視點(diǎn):光伏雙玻組件特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)分析

發(fā)布時(shí)間: 2016-04-08   來源:本站編輯

? 以某場(chǎng)館實(shí)際進(jìn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)改造為例,從設(shè)計(jì)角度對(duì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析,介紹了該類項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一般步驟及要點(diǎn),對(duì)集中光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用方案進(jìn)行探討。

  當(dāng)今全球能源十分緊缺,節(jié)約能源已成為大勢(shì)所趨,各國(guó)都在倡導(dǎo)節(jié)能減排。我國(guó)正處于工業(yè)化中期階段,加快發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,引領(lǐng)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略選擇。

  集中光伏發(fā)電系統(tǒng)利用光伏組件半導(dǎo)體材料的“光伏效應(yīng)”,將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng),是一個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。其具有資源的廣泛性、充足性以及清潔性等優(yōu)點(diǎn),是21世紀(jì)最重要的新能源。

  本文通過對(duì)某民用建筑場(chǎng)館進(jìn)行集中光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)改造,淺談了該類建筑進(jìn)行太陽能集中光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和要點(diǎn),對(duì)光伏系統(tǒng)劃分、光伏組件要求及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

  1.工程設(shè)計(jì)

  1.1工程概況

  本工程進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的場(chǎng)館為某展貿(mào)中心,其建筑樓頂屋面較為空曠,整體建筑為正南向,建筑群南向無高大建筑物,整體日照條件良好,比較適合光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)。本項(xiàng)目選擇該場(chǎng)館部分樓梯建筑的屋頂閑置區(qū)域安裝太陽能電池板。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍主要為光伏發(fā)電及監(jiān)控系統(tǒng),建成后將達(dá)到裝機(jī)容量為1.002MWp。

  1.2現(xiàn)狀用電情況分析

  該場(chǎng)館現(xiàn)有1個(gè)高壓室和2個(gè)低壓室,共有15臺(tái)配電變壓器。展館用電時(shí)間集中在8:00-20:00,其中絕大部分用電負(fù)荷為照明及插座用電,照明用電量450萬千瓦時(shí)。

  該場(chǎng)館作為商業(yè)用電項(xiàng)目,用電主要集中在白天,而光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作時(shí)間亦為日間有良好日照條件的時(shí)段,本項(xiàng)目特別適合安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng),即始發(fā)點(diǎn)可消耗,供應(yīng)各樓館的日常照明負(fù)載,不足部分由市電補(bǔ)充,不向電網(wǎng)倒送電。

  1.3設(shè)計(jì)思路

  設(shè)計(jì)過程按照“節(jié)能環(huán)保,技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理”的設(shè)計(jì)原則,結(jié)合類似項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)提出本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路:

  1)了解現(xiàn)狀場(chǎng)館用電情況,合理選擇方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);

  2)結(jié)合現(xiàn)狀場(chǎng)館結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)行光伏組件陣列布置;

  3)積極采用新技術(shù)、新材料和新工藝;

  4)重視建筑美觀,盡量避免屋面光伏組件對(duì)現(xiàn)有建筑外觀的破壞。

  1.4工程設(shè)計(jì)方案

  1.4.1光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  集中光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有四種架構(gòu),即獨(dú)立離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、多能源離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、市電為備用離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及直接并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。本工程采用直接并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

  1.4.1.1光伏子系統(tǒng)劃分

  根據(jù)場(chǎng)館屋面現(xiàn)狀地理位置,將整個(gè)系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)。本工程將系統(tǒng)分為13各子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn),根據(jù)各子系統(tǒng)安裝屋面的安裝光伏組件數(shù)量不同,各子系統(tǒng)裝機(jī)容量也不同。

  1.4.1.2光伏組件陣列設(shè)計(jì)

  太陽能板能夠最大限度的接收太陽光照,需要對(duì)太陽能板的傾角進(jìn)行確定。一般確定原則:冬至當(dāng)天早9:00至下午3:00 ,電池方陣不應(yīng)被遮擋。其最佳傾角應(yīng)能使處于該傾角下的方陣全年能獲得最多太陽輻射。經(jīng)計(jì)算軟件計(jì)算,本系統(tǒng)中固定式太陽能板的最佳傾角為20°。在這一傾角下,太陽方陣全年將獲得最多太陽輻射量。

  1.4.1.3光伏發(fā)電系統(tǒng)配置:

  系統(tǒng)類型:分布式低壓并網(wǎng)型;

  安裝方式:20°傾角,正向朝南安裝,采用鋼結(jié)構(gòu)支架配重安裝;

  安裝組件:4179塊240Wp多晶硅光伏組件;

  并網(wǎng)逆變器:6臺(tái)50kW并網(wǎng)逆變器、7臺(tái)100kW并網(wǎng)逆變器;

  裝機(jī)容量:1.0MWp;

  1.4.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  為更好地把握光伏陣列現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境氣候情況及更準(zhǔn)確得知光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行情況,需要對(duì)光伏系統(tǒng)運(yùn)行及周圍環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳至現(xiàn)狀樓宇控制中心,由相關(guān)人員進(jìn)行該數(shù)據(jù)采集、查看。

  監(jiān)控系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)以下基本功能:

 ?。?)監(jiān)控軟件能實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能、逆變器和防逆流監(jiān)控功能,主要包括日照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向和環(huán)境溫度、電池組件溫度等參數(shù);

 ?。?)每隔一定時(shí)間存儲(chǔ)一次系統(tǒng)所有運(yùn)行數(shù)據(jù),包括環(huán)境數(shù)據(jù)。故障數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。

 ?。?)能夠分別以日、月、年為單位記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、警告、故障信息等;如實(shí)時(shí)發(fā)電總功率、當(dāng)日發(fā)電量、當(dāng)月發(fā)電量累計(jì)總發(fā)電量、風(fēng)向、溫度數(shù)據(jù)等。

 ?。?)可通過監(jiān)控軟件對(duì)逆變器進(jìn)行控制,可以用表格的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),并可以圖表的形式顯示系統(tǒng)運(yùn)行情況。

  1.4.3防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  利用建筑現(xiàn)有接地系統(tǒng),光伏組件與建筑接地系統(tǒng)連接;直流匯流箱內(nèi)置高壓直流斷路器、直流匯流排及防雷元件;并網(wǎng)逆變器自身具有防雷保護(hù)裝置;交流配電柜內(nèi)部設(shè)置防雷元件;系統(tǒng)接地電阻不大于1歐。

  1.4.4主要設(shè)備參數(shù)要求

  1.4.4.1太陽能電池板組件

  本項(xiàng)目設(shè)計(jì)選用高光電轉(zhuǎn)換效率的多晶硅太陽能電池組件,轉(zhuǎn)換效率為15%,單塊峰值功率為 240Wp。組件滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)光伏組件標(biāo)準(zhǔn) IEC61215,獲得經(jīng)過ISO25導(dǎo)則認(rèn)可的專業(yè)產(chǎn)品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室依據(jù)IEC61215標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的檢驗(yàn)認(rèn)證。

  1.4.4.2 并網(wǎng)逆變器組件

  本設(shè)計(jì)采用光伏組件分散布置,并網(wǎng)逆變器集中管理,根據(jù)各棟樓樓面的安裝面積選擇合適的并網(wǎng)逆變器,所有種并網(wǎng)逆變器皆為組串型并網(wǎng)逆變器。

  并網(wǎng)逆變器需有MPPT功率跟蹤方式,保證轉(zhuǎn)換效率始終工作在最佳狀態(tài)。當(dāng)日照強(qiáng)度和環(huán)境溫度變化,光伏電池輸出電壓和電流呈非線性關(guān)系變化時(shí),其輸出功率也隨之改變。逆變器可調(diào)節(jié)光伏組件的發(fā)電電流、電壓,能使整個(gè)光伏系統(tǒng)始終保持在最大功率輸出。

  2.結(jié)束語

  太陽能集中光伏具有很大優(yōu)越性,是符合未來發(fā)展需要的能源,本文通過某場(chǎng)館的集中光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例,闡述了該系統(tǒng)應(yīng)用于民用建筑工程的可行性。隨著科技發(fā)展,相信在不久的將來會(huì)有更多的光伏發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)用于民用建筑領(lǐng)域。

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