光伏风电需要的设备有哪些?
光伏发电设备主要由光伏支架、光伏组件、汇流箱、逆变器、电气设备等组成。光伏支架包括跟踪式支架、固定支架和手动可调支架等。
光伏发电设备安装前应制定光伏发电设备的专项施工方案,明确根据现场条件和光伏发电设备的特点制定具有针对性的施工技术方案,方案中应包括在运输和安装中防止光伏组件损伤的针对性措施。
优点
1、无枯竭危险。
2、安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对环保(无公害)。
3、不受资源分布地域的限制,安装在建筑屋面同时美观的优势。
4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。
5、能源质量高(目前实验室最高转化率已经达到47%以上)。
6、使用者从感情上容易接受且非常喜爱。
分析比较国内外光伏发电项目的环境影响和评价要求,简述我国的国家风光储输示范工程、敦煌10MAP太阳能光伏发电工程及保加利亚Betapark有限公司4MW光伏发电项目。
对比远离城区的光伏电站、城市地区的光伏电站及光伏建筑一体化在施工期、运行期及服务期满后的评价因子,提出国内光伏发电环境影响评价的主要评价因子为生态、固废、噪声、电磁辐射等,为我国光伏电站设计、建设、运行管理及环境保护提供依据,完善国内光伏发电站环境影响评价。
建设工程施工对象及内容:
工程名称:20MWp并网光伏发电项目高压电气、低压电气及全厂接地安装
分包范围:高压侧电气安装:35KV开关柜至送出线路的光伏发电系统、站用电系统、光缆敷设、直流及UPS、测控、保护、监控及通讯系统、电缆及辅助设施的安装。低压侧电气安装 设施、全厂接地系统的安装。
分包内容包括但不限于:
1、低压侧组件汇线开始至阵列升压变之间所有安装工作:光伏发电系统:组件汇线,汇线缆敷设。电缆辅助设施:电缆防火、电缆保护管敷设。
2、接地工程安装工作:光伏区接地母线:热镀锌扁钢-50*5,水平接地网的敷设与焊接,水平接地母线与垂直接地极焊接、接地母线敷设、焊接防腐、接地标示制作、油漆涂刷、 接地母线头预留;引上线的敷设,与接地网的连接、焊接防腐、接头刷漆等。光伏区垂直接地极:热镀锌角钢L50 L=2500:接地极的制作安装、焊接防腐等。构件防腐。接地沟挖填,土方开挖、土方回填(含运输)、 余土运输、支护坡道开挖、堆卸土方、平整场地。
你好,一般安装光伏电站会有专门的厂家进行上门勘测,出方案,然后再进行设计上门安装的。最好自己不要操作,电站安装不规范会有很多安全隐患的。
而且,电站安装完成后,需要到当地的电力局备案,进行并网申请,会有专业人员上门进行工程安装验收,包括逆变器、组件、支架的安装是否规范,有无安全隐患等等,验收合格之后,才能进行并网准入,并网通过后,就可以正常发电使用了。
白天家里可以使用电站发的电,用不完的电并入国家电网进行出售,每个月会有一定的卖电收益,是比较划算的。
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光伏电站项目安全管理要点
随着全球能源结构的改变和发展,利用清洁可再生能源是未来的发展趋势。其中,将光能转化为电能的光伏发电技术是一项非常重要的技术手段。下面是我为大家整理的光伏电站项目安全管理要点,欢迎大家阅读浏览。
一、 光伏发电系统的组成和分类
1.1光伏发电系统的组成
是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成。
1.2光伏发电系统的分类
1.2.1光伏发电系统按照是否并网可分为:独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。
1.2.2光伏发电系统按照场地条件可分为:地面式光伏发电系统、屋顶分布式光伏发电系统、山地光伏发电系统、渔光互补光伏发电系统、农光互补光伏发电系统等。
二、安全管理思路、管理体系和管理目标
2.1总体思路
按照《中华人民共和国安全生产法》和《建设工程安全生产管理条例》等一系列的法律法规的有关规定,认真贯彻执行“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,根据安全管理的要求,在进一步完善管理制度、加强队伍建设、强化考核机制的基础上,重点抓安全技术管理、施工标准化管理、班组建设和员工培训等工作。
2.2 安全管理体系
2.2.1落实安全生产责任制
2.2.1.1明确项目经理为施工现场安全管理的第一负责人,建立多层级的梯级安全防护管理体系,体系覆盖到施工班组的每一名工人。
2.2.1.2建立各级人员安全生产责任制度,明确各级人员的安全责任,以及分管、主管领导的连带责任。
2.2.2安全教育与培训
2.2.2.1安全培训要做到严肃、严格、严密、严谨,讲求实效。
2.2.2.2新工人入场前应完成三级安全教育。对新入场工人的.三级安全教育,重点偏重一般安全知识、生产组织原则、生产环境、生产纪律等,强调操作的非独立性。
2.2.2.3安全培训常态化,每周组织一次集中学习,重点剖析各种生产事故案例,居安思危,警钟长鸣。
2.2.2.4有针对性地结合生产进行安全技能培训,做什么就培训什么,反复训练、分步验收。
2.2.2.5采用新技术、使用新设备新材料、推行新工艺之前,应对相关人员进行安全知识、技能、意识的全面安全教育,培养操作者的安全自觉性。
2.2.2.6安全培训要形成记录,各种形式、内容的安全教育和培训,都应把时间、内容等清楚地记录在安全教育记录本上。
2.2.3安全巡视和安全检查
2.2.3.1各级安全负责人要深入施工现场定期检查安全责任落实情况,要掌握现场的安全动态,使安全巡视和安全检查形成常态。
2.2.3.2安全检查应定期与不定期相结合,并形成书面检查记录。
2.2.4 施工安全保障措施
2.2.4.1完善施工现场的安全防护设施以及施工人员的个人安全保护用品的配备。
2.2.4.2施工人员不得违规操作,管理人员不得违章指挥,员工有权利拒绝违反安全操作规程的工作指令。
2.2.4.3极端天气要做好安全保障工作,必要时停止施工。
2.3 EHS管理目标
职业健康安全和环境施工生产“零事故”。
三、 屋面分布式光伏电站安全管理
3.1分布式光伏电站特点
分布式光伏电站通常是指利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统,它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。
目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网,与公共电网一起为附近的用户供电。如果没有公共电网支撑,分布式系统就无法保证用户的用电可靠性和用电质量。
3.2屋面分布式光伏电站的安全管理要求
鉴于屋面分布式光伏发电系统大多施工在已有建筑物的屋顶,所以在安全管理中需要重点控制以下安全管理内容:
3.2.1高空作业安全管理要求
3.2.1.1施工人员进入施工现场必须正确穿戴好安全帽、安全带、防滑鞋等安全防护用具。
3.2.1.2工具和材料等应按照安全管理规定放置稳固,禁止高空抛物和高空落物。
3.2.1.3施工人员应体检合格,有心脏病、恐高症、高血压等病症者,严禁参与施工。严禁施工人员酒后施工。
3.2.1.4加强高空作业场所及脚手架上小件物品清理、存放管理,做好物件防坠措施。上下传递物件时要用绳传递,不得上下抛掷,传递小型工具时使用工具袋。
3.2.1.5屋面有采光带时需要做好安全标识和防护措施,不得违规踩踏。
3.2.1.6屋面运输施工材料及组件时,按照规定的施工通道行走。施工通道应做好防护措施,禁止有影响原有屋面结构安全性和使用功能的行为。
3.2.1.7施工人员在没有临边防护的高处作业,应按照规定设置生命线,且正确佩戴并系好安全带。
3.2.2脚手架工程安全管理要求
3.2.2.1脚手架施工要注意以下问题:
①周转性施工材料,如脚手架、扣件等,应把好采购关,定期进行检查,确保安全可靠。
②搭设脚手架应制定脚手架搭设专项安全施工方案,执行作业指导书编制、审批制度脚手架搭设前进行技术交底搭设高度超过15m以上的施工脚手架、特殊脚手架需要单独编制施工作业指导书。
③搭设脚手架必须由持证架子工操作。搭设脚手架前,应检查脚手管、扣件、脚手板是否完好。严禁使用弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀的脚手管,严禁使用有脆裂、变形、滑丝的扣件及断裂、有疤节的脚手板。
④脚手架搭设时,地面必须设置专人监护,同时设安全警示围栏,严禁上下或水平抛掷扣件、脚手管、脚手板。
3.2.2.2高处作业平台、走道、斜道等应装设1.2m高的防护栏杆和18cm高挡脚板或设防护立网高处作业使用的脚手架、梯子及安全防护网应符合相应的规定,在恶劣天气时应停止室外高处作业,高处作业必须系好安全带,安全带应挂在上方的牢固可靠处。
3.2.2.3在通道上方应加装硬制防护顶,通道应避开上方有作业的地区。
3.2.3起重吊装工程安全管理要求
3.2.3.1起重作业的指挥和操作人员必须持证上岗,起重设备在使用前应对其安全装置进行检查,保证其灵敏有效。
3.2.3.2起重机吊运重物时一般应走吊运通道。
3.2.3.3禁止重物在空中长时间停留。
3.2.3.4起重设备应有防范倾覆措施。因为大风来时往往很快,可以反应的时间很短,预警较困难。所以应有加强起重设备防倾覆的警示性,风力六级及六级以上时,不得进行起重作业。
3.2.3.5起吊的设备应尽快分散,不得长时间堆放在吊装平台上。
3.2.3.6起重吊运的材料或设备不得在已有建筑屋面集中堆放,应按照施工方案要求分散堆放,并对屋面进行防护。
3.2.4支架安装工程安全管理要求
3.2.4.1加强施工人员安全培训和安全教育,做好安全技术交底工作,杜绝违章行为。
3.2.4.2特种作业如电焊工、电工、高压电工、机动车驾驶员等工种必须持证上岗。
3.2.4.3各种机械设备的安全防护装置应做到灵敏有效。应定期进行检查,发现问题及时解决,机械设备在使用时严格遵守操作规程,坚决避免误操作,以防止机械伤害的发生。
3.2.4.4电线、电缆、电焊机具等应按规定摆放整齐,严禁乱拉、乱放。
3.2.4.5电焊机应设置电流保护装置和二次空载降压保护器。一次线的长度不能大于5m。
3.2.5临时用电和动火作业安全管理要求
3.2.5.1施工临时用电应符合施工用电相关规范的要求。临时用电应编制《临时用电专项施工方案》,并执行审批手续。
3.2.5.2临时用电配电箱、用电设备等施工区域应做好防护措施,并设置警示牌,禁止无关人员进入。临时用电采用TN-S系统,采用三级配电两级保护。
3.2.5.3施工现场应配备必要的消防器材,灭火器应设置在明显和便于取用的地点,且不得影响安全疏散。保证施工现场消防通道畅通无阻。保温材料、各种油类、氧气瓶、乙炔瓶等按规定放置,并保持距离。施工现场严禁吸烟。
3.2.5.4动火作业执行动火审批制度,经批准后方能进行动火作业。且动火作业要做好对原有屋面和设施的保护。
四、山地光伏电站安全管理
4.1山地光伏电站的特点
山地光伏电站一般是依山而建,依据山体本身的坡度和原有地质条件,在尽量不破坏原有地质环境的情况建设施工。
4.2山地光伏电站的安全管理要求
因山体地质条件、坡度、气候条件等影响,在现场安全管理中应重点控制以下内容:
4.2.1施工机械的安全管理要求
4.2.1.1因山体坡度大小不一,施工机械在运行过程中一定要根据机械性能参数,控制机械运行稳定和安全。
4.2.1.2施工机械操作人员一定要持证上岗,并经过现场安全教育和培训。
4.2.1.3施工机械施工期间,要设置警戒区域,无关人员严禁进入。
4.2.1.4施工机械用电、燃料等应由专人负责管理。
4.2.2施工人员安全操作要求
4.2.2.1施工人员在山坡施工过程中一定要正确佩戴好安全鞋、安全马甲、安全帽和安全带等个人安全防护用品。
4.2.2.2施工人员在大于30度的山坡施工中必须设置生命线,避免滑落摔伤。
4.2.2.3特种作业人员、除经企业的安全审查,还需按规定参加安全操作考核、取得监察部门核发的《特种作业操作资格证》后方可上岗工作。
4.2.3特殊天气的安全管理要求
4.2.3.1做好气象统计工作,及时关注了解下雨、大风等特殊天气。
4.2.3.2雨季施工或下雨前后,要根据现场地质条件,复核工程实体荷载和施工荷载对山体的影响,避免泥石流等地质灾害的发生。如果地质条件不能满足施工要求,需在做好地基处理等加固措施后方可开始施工。
4.2.3.3大风天气应做好材料、设备等物资的防风措施,防止因其顺坡滚落造成人员伤亡或财产损失。
4.2.3.4做好高温天气施工人员的防暑保护措施,并适当调整施工时间以避开高温时段。
2、bapv工程土建施工范围包括:建筑物加固(如有必要)和防水保温层的修复、场内道路施工、基础螺栓钻孔和支架安装、电缆桥架安装、综合楼基础开挖(地基处理)、综合楼砌筑和装修、升压站设备基础开挖与砌筑、围墙砌筑、暖通及给排水、水保环保措施和防洪排涝设施施工等。
3、土建工程施工方案选择应有利于先后作业之间、土建与设备安装之间的协调均衡。在施工程序上,前期应以土建为主,安装配合预留、预埋,在施工中后期,应以安装为主,土建配合并为安装创造条件。
8.2.2
土石方开挖
1
应结合施工总布置和施工总进度作好整个工程的土石方平衡,宜与水土保持和环境保护措施相结合。开挖土石方宜尽量利用,减少二次倒运,堆渣不应污染环境。
2
土石方开挖应自上而下分层进行,分层厚度经综合研究确定。
3
开挖设备配套应考虑以下因素:
1)根据开挖出渣强度按设备额定生产力或工程实践的平均指标配置设备数量。
2)运输设备应与挖装设备匹配。
4出渣道路应根据开挖方式、施工进度、运输强度、渣场位置、车型和地形条件统一规划,力求不占建筑物部位,减少平面交叉。
8.2.3
地基处理及静压桩基础施工
1
地基处理应按照建(构)筑物对地基的要求,认真分析地基地质条件或基础建筑物结构,选择合理施工方案。
2
地面光伏发电工程在进行光伏支架基础混凝土垫层浇筑前,应清除浮渣、积水和杂物,必要时进行地基处理,地基基础承载力应满足设计图纸和文件要求。
3
bapv工程在进行地基处理时,应根据屋顶结构形式和选定的支架形式选择合适的处理措施;屋顶地基处理以不影响原屋顶主体结构安全和使用功能为原则,同时应满足上部构件对地基承载力的要求。支架施工过程中不应破坏屋面防水层,如根据设计要求不得不破坏原建筑物防水结构时,应根据原防水结构重新进行防水修复。
4
静压桩式基础的施工应使就位的桩保持竖直,静压预制桩的桩头应安装钢桩帽。钢管外侧宜包裹土工膜,钢管内应通过填粒注浆防腐。桩的平面和垂直偏差应符合设计图纸和文件要求。
8.2.4
混凝土施工
1
混凝土施工方案选择应遵下列原则:
1)混凝土生产、运输、浇筑、养护和温度控制措施等各施工环节衔接合理;
2)施工工艺先进,设备配套合理,综合生产效率高;
3)运输过程的中转环节少,运距短,温度控制措施简易、可靠;
4)混凝土施工与预埋件埋设、电池安装和电器设备安装之间干扰少。
2
混凝土浇筑设备选择应遵守下列原则:
1)能满足高峰时段浇筑强度要求;
2)混凝土宜直接入仓,当混凝土运距较远时,宜选用混凝土搅拌运输车。
3)
不压浇筑工作面,或不因压面而延长浇筑工期。
3
混凝土施工方案宜通过比较选定。确定混凝土生产方式、运输起吊设备数量及其生产率、浇筑强度和整个浇筑工期等。
4
混凝土浇筑完毕后,应及时采取有效的养护措施。
5
冬季混凝土施工应有保温措施。
2、光伏发电站设计在满足安全性和可靠性的同时,应优先采用新技术、新工艺、新设备、新材料。
3、大、中型光伏发电站内宜装设太阳能辐射现场观测装置。
4、光伏发电站的系统配置应保证输出电力的电能质量符合国家现行相关标准的规定。
5、接人公用电网的光伏发电站应安装经当地质量技术监管机构认可的电能计量装置,并经校验合格后投入使用。
6、建筑物上安装的光伏发电系统,不得降低相邻建筑物的日照标准。
7、在既有建筑物上增设光伏发电系统,必须进行建筑物结构和电气的安全复核,并应满足建筑结构及电气的安全性要求。
8、光伏发电站设计时应对站址及其周围区域的工程地质情况进行勘探和调查,查明站址的地形地貌特征、结构和主要地层的分布及物理力学性质、地下水条件等。
9、光伏发电站中的所有设备和部件,应符合国家现行相关标准的规定,主要设备应通过国家批准的认证机构的产品认证。
该工程占地大约是50公顷,需耗资两亿。是个大工程。
光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统,属国家鼓励的绿色能源项目。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电。
20MW
光伏电站施工方案
总工期仅有三个月,前期准备(场平、备料、临建设施)需要时间,后期要预留几天的混
凝土养护时间,实际仅有两个多月。为了保证工期,根据工程的具体工程量和进展情况灵
活增减人数。
工程施工按方阵数组织流水作业,采取从高处①方阵开始水平成排逐排向下,直到最
后的⑥方阵,分站房可以同基础一道组织流水施工,综合楼和配电房等在基础施工期间单
独组织施工。特殊的施工工艺:建议采用圆柱形现浇浇筑桩作为组件支架的基础,上预埋8厚150x150大小Q235钢板作为支架与基础的焊接面,这样可在较大范围内消除支架及基础施工中产生的误差。
施工机具方面:现场考虑布设2~4台可移动式小拌合机,按流水轮班作业可以保证供料要求。每台拌合机考虑2辆小型机动翻斗车、3个手推车,保证混凝土的运输。若工程需要,可考虑1台混凝土输送泵,满足复杂地形的混凝土输送。
1.1项目简介及选址
本项目电站选址地位于湖南省湘潭市雨湖区的响塘学校屋顶上,经过去现场实地的了解和勘测后,此学习周围无森林无高大树木,附近也无任何其他房屋,距离其最近的房屋也有数十米的距离,该屋顶无女儿墙无其他建造物,是一个平面的屋顶,其屋长为43米,宽为32米。
本项目将在此学校屋顶上建造一个100kw的并网型光伏电站,实施全额上网措施。选址卫星图如图1-1所示,选址平面图如图1-2所示。
图1-1 选址地卫星图
图1-2 选址平面图
1.2 项目位置及气象情况
经过百度地图的计算,得出了此地经纬度为:北纬27.96,东经为112.83,是属于亚热带温湿气候区,典型的冬冷夏热气温,年降雨量充足达1450毫米,最高气温为夏季的41.8度,最低气温为冬季的-12.1度,年均气温17度。该项目所在地最高海拔为793米,最低海拔达30.7米,总的平均海拔为48.2米。该地年总辐射量经过PVsyst软件的计算后,得出了1116.6的值,不是特别高,属于第三类资源区,但建设一个电站也不是特别亏。湘潭市地理位置图如图1-3所示。
图1-3湘潭市地理位置
图1-4年均总辐射值
1.3项目设计依据
本项目设计依据如下:
《光伏发电站设计规范》GB50794-2012
《电力工程电缆设计规范》GB50217-1994
《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005
《建筑太阳能光伏系统设计与安装》10J908-5
《光伏发电站接入电力系统技术规范》GB/T19964-2012
《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T5086-2013
《光伏(PV)系统电网接口特性》GB/T20046-2006
《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-19933
《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995
《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》GB/T18210-2000
二、电站系统设计
2.1组件选型
组件是电站中造价最高的设备,投资一个电站几乎一半的钱是砸这组件上去了,为此我们选择的组件一定要是最适合本电站的,不管是组件效率还是组件的其他参数在同功率组件下都应该保持最佳,这样才不会亏本。
组件的类型有很多,以不同的材料来说,组件又分为了晶硅组件、薄膜组件,在电站中使用最多的便是晶硅型组件,而晶硅型组件又分为单晶硅和多晶硅,它们都是市场上十分热门的组价。
单晶硅的效率比多晶硅高了很多,其使用寿命时间也长了不少,但价格方面却比多晶硅高了很多,但考虑到平价上网的时代,单晶硅的价格远远不如过去那样昂贵,所以本电站选取的组件为单晶型组件。
表2-1伏组件对比表
组件品牌及型号
晶科
Swan Bifacial 400 72H
晶科
Swan Bifacial 405 72H
晶澳
JAM72S10 400MR
最大功率(Pmax)
400Wp
405Wp
400Wp
最佳工作电压(Vmp)
41V
41.2V
41.33V
组件转换效率(%)
19.54%
19.78%
19.9%
最佳工作电流(Imp)
9.76A
9.83A
9.68A
开路电压(Voc)
48.8V
49V
49.58V
短路电流(Isc)
10.24A
10.3A
10.33A
工作温度范围(℃)
-40℃~+85℃
-40℃~+85℃
-40℃~+85℃
最大系统电压
1000/1500V DC(IEC/UL)
1000/1500VDC(IEC/UL)
1000/1500VDC (IEC)
最大额定熔丝电流
20A
20A
20A
输出功率公差
0~+5W
0~+5W
0~+3%
最大功率(Pmax)的温度系数
-0.350%/℃
-0.35%/℃
-0.35%/℃
开路电压(Voc)的温度系数
-0.290%/℃
-0.29%/℃
-0.272%/℃
短路电流(Isc)的温度系数
0.048%/℃
0.048%/℃
0.044%/℃
名义电池工作温度(NOCT)
45±2℃
45±2℃
45±2℃
组件尺寸:长*宽*厚(mm)
2031*1008*30mm
2031*1008*30mm
2015*996*40mm
电池片数
72
72
72
第一款组件晶科Swan Bifacial 400 72H和第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H的型号牌子都一样,除功率和其效率有点差距之外,其他的参数基本一样,但其第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H组件的效率高,相同尺寸不同效率下,选择第二款组件更好。
第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款组件里效率最高的组件,比第一款和第二款分别高了0.37%和0.12%,并且尺寸和部分温度系数也是3款里面最小的,开路电压和工作电压以及短路电流等参数也是3款组件中最高的,从数据上来看,第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款里最棒的组件。
综合上面的分析,本项目最终选择第3款组件晶澳JAM72S10 400MR作为本项目的组件使用型号。组件图如图2-1所示。
图2-1 组件图
2.2最佳倾斜角和方位角设计
本电站建造在平面屋顶上,该屋顶无任何的倾角,由于组件是依靠着太阳光发电,但每时每刻太阳都是在运动着,为此便会与组件形成一个角度,该角度影响着组件的发电量,对于采取固定支架安装方式的电站来说,选择一个最合适的角度能够让电站发电量达到最高,因此最佳倾角这个概念便被引出了。
对于本电站而言,根据其PVsyst软件的计算后,得出了湘潭最佳倾角为18度时,方位为0度时,电站一年下来的发电量能够达到最高。PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图如图2-2所示。
图2-2 PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图
2.3组件排布方式
本项目选址地屋顶长43米,宽为29米,采取横向排布方式无法摆下其电站中的整个阵列,因此本项目组件方式采取竖向排布,中间间距20mm。如图2-3所示。
图2-3 组件排列方式
2.4组件间距设计
太阳照射到一个物体上时,由于该物体遮住了光,使得光不能直射到地上时,该物体便会产生一个阴影投射到地上,而电站中的组件也类似于此,前一个组件因光产生的阴影投射到另一个组件上时,被照射的组件便会受到影响,进而影响整个电站,这对于电站来说是一个严重的问题,因此在设计其组件之间的间距时,一定要保证阴影的距离不会触及组件。
图2-4间距图
在公式2-1中:
L是阵列倾斜面长度(4050mm)
D是阵列之间间距
β是阵列倾斜角(18°)
为当地纬度(27.96°)
把以上数值代入公式后计算得:
2-5组件计算图
根据结果,当电站中的子方阵间距大于2119mm时,子方阵与子方阵便不会受到影响。
图2-6方阵间距图
2.5逆变器选型
逆变器是电站中其转换电流的设备,十分的重要,而逆变器的种类比较多,对于本项目电站来说,选择组串式逆变器最佳,因此本项目选择了3款市场上热卖的组串式逆变器。
表2-2 逆变器参数对比表
逆变器品牌及型号
华为
SUN2000-100KTL-C1
华为
SUN2000-110KTL-C1
固德威
HT 100K
最大输入功率
100Kw
110Kw
150Kw
中国效率
98.1%
98.1%
98.1%
最大直流输入电压(V)
1100V
1100V
1100V
各MPPT最大输入电流(A)
26A
26A
28.5A
MPPT电压范围(V)
200 V ~ 1000 V
200 V ~ 1000 V
200V ~ 1000V
额定输入电压(V)
600V
600V
600V
MPPT数量/输入路数
10/20
10/20
10/2
额定输出功率(KW)
100K W
110K W
100K W
最大视在功率
110000 VA
121000 VA
110000 VA
最大有功功率 (cosφ=1)
110KW
121K W
110KW
额定输出电压
3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE
3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE
380, 3L/N/PE 或 3L/PE
输出电压频率
50 Hz,60Hz
50 Hz,60Hz
50 Hz
最大输出电流(A)
168.8A
185.7 A
167A
功率因数
0.8 超前—0.8 滞后
0.8超前—0.8滞后
0.99 (0.8超前—0.8滞后)
最大总谐波失真
<3%
<3%
<3%
输入直流开关
支持
支持
支持
防孤岛保护
支持
支持
支持
输出过流保护
支持
支持
支持
输入反接保护
支持
支持
支持
组串故障检测
支持
支持
支持
直流浪涌保护
Type II
Class II
具备
交流浪涌保护
Type II
Class II
具备
绝缘阻抗检测
支持
支持
支持
残余电流监测
支持
支持
支持
尺寸(宽 x 高 x 厚)
1,035 x 700 x 365 mm
1,035 x 700 x 365 mm
1005*676*340
重量(kg)
85kg
85kg
93.5kg
工作温度(°C)
-25°C~60°C
-25°C~60°C
-25~60℃
3款逆变器的功率均在100kw以上,其效率也都是一模一样,均只有98.1%,其额定输出电压也都为600V,对于本电站来说,这3款逆变器都能使用,但可惜本电站只会从中选择一个最合适的品牌。
第一款逆变器华为SUN2000-100KTL-C1和第二款逆变器华为SUN2000-110KTL-C1是同种类同型号,但不同功率的逆变器,这两款逆变器大部分数据都一模一样,但第二款逆变器功率比第一款逆变器功率高了10k,比本电站的容量也高了10k,并且价格了略微高了那么点,选用第一款逆变器不仅省钱而且还不会造成功率闲置无处使用,最大发挥逆变器的作用,因此第1款比第2款逆变器好。
第三款逆变器是固德威HT 100K,它的最大输入功率高达150kw,明明是一个100kw的逆变器,但其输入功率却不同我们往常见的逆变器一样,它居然还高了50k,如果选用这款逆变器,那么阵列输入的功率超过100都能承受。虽然最大输入功率很恐怖,但其他参数正常,对比第一款逆变器,仅只是部分参数略微差了点,总体是几乎没什么太大的差别。
本项目根据上述的分析和对其逆变器的需求,最终选择了固德威HT 100K型逆变器为本电站逆变器。
2.6光伏阵列布置设计
2.6.1串并联设计
图2-7串并联计算
公式2-3、2-4中:
Kv——光伏组件的开路电压温度系数-0.00272
K——光伏组件的工作电压系数-0.0035
t/——光伏组件工作环境极限高温(℃)60
Vpm——光伏组件的工作电压(V)41.33
VMPPTmax——逆变器MPPT电压最大值(V)1000
VMPPTmin——逆变器MPPT电压最小值(V)200
Voc——光伏组件开路电压(V)49.58
N——光伏组件串联数(取整)
t——光伏组件工作环境极端低温(℃)-12.7
——逆变器允许的最大直流输入电压(V)1100
把以上数值代入公式中计算可得:
5.5≤N≤21
经计算,本电站最终选取20块组件为一阵列。如图2-6组件串并联设计图。
图2-8组件串并联设计图
2.6.2项目方阵排布
据2.6.1的结果,每一个阵列共有20块组件,单块组件的功率是400w,一个阵列便是8kw,而本电站的总容量为100kw,总计是需要13个阵列。本电站建设地屋顶长43米,宽为32米,可以完整的摆放电站中的所有子方阵。如图2-9所示。
图2-9项目方阵排布图
2.7基础与支架设计
2.7.1水泥墩设计
本电站所建地点是公办学校,属于公共建筑,如果使用其打孔安装方式,便有可能使得其屋顶因时间长久而漏水,一旦漏水便需要进行维修,这也是得花费一些金钱,又因是学校,开工去维修可能将使部分学生要做停课处理,因此为了避免这个麻烦,本电站还是选择最常见的水泥墩来做基础设计。
考虑到学校有许多的学生,突然出现了事故,作为电站建设者肯定会有责任,因此为了避免组件出现任何事故,特地将水泥墩设计为一个正方形,其长宽高都为500mm,这样的重量大大降低了事故的发生率。如图2-10水泥墩设计图和2-11电站整体水泥墩设计所示。
图2-10水泥墩设计
图2-11电站整体水泥墩设计图
2.7.2支架设计
都已经把基础设计水泥墩做好了,那么接下来则是考虑水泥墩上的支撑设备支架,对于支架的设计最重要的一点就是在选材上,一般电站中的支架会持续使用到电站报废为止,使用时间长达二十多年三十多年甚至更久,对此支架的选型便是十分的重要,其使用寿命必须得长,抗腐蚀能力强。如图2-12支架设计图所示。
图2-12支架设计图
2.8配电箱选型
配电箱在光伏电站里又分为直流配电箱和交流配电箱,对于本电站来说,是选择其交流配电箱。配电箱的容量是根据其逆变器的容量选择,必定不能小于其逆变器的容量,否则可能会出现配电箱过压的情况,然后给电站造成事故危险。
配电箱具备配电、汇电、护电等多种功能,是本电站必须要又的设备,经过配电箱型号的对比,本电站最终选择了昌松100kw光伏交流逆变器。
表2-3配电箱参数
项目名称
昌松100kw光伏交流配电箱
项目型号
100kw交流配电箱
额定功率
100KW
额定电流
780A
额定频率
50Hz
海拔高度
2500m
环境温度
-25~55℃
环境湿度
2%~95%,无凝霜
2.9电缆选配
电站分为两类电,一类是直流电,必须使用直流电缆运输;一类是交流电,必须使用交流电缆运输,切记不可以乱搭配使用,否则将会造成电缆出线问题,电站设备出现问题。
直流电缆选型一般都是选择PV1-F-1*4mm²光伏专用直流电缆
交流电缆:
P:逆变器功率100KW
U:交流电电压380V
COSΦ:功率因数0.8
=
=190A
=0.035Ω
=976W
线损率:976/100000=0.9%<2%,符合光伏电缆设计要求。
据其计算结果和下图电缆参数表,本电站最终选择ZRC-YJV22 7Omm2交流电缆。如图2-13电缆参数图所示。
图2-13 电缆参数图
2.10防雷接地设计
防雷接地是绝大多数光伏电站都必须要做的,目的就是防止雷击破幻电站,损坏人民的生命以及财产,特别是对于本电站而言,建设点是在学校,而学校不仅人多而且易燃物也多,一旦雷击劈到电站上,给电站造成了任何事故,都有可能把整个学校给毁了,为此本电站一定需要做好防雷接地设计。
本电站防雷方式采取常用的避雷针进行避雷,接地则是为电站中各个设备接地端做好接地连接。
图2-14防雷接地设计图
2.11电气系统设计及图纸
本电站装机总容量为100kw,由260块光伏组件组成,形成了13个阵列,每个阵列20块组件,然后连接至逆变器,逆变器变电后接入配电箱,最后再连接国家电网。
图2-15电气系统设计图
三、电站成本与收益
3.1电站项目设备清单
根据当地市场的物价,预估出了一个本电站预计投资表。
表3-1设备清单表
序号
设备
型号
单位
数量
单价
(元)
价格
(万元)
1
组件
晶澳JAM72S10 400MR
块
260
1.77
18.4
2
逆变器
固德威HT 100K
台
1
3.3w
3.3
3
直流电缆
PV1-F-1*4mm²
米
1500
5.2
0.78
4
交流电缆
ZRC-YJV22 70mm2
米
100
72
0.72
5
支架
\
套
39
556
2.17
6
水泥墩
500*500*500mm
个
78
250
1.95
7
配电箱
昌松100kw光伏交流配电箱
台
1
1.3w
1.3
8
运输费
\
总
18
1000
1.8
9
其他
\
\
\
\
4.15
10
人工费
\
\
\
\
7
合计:41.57万元
3.2电站年发电量计算
本电站总容量为100kw,而电站选址地的年总辐射量为1116.6,首先发电量便达到了89328度电。
(式3-1)
Q=100*1116.6*0.8=89328度
Q——电站首年发电量
W——本项目电站总容量(85KW)
T——许昌市年日照小时数(1258.2H)
——系统综合效率(0.8)
任何设备一旦使用,便就开始慢慢磨损了,其效率也是一年比一年差,即便是光伏组件也不例外。组件首年使用一年后,为了适应其环境,自身的效率瞬间就降低2.5%,而后的每年则是降低0.7%,将至80%左右时,光伏组件也是已经运行了25年。
表3-2电站发电量
发电年数
功率衰减
年末功率
年发电量(kWh)
累计发电量(kWh)
第1年
2.5%
97.50%
89328.000
89328.000
第2年
0.7%
96.80%
87094.800
176422.800
第3年
0.7%
96.10%
86469.504
262892.304
第4年
0.7%
95.40%
85844.208
348736.512
第5年
0.7%
94.70%
85218.912
433955.424
第6年
0.7%
94.00%
84593.616
518549.040
第7年
0.7%
93.30%
83968.320
602517.360
第8年
0.7%
92.60%
83343.024
685860.384
第9年
0.7%
91.90%
82717.728
768578.112
第10年
0.7%
91.20%
82092.432
850670.544
第11年
0.7%
90.50%
81467.136
932137.680
第12年
0.7%
89.80%
80841.840
1012979.520
第13年
0.7%
89.10%
80216.544
1093196.064
第14年
0.7%
88.40%
79591.248
1172787.312
第15年
0.7%
87.70%
78965.952
1251753.264
第16年
0.7%
87.00%
78340.656
1330093.920
第17年
0.7%
86.30%
77715.360
1407809.280
第18年
0.7%
85.60%
77090.064
1484899.344
第19年
0.7%
84.90%
76464.768
1561364.112
第20年
0.7%
84.20%
75839.472
1637203.584
第21年
0.7%
83.50%
75214.176
1712417.760
第22年
0.7%
82.80%
74588.880
1787006.640
第23年
0.7%
82.10%
73963.584
1860970.224
第24年
0.7%
81.40%
73338.288
1934308.512
第25年
0.7%
80.70%
72712.992
2007021.504
3.3电站预估收益计算
根据湖南省的标准电价,我们电站发的每度电能够有0.45元收入,持续运行25年后,将会获得2007021.504*0.45=903159元,也就是90多万,减去我们为电站投资的41.57万,我们25年内能够获得大约50万的纯利润收入
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