太阳能电池及太阳能光伏发电系统介绍(课堂)课件.ppt

1、山东力诺瑞特山东力诺瑞特新新能源有限公司能源有限公司20152015年年1111月月太阳能电池及光伏发电系统太阳能电池及光伏发电系统1前言前言目前世界能源的使用全靠石油、煤炭、天然气和核裂变等初级能源或常规能源，这些资源的有限性和社会需求激增之间形成了强烈的矛盾，加上环境污染的严峻形势，使新能源的利用和开采十分迫切。太阳能光伏发电系统充分利用太阳能这种清洁、无限的能源，市场发展成为可能。中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策，大力支持分布式光伏发电产业发展。截至2015年9月底，光伏发电装机容量累计3795万kw.2015年1-9月新增装机量990万kw，同比增长161%，其中，光伏电站823

2、万kw，分布式光伏158万kw。山东省2015年新增50万kw，其中分布式电站新增21万kw。2太阳能电池介绍太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站设计分布式电站效益分析分布式电站效益分析3太阳能电池定义太阳能电池定义 太阳能发电方式：光热电转换方式 光电直接转换方式 太阳能电池定义：太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。4太阳能电池发电原理太阳能电池发电原理 光生伏打效应：当太阳光或其

3、他光照射半导体的 PN 结时，就会在 PN 结的两边出现电压,叫做光生电压，这种现象就是光生伏打效应。5太阳能电池发电原理太阳能电池发电原理 PN 结短路，就会产生电流。6太阳能电池发电应用太阳能电池发电应用接入负载，提供直流电源逆变器接入逆变器，提供交流电源7太阳能电池分类太阳能电池分类8太阳能电池比较太阳能电池比较目前，晶硅类和非晶薄膜类应用较为广泛，尤以多晶硅应用最多。目前，晶硅类和非晶薄膜类应用较为广泛，尤以多晶硅应用最多。910太阳能电池介绍太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站设计

4、分布式电站效益分析分布式电站效益分析11太阳能光伏发电系统分类太阳能光伏发电系统分类 独立光伏发电：也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，及离网型逆变器等。并网光伏发电：太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网，由电网统一调配向用户供电。分布式光伏发电：分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。12各类光伏发电系统特点各类光伏发电系统特点 独立光伏发电：不受电网限制，应用范围广，但投入和运行成本较高；并网光伏

5、发电：所发电量全部上网销售，大型并网电站占用土地资源，现实行配额制，审批流程较复杂。分布式光伏发电：就地发电，就地上网，就地消纳，多以屋面分布式为主，电站容量及形式不受限制，是国家大力倡导的电站形式。13太阳能光伏发电系统介绍太阳能光伏发电系统介绍 离网型发电系统：离网型发电系统：14 充电：在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。放电：蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池

6、组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。太阳能电能化学能电能光能。15太阳能光伏发电系统介绍太阳能光伏发电系统介绍 并网型发电系统：并网型发电系统：16并网太阳能光伏发电系统是由光伏电池方阵并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。17太阳能光伏发电系统介绍太阳能光伏发电系统介绍 分布式发电系统：分布式发电系统：18 在用户场地附近建

7、设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。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。该类项目须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。19太阳能电池介绍太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站设计分布式电站效益分析分布式电站效益分析20分布式电站定义分布式电站定义 分布式电站

8、定义：分布式发电，是指位于用户附近，装机规模较小，电能主由用户自用和就地利用的可再生能源资源综合利用发电设施或有电力输出的能量梯级利用多联供系统，并网电压等级在 10千伏及以下。特点：A.就地发电，就地转换 B.就地消纳，就地并网 消纳方式：A.全部自发自用 B.全部上网 C.自发自用，余电上网21分布式光伏电站分类按建设位置分类按电的消纳方式分类分布式电站分布式电站屋顶分布式电站屋顶分布式电站地面分布式电站地面分布式电站分布式电站分布式电站自发自用余电上网自发自用余电上网全额自发自用全额自发自用全额上网全额上网22分布式电站系统图分布式电站系统图23分布式光伏并网相关标准分布式光伏并网相关标

9、准SJ/T11127-1997 光伏（PV）发电系统过电压保护导则GB/T19939-2005 光伏系统并网技术要求GB/T20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特征GB/Z19964-2012 光伏发电站接入点力系统技术规范Q/GDW617-2011 光伏电站接入电网技术规定Q/GDW618-2011 光伏电站接入电网测试规程Q/GDW 分布式光伏发电接入系统典型设计GB/T50796-2012 光伏发电工程验收规范GB/T50797-2012 光伏发电站设计规范Q/GDW480-2010 分布式电源接入电网技术规定24实施分布式电站的意义实施分布式电站的意义符合国家政策：符合国家政

10、策：利用自己空闲的屋顶实施分布式电站，符合国家能源的长期规划，对我国的节能减排工作意义重大；手续简便：手续简便：国家为了大力发展分布式电站，实行了备案制；投资第二产业：投资第二产业：根据国家政策，如果电量自行无法消纳，可变更为全额上网，将电卖给国家电网，实现企业的第二产业；收益保障：收益保障：光伏发电技术成熟、寿命长，25年时间内衰减20%；2015年建成并网的分布式电站国家财政补贴长达20年收益率高：收益率高：根据自用比例不同，电站年度收益1520之间；25相应的政策支持相应的政策支持 国家政策：10kV及以下电压，单个并网点小于6MW；电网企业为分布式光伏项目业主提供接入系统方案；分布式光

11、伏项目免收系统备用容量费；380V接入的分布式光伏不用签调度协议；电网企业在并网申请受理、接入系统方案制定、合同和协议签署、并网验收和并网调试全过程服务中，不收取任何费用。26 能源局政策：2015年3月16号国家能源局的【73号】文件规定：各地级市“对于屋顶分布式电站不受指标限制的规定”为企业建设屋顶分布式电站提供了便利条件。电价扶持政策：2013-2015年间，分布式光伏发电项目，所发全部电量每千瓦时补贴0.42元，补贴年限20年。27 2013-2015年间，并网发电的光伏电站，分布式光伏发电项目，所发全部电量在国家规定的每千瓦时0.42元补贴标准基础上，省级再给予每千瓦时0.05元的电

12、价补贴。山东省支持政策山东省支持政策28分布式电站设计主要参数分布式电站设计主要参数 地理位置：确定电池板在倾斜安装时，前后排电池板的间距，避免相互遮挡，影响系统发电效率，甚至造成系统故障。峰值日照时数：确定一定安装容量的光伏电站的每天及全年发电量。即每平方米辐照度为1kw时，1000wp的太阳能电池板每照射一小时就可产生0.8kwh的电量（系统效率）。29分布式电站发电效率分布式电站发电效率 方阵效率：(1-电缆线损)*设备效率*逆变器效率*（1-灰尘影响）影响因素：1、电站所在地点年太阳能辐射强度2、光伏电池组件角度（面南，角度基本与当地纬度相当，具体角度需要计算）3、光伏组件效率（主要由

13、使用年限决定，时间越长效率越低）4、电气系统与控制系统效率（影响不大）目前效率：80%左右（79.5%）30分布式电站容量的确定分布式电站容量的确定 根据国家规定，分布式光伏电站的容量不能超过 上一级变压站容量的2530%。安装场地情况：1、屋顶类型：平顶/斜顶；2、屋面结构：水泥屋面/彩钢瓦面/瓦面；3、遮挡情况；4、环境空气状况；5、安装方式：平行屋面敷设/带有倾角安装。6、平屋面安装1kw占地约15，斜屋面约占9。31太阳能电池介绍太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站设计分布式电站效益

14、分析分布式电站效益分析32分布式电站设计案例分布式电站设计案例 安装地区：烟台 安装容量：500kwp 消纳方式：自发自用、余电上网 白天电价：0.90元/kwh33电站设计参数电站设计参数 地理位置：北 纬37、东经121 峰值日照时数：如采用倾角安装（角度为当地纬度）时需乘以1.081.15的系数34 不同角度组件效率不同角度组件效率35 山东省最佳安装角度及发电量山东省最佳安装角度及发电量36分布式电站的设计分布式电站的设计 项目组成：项目500KWp光伏发电单元，选用255Wp多晶组件1961块，每18块组件构成一串，通过7台直流汇流箱后进入500kw集中式逆变器。其他设备：其他设备包

15、括但不限于汇流箱、直流配电柜、低压配电柜、接地保护、测控、远动装置及交直流线缆等。前后间距：L=1.5H（H为前排电池组件高度）安装方式：根据屋面确定。37500k500kW W分布式电站系统配置分布式电站系统配置38主要组成一：电池组件主要组成一：电池组件 目前，全球光伏产业中晶体硅太阳电池的生产及应用技术是最为成熟，本项目采用峰值功率255Wp转换效率为15.89%的多晶硅太阳电池组件。该组件具有如下特点：（1）组件通过了TUV和UL检测机构认证，其在极端（温度、载荷、撞击）条件下仍具备良好性能；（2）权威第三方测试验证的良好弱光性能；（3）多晶硅组件25年内组件实际输出功率不低于标称功率

16、的80%。39 多晶硅组件的主要性能参数多晶硅组件的主要性能参数40电池接线盒电池接线盒 组成：由盒盖、盒体、接线端子、二极管、连接线、连接器几大部分组成；作用：二极管分为：旁路二极管和防反冲二极管。二极管的主要功能是单向导通功能。旁路二极管：防止组件的热斑效应。防反冲二极管：组件在没有光照时防止蓄电池电流倒流。41 并网光伏逆变器是光伏电站核心设备之一，其基本功能是将光伏组件输出的直流电转换为交流电。目前，先进的光伏逆变器都配置有高性能滤波电路，使得并网光伏逆变器交流输出的电能质量很高，能够满足各项要求，不会对公共电网质量造成污染。此外，它还有最大功率跟踪控制、防孤岛效应等功能。本光伏系统项

17、目采用的是并网光伏逆变器，它可以将光伏组件阵列输出的直流电转换成交流电并输送到用户侧电网中并网，优先供给项目所在地的厂区负载使用，多余电量供给附近用户使用。本项目拟采用额定功率为500kW的集中式逆变器1台，其参数如下表所示。主要组成二：逆变器主要组成二：逆变器42 集中式逆变器主要性能参数集中式逆变器主要性能参数43主要组成三：汇流箱主要组成三：汇流箱 将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏阵列，然后再将若干个光伏阵列并联接入设备。为提高系统的可靠性和实用性，在光伏防雷汇流箱里配置了光伏专用直流防雷模块、直流熔断器和断路器等，保证太阳能光伏发电系统发挥最大功效。44主要组成四

18、：监控系统主要组成四：监控系统 监控系统主要监控光伏汇流箱，并网光伏逆变器和环境检测仪。监控原理图为：45主要组成四：数据采集主要组成四：数据采集 光伏数据采集器是将光伏电站中的光伏并网逆变器、汇流箱、气象站和电表等设备的数据通过RS485、RS232和RS422等方式收集起来，并通过GPRS、以太网、WIFI、3G等方式传送到数据库的设备。46主要组成五：环境监测主要组成五：环境监测 环境监测仪是专门为监测当地太阳能光伏电站而开发生产的多要素自动气象站。可测量风向、风速、环境温度、太阳辐射度、组件背板温度等环境参数。具有性能稳定，检测精度高，无人值守等特点，可满足太阳能光伏电站监测的业务要求

19、。硬件包括：风速传感器、风向传感器、日照辐射仪、温度传感器、控制盒和支架。采集到的环境数据可通过RS485通信读取。47主要组成六：安装支架主要组成六：安装支架 对于平屋面、斜瓦面屋顶及彩钢瓦屋顶，采用不同形式高强度铝合金支架将光伏组件固定，支架安装效果如下图所示：48 屋面设备安装载荷说明屋面设备安装载荷说明4040kg/kg/1818kg/kg/49太阳能电池介绍太阳能电池介绍太阳能光伏发电系统简介太阳能光伏发电系统简介分布式电站简介及相关政策分布式电站简介及相关政策500kw分布式电站设计分布式电站设计分布式电站效益分析分布式电站效益分析50分布式电站价格预算分布式电站价格预算 报价说明

20、：1、以上报价为基本预算，详细的预算需根据实际现场与位置详细测算 2、折合单价为：7.87.8元元/Wp/Wp51分布式电站收益分析 自发自用自发自用 0.90元/度（工业电费）+0.42元/度（国家补贴）+0.05元/度（省级补贴）=1.37元/度 余电上网余电上网 0.4396元/度（脱硫电价）+0.42元/度（国家补贴）+0.05元/度（省级补贴）=0.9096元/度52分布式电站投资效益分析1.系统寿命25年；2.考虑电价上升趋势，其实际回收年限更短；3.现行补贴政策持续补贴20年，系统效益明显。53n电站基本参数54 电站年发电量表：55 电站年度收益表：5657 投资回收期及累计收

21、益分析 根据电费的收益测算4.3便可将电站投资回收，剩余的20年中电站将给你带来1552万元的纯收益。58 减排社会效益分析表：59分布式电站前期调研数据分布式电站前期调研数据601、屋顶是否为自有产权；2、变压器容量；3、白天平均电价；4、月平均电量；5、屋顶情况：水泥平顶/彩钢屋面/瓦面6、屋顶可利用面积；7、场区周边环境状况61业主单位最关心的几个问题621、政策保障：（1）国家相关政策；（2）并网后签订购售电协议；2、收益保证：（1）光伏电站发展，技术成熟/运行稳定；（2）系统优化设计；（3）合格的部件供应；（4）售后服务3、屋面载荷：（1）设计院屋面载荷证明；（2）合理施工方案；（3

22、）服务承诺。63分布式电站相关申报材料分布式电站相关申报材料64发改委立项：1、登记备案申请表2、屋面载荷证明；3、关于投资分布式电站的公司决议；4、土地证明材料（土地证/宗地图）；5、项目合作协议书；6、建设单位营业执照等。65电业局申请：1、并网申请表；2、建设单位营业执照/组织机构代码证；3、项目实施方案；电业局现场考察，出具电力接入设计方案，经确认后核发分布式电站接入电网意见函由具有电力设计资质的单位进行设计和出图（盖章）66开工建设：1、项目预算:组件/逆变器/交直流电缆/并网柜/支架/安装费用；2、现场施工方案：经建设单位、业主单位、施工单位确认；3、项目施工：基础-支架-组件-逆

23、变器-直流连接-交流连接-并网柜 -防雷接地-并网-标记4、并网调试：设备检查-线路检查-通直流-通交流-并网运行67并网验收：1、分布式电源并网调试和验收申请表；2、承装（修、试）电力设施许可证（四级以上）；3、主要设备参数型式认证报告或质检证书；4、并网前单位工程调试报告；5、并网前单位工程验收报告；6、并网前设备电气试验、继电保护整定、通信联调、电 能量信息采集记录7、分布式电站设计图纸（蓝图/设计院章）68电业局验收通过：1、计量电表和远动系统；2、签订分布式电站购售电协议 建设单位营业执照营业范围需增加电站建设等内容，否则无法开具售电发票69电站开发：地面电站必须有以下文件：（1）省级发改委备案证明材料：（2）市级土地部门土地证明材料及土地使用协议；（3）市级电力部门电力接入意见函70