陕西众兴高科生物科技有限公司产业园光伏发电示范项目 可行性研究报告
第五章 工程设想
5.1系统总体规划布置
XXX有限公司产业园光伏发电示范项目工程，在屋顶建设光伏电站。结合中心建筑消防设施布置，严格遵循《建筑设计防火规范》。
5.2太阳能光伏电池选型、布置、发电量估算
5.2.1 光伏电池发展概况
目前世界上太阳能开发应用最广泛的是太阳能电池。世界上，1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然很高。
目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2)，多晶硅电池18.6%（4cm2）， InGaP／GaAs双结电池30．28%（AM1），非晶硅电池14．5%（初始）、12.8%（稳定），碲化镉电池15.8%， 硅带电池14.6%，二氧化钛有机纳米电池10.96%。
我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20.4%（2cm×2cm），多晶硅电池14.5%（2cm×2cm）、12%（10cm×10cm），GaAs电池 20.1%（lcm×cm），GaAs／Ge电池19.5%（AM0），CulnSe电池9%（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13.6% （lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8.6%（10cm×10cm）、7.9%（20cm×20cm）、6.2％（30cm×30cm）， 二氧化钛纳米有机电池10%（1cm×1cm）。
国内光伏产业方面，随着上海太阳能科技有限公司、江苏林洋新能源有限公司、无锡尚德太阳能、保定天威英利等中国光伏新建企业产能的逐渐释放，中国光伏产业保持了快速的增长势头.但是国际上最大的并网应用光伏市场在国内仍然处于零星示范论证阶段，中国光伏生产规模的增量大部分用于出口市场。目前国内商业化生产的光伏电池主要以单晶硅电池和多晶硅电池为主，效率在11-17%左右。为降低投资成本，本工程太阳能光伏建筑一体化设备将采用国产设备，光伏组件、逆变器原则上采用国产。
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5.2.2 太阳能光伏电池选型
目前占主流的太阳能电池有单晶硅、多晶硅和非晶硅等硅太阳电池。国内几家大型太阳能电池商业化生产的光伏电池主要以单晶硅电池和多晶硅电池为主，其中多晶硅效率在11-15％左右，单晶硅电池效率在12-17％左右。本工程根据国内光伏电池产业发展现状，以及场址可供利用的面积的光伏电池选型拟选用190W单晶硅标准组件。
系统直流总功率为5MWp，安装在XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶： 在XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶安装单晶硅标准组件35354㎡，采用190W单晶硅标准组件，直流功率为5MWp。 5.2.3 太阳能光伏电池布置
本项目场址位于东经107°40′～109°49′和北纬33°39′～34°45′之间，在屋顶铺设单晶硅标准组件电池板。
5.2.4 太阳能光伏建筑一体化发电量估算
根据太阳辐射资源分析所确定的光伏建筑一体化多年平均年辐射总量，结合初步选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏建筑一体化年发电量估算。
发电量Q= P×R×ηs / Ro 式中：
P—系统直流总功率；
R—倾斜方阵面上的太阳总辐射量； ηs—光伏系统发电效率；
Ro—标准日照辐射强度，即1kW/m2。 光伏系统综合发电效率的计算公式如下： ηs=K1*K2*K3*K4*K5 K1-光电电池运行性能修正系数
K2-灰尘引起光电板透明度的性能修正系数 K3-光电电池升温导致功率下降修正系数 K4-导电损耗修正系数
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K5-逆变器效率
ηs=K1*K2*K3*K4*K5= =0.947*0.925*0.93*0.94*0.97=0.743 该工程年发电量为5413005.9度，平均每瓦年发电量为1.1度。
5.3电气部分
太阳能光伏发电系统由光伏组件、直流防雷箱、并网逆变器、配电系统以及监控系统组成。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过直流防雷箱汇集至并网型逆变器，将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，接入到配电系统，供建筑内部负载消耗。
5.3.1太阳能光伏发电系统 5.3.1.1光伏发电系统构成情况 系统方案总容量为5MWp。 5.3.1.2 主设备选型
考虑到本工程的系统稳定性和工程造价因素，可考虑采用合理容量的逆变器。该方案设备比较成熟，已有较多的运行经验。本工程投资估算按合理容量的逆变器计算。并网型逆变器选型时应考虑具有过/欠电压、过/欠频率、防孤岛效应、短路保护、逆向功率保护等保护功能。
每个逆变器都连接有若干串光伏电池组件，这些光伏组件通过直流配电箱连接到逆变器。直流配电箱内置组串电流防雷单元，有效防止感应雷对设备造成的危害。
1）计算机监控系统
系统设置计算机监控系统一套，全面监控太阳能光伏系统运行情况。监控系统采集每台逆变器的工作状态，即时监控各支路的发电量。
监控系统通过群控器实现多路逆变器的并列运行。群控器控制多台逆变器的投入与退出，具备同步并网能力，具有均分逆变器负载功能，可降低逆变器低负载时的损耗，并延长逆变器的使用寿命。监控系统通过群控器采集各台逆变器的运行情况。
监控系统将所有重要信息远传至相关部门。 2）保护
出线并网开关柜上装设测控保护装置。设过电压保护、低电压保护、过频率保护、
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欠频率保护。测控保护装置将所有信息上传至监控系统。
逆变器具备极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等，装置异常时自动脱离系统。
5.3.2 防雷接地 5.3.2.1 防雷
XXX有限公司产业园食用菌厂房屋顶光伏电站系统通过可靠连接与建筑主体连成整体的防雷网，与主体结构防雷及防雷引下线连接，形成完整的防雷保护系统。
5.3.2.2 接地
为保证人身安全，所有电气设备都装有接地装置，并将电气设备外壳接地。
5.4 建筑部分
5.4.1 建筑结构方案
本工程选用单晶硅标准组件，电气设备安装在独立光伏配电间和监控设备室。 系统选用的单晶硅标准组件如下图：
图5-2 单晶硅标准组件
5.4.2 抗震设防
项目所在区域的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。
厂房根据其重要性均按乙类建筑考虑，由于太阳能电池板是通过支架安装在屋面金属板上，属于非结构构件的抗震类别，且电池板的破坏后不会造成较大的次生灾害，根据《建筑抗震设计规范》（GB 5011-2010） 第3.7条的相关规定，电池板与屋面金属板、
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主体结构已有可靠连接。
5.5给排水及消防
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006),当建筑物的耐火等级较高（一、二级耐火等级）体积较小，或建筑物内无可燃物或可燃物较少时，可不设消防给水。本工程建（构）筑物都是严格根据《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006) 的要求，光伏系统区域及电气设备室按规范配置一定数量的移动式消防器材。
5.6暖通部分
本光伏系统有独立光伏控制室，内置逆变器、开关柜等设备，根据气象资料，控制室内设置风冷空调机。
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