jīng)成為美、德、日、意等國研究開 發(fā)的主要對象。目前，已獲得的最高效率為16.5%。但是，有毒元素 Cd 對環(huán)境的污染和對操作人員健康的危害是不容 忽視的，各國均在大力研究加以克服。通過上述太陽電池性能價格比較，本工程推薦采用單晶 硅太陽能電池。參照產(chǎn)品樣本，本階段初步選

6、定國產(chǎn)的單晶硅275Wp電池組件進行光伏發(fā)電的系統(tǒng)設計和發(fā)電量預測，其主要技術(shù)參數(shù)見表6-1。表6-1太陽能電池組件性能參數(shù)表編號項目技術(shù)參數(shù)與規(guī)格備注1型式多晶硅光伏組件2型號275Wp3尺寸結(jié)構(gòu)1650*992*40mm4重量18.5kg5在AM1.5、1000W/m2的輻照度、25° C的電池溫度下的峰值參數(shù)1.1標準功率275W1.2最佳工作電壓31.1V1.3最佳工作電流8.69A1.4短路電流9.15A1.5開路電壓37.9V1.6最大系統(tǒng)電壓IEC 1000VDC6溫度系數(shù)6.1峰值功率溫度系數(shù)-0.41%/K6.2峰值電流溫度系數(shù)0.06%/K6.3峰值電壓溫度系數(shù)-0.33%/K編號項目技術(shù)參數(shù)與規(guī)格備注6.4短路電流溫度系數(shù)0.067%/K6.5開路電壓溫度系數(shù)-0.33%/K7溫度范圍-40 C +85 C8功率誤差范圍0/+5W9表面最大承壓2400Pa10