分布式在這次光伏熱的大環(huán)境下更容易受到大家的熱捧,分布式具有自己獨(dú)有的特點(diǎn):第一,分布式電站接近用戶輸配電簡單,損耗小。屋面電站靠近電力用戶,直接就近并網(wǎng),向負(fù)荷供電,不需要長距離的高壓輸電線,輸配電損耗小,建設(shè)簡單廉價(jià)。第二,分布式發(fā)電能夠解決聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的問題,有提供輔助性服務(wù)的能力??膳c電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行,互為補(bǔ)充。第三,充當(dāng)備用和應(yīng)急電源,某些分布式電源受自然條件影響而減少甚至不能供電時(shí),儲能系統(tǒng)就像備用電源,可臨時(shí)維持供電。第四,我國建筑能耗占到30%,光伏發(fā)電與建筑結(jié)合可以有效地消減建筑能耗,從而更有利于企業(yè)或用戶降低能耗。
分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電設(shè)備主要由光伏組件及其支架、防雷光伏匯流箱、光伏并網(wǎng)逆變器、系統(tǒng)防雷裝置設(shè)計(jì)等組成。為了最大程度發(fā)揮分布式光伏發(fā)電的效果,對分布式發(fā)電系統(tǒng)提出相應(yīng)的要求:
1、太陽能電池組件
作為太陽能系統(tǒng)核心部件,其技術(shù)性能和指標(biāo)對整套系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用,要求其轉(zhuǎn)換效率要高、使用壽命要長、技術(shù)性能穩(wěn)定;針對技術(shù)要求,一般選用高性能的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品太陽電池組件Y295P-35b。同等額定功率下具有比其它廠家產(chǎn)品更大的輸出功率,特別是對有效延長抗陰雨天的運(yùn)行天數(shù)非常有價(jià)值;太陽電池組件的封裝材料和工藝均為世界最領(lǐng)先,確保組件具有超長的使用壽命和長期的穩(wěn)定性能。
背板采用原產(chǎn)EVI、TPT等材料封裝,抗老化;
面板采用原裝高透低鐵鋼化玻璃封裝,透光率和機(jī)械強(qiáng)度高;
接線盒采用防水防潮設(shè)計(jì);
高可靠性,不受地理環(huán)境影響,適用于無人職守條件;
陽極氧化鋁合金結(jié)構(gòu)邊框,輕便、抗機(jī)械強(qiáng)度高;
組件使用25年后功率下降不超過使用前的20%;
組件在外加直流電壓540V時(shí),1分鐘內(nèi)無擊穿現(xiàn)象。
絕緣電阻:≥100MΩ
環(huán)境條件:能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14007-92 《陸地用太陽電池組件總規(guī)范》及GB/T9535-1998《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型》規(guī)定的各項(xiàng)要求和試驗(yàn)方法,滿足標(biāo)書所提要求。太陽電池在下列條件下連續(xù)工作滿足其所有性能指標(biāo):
環(huán)境溫度:-40℃~+85℃
相對濕度:≤95%
海拔高度:6500米
一天中最大溫度變化:50℃
最大積雪厚度:20cm
最高風(fēng)速:36m/s
平均無故障時(shí)間(MTBF):太陽電池組件在20年使用時(shí)間內(nèi),其平均無故障時(shí)間不小于10萬小時(shí)以上。
尺寸(長 / 寬 / 高) 1970mm / 990mm / 50mm 重量 26.8 kg
2.電池陣列設(shè)計(jì)
2.1太陽能光伏組件串并聯(lián)方案
A、 在當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁貤l件下運(yùn)行時(shí),組件串的開路電壓值VOC應(yīng)低于逆變器的最高直流輸入電壓值;
B、 在當(dāng)?shù)刈罡邭鉁貤l件下運(yùn)行時(shí),組件串的最大功率電壓值Vpm應(yīng)高于逆變器MPPT工作范圍內(nèi)的最低直流輸入電壓值;
C、組件串的總電流不高于逆變器的最大直流輸入電流值;
D、 輸入同一臺逆變器的組件串,要通過對組件的參數(shù)分選、位置安排,使其電壓值之間的差別控制在5%以內(nèi)。
2.2光伏陣列設(shè)計(jì)方案
光伏陣列傾角設(shè)計(jì)
方案一:
傾角直接按屋面支架角度平鋪,不用做支撐角度。
方案二:
傾角為17度,需要支架材料做支撐。
3.支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)
支架構(gòu)件采用材料為鋁合金和熱鍍鋅方鋼型材,材料的選用和設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定。
3.1支架載荷要求
支架的荷載和荷載效應(yīng)計(jì)算應(yīng)符合以下規(guī)定:
1) 風(fēng)荷載、雪荷載和溫度荷載應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009取25年一遇的荷載數(shù)值。
2) 無地震作用效應(yīng)組合時(shí),荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定:
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式中:
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3) 無地震作用效應(yīng)組合時(shí),位移計(jì)算采用的各荷載分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)取為1.0;承載力計(jì)算時(shí),荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按下表采用。
表:無地震作用組合荷載分項(xiàng)系數(shù)
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注:1 :當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí),對由永久荷載控制的組合應(yīng)取1.35;當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí),應(yīng)取1.0。當(dāng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗傾覆或抗滑移時(shí),宜采用0.9。
2 表中“-”號表示組合中不考慮該項(xiàng)荷載或作用效應(yīng)。
3.2支架的防腐要求
1) 支架在構(gòu)造上應(yīng)便于檢查和清刷。
2) 當(dāng)鋁合金材料與除不銹鋼以外的其他金屬材料或與酸、堿性的非金屬材料接觸、緊固時(shí),應(yīng)采用材料隔離。
3) 鋁合金支架應(yīng)進(jìn)行表面防腐處理,可采用陽極氧化處理措施,陽極氧化膜的厚度應(yīng)
表 氧化膜的最小厚度
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4.并網(wǎng)逆變器
并網(wǎng)逆變器是并網(wǎng)光伏電站中的核心設(shè)備,它的可靠性、高性能和安全性會影響整個(gè)光伏系統(tǒng)。對于大型光伏并網(wǎng)逆變器的選型,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的指標(biāo)比較:
光伏并網(wǎng)必須對電網(wǎng)和太陽能電池輸出情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,對周圍環(huán)境做出準(zhǔn)確判斷,完成相應(yīng)的動作,如對電網(wǎng)的投、切控制,系統(tǒng)的啟動、運(yùn)行、休眠、停止、故障的狀態(tài)檢測,以確保系統(tǒng)安全、可靠的工作。
由于太陽能電池的輸出曲線是非線性的,受環(huán)境影響很大,為確保系統(tǒng)能最大輸出電能,需采用最大功率跟蹤控制技術(shù),通過自尋優(yōu)方法使系統(tǒng)跟蹤并穩(wěn)定運(yùn)行在太陽能光伏系統(tǒng)的最大輸出功率點(diǎn),從而提高太陽能輸出電能利用率。
逆變器輸出效率:逆變器在滿載時(shí),效率必須在95%以上。在50W/m2的日照強(qiáng)度下,即可向電網(wǎng)供電,在逆變器輸入功率為額定功率10%時(shí),也要保證90%以上的轉(zhuǎn)換效率。
逆變器的輸出波形:為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電,就必須是逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位與公共電網(wǎng)一致,實(shí)現(xiàn)無擾平滑電網(wǎng)供電。
逆變器輸入直流電壓的范圍:要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍,由于太陽能電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度的變化范圍比較大,這就要求逆變器在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作,并保證交流輸出電壓穩(wěn)定性。
光伏發(fā)電系統(tǒng)作為分散供電電源,當(dāng)電網(wǎng)由于電氣故障、誤操作或自然因素等外部原因引起的中斷供電時(shí),為防止損壞用電設(shè)備以及確保電網(wǎng)維修人員的安全,系統(tǒng)必須具有孤島保護(hù)的能力。
另外應(yīng)具有顯示功能:通訊接口;具有監(jiān)控功能;寬直流輸入電壓范圍;完善的保護(hù)功能等。
5.防雷光伏匯流箱
防雷匯流箱減少光伏組件與逆變器之間連接線,便于安裝、維護(hù)和提高可靠性。
5.1防雷光伏匯流箱特點(diǎn)
光伏專用直流保險(xiǎn)絲,正負(fù)極都配有熔絲
光伏專用高壓防雷器
組串電流異常報(bào)警
組串電壓異常報(bào)警
防火災(zāi)報(bào)警功能
防雷器失效報(bào)警
斷路器狀態(tài)監(jiān)測(需可選附件)
IP65 防護(hù)等級,滿足室外安裝的使用要求
最高直流電壓可達(dá)1000V
帶防雷保護(hù)的PV自供電電源
無線監(jiān)控(需可選附件)
TüV認(rèn)證,金太陽認(rèn)證
5.2防雷光伏匯流箱參數(shù)
1、電池串列最高輸入電壓:DC1000V
2、電池串列輸入電流:10A
3、輸入回路數(shù):4回
4、熔斷器額定電流:11A
5、最大輸出電流:10×11A
6.系統(tǒng)防雷裝置設(shè)計(jì)
全場除避雷針外擬設(shè)一總的接地網(wǎng),本著“一點(diǎn)接地”的原則,將光伏組件及支架、各高低壓電氣設(shè)備的外殼、各防雷模塊接地側(cè)、屋頂避雷帶的接地網(wǎng)進(jìn)行可靠地電氣連接。考慮升壓變電所采用綜合自動化系統(tǒng),為滿足微機(jī)監(jiān)控、保護(hù)系統(tǒng)對接地電阻的要求,全場除避雷針接地外總接地電阻應(yīng)達(dá)到規(guī)程規(guī)定不大于1Ω的要求,以保證設(shè)備及人身安全,同時(shí)應(yīng)滿足接觸電勢及跨步電壓的要求;避雷針接地系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置,和其他接地系統(tǒng)的地下距離不小于3m,接地電阻不大于10Ω。若接地電阻不滿足要求,可通過深埋于含水層或加降阻劑的方法進(jìn)行處理。
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