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10KW光伏发电工程设计方案

一、项目概况

1.1、项目任务及规模

开发利用可再生能源是国家能源发展战略的重要组成部分。济南

市年平均日照时间在2500小时左右，开发利用太阳能资源具有得天

独厚的优越条件和广阔的前景，符合国家产业政策。

根据当地的光能资源以及业主的场地面积及用电情况，本项目规

划容量34KW。

1.2、太阳能资源及气象条件

项目所在区域日照充足，年平均日照时间约2500小时。根据我

国太阳能资源区划标准，该区属于三类“较丰富带”，比较适合建设

分布式光伏发电。

1.3、电气及接入系统方式

本期工程考虑光伏电站内设1台10KW光伏并网逆变器接入国家

电网。

1.4、主要技术经济指标

本工程计划投资6万元，占地平屋面积70平方米。

二、太阳能光伏发电系统设计

1、阵列安装方式选择

对于光伏组件，不同的安装角度接受的太阳光辐射量是不同的，

发出的电量也就不同。安装支架不但要起到支撑和固定光伏组件的作

用，还要使光伏组件最大限度的利用太阳光发电。根据实际情况，本

项目安装方式采用固定式倾角安装。

光伏组件的安装，考虑其经济性和安全性，目前技术最为成熟、

成本相对最低、应用最广泛的方式为固定式安装。由于太阳在北半球

正午时分相对于地面的倾角在春分和秋分时等于当地的纬度，在冬至

等于当地纬度减去太阳赤纬角，夏至时等于当地纬度加上太阳赤纬角。

如果条件允许，可以采取全年两次调节倾角的方式，也就是说在春分

-夏至-秋分采用较小的倾角，在秋分—冬至—春分采用较大的倾角。

2、光伏阵列最佳倾角的计算

光伏阵列的安装倾角对光伏发电系统的效率影响较大，对于固定

式安装的光伏阵列最佳倾角即光伏系统全年发电量最大时的倾角。

方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置、全年太

阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地

条件等。并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角可采用专业系统设计

软件进行优化设计来确定，它应是系统全年发电量最大时的倾角。

通过计算，当倾角等于33°，全年所接收到的太阳辐射能最大，

约为1749kWh/m2。倾角在30～36°间时，全年太阳辐射量差别不大。

本项目倾角设计为30°。

3、并网光伏逆变器的选择

光伏并网逆变器是光伏电站的核心设备之一，其基本功能是将光

伏电池组件输出的直流电转换为交流电。

逆变器的技术指标

1)可靠性和可恢复性：逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适

应能力、瞬时过载能力及各种保护功能，如：故障情况下，逆变器必

须自动从主网解列。

2)逆变器输出效率：大功率逆变器在满载时，效率必须在90%或

95%以上。中小功率的逆变器在满载时，效率必须在85%或90%以上。

在50W/m2的日照强度下，即可向电网供电，即使在逆变器额定功率

10%的情况下，也要保证90%(大功率逆变器)以上的转换效率。

3)逆变器输出波形：为使光伏阵列所产生的直流电源逆变后向公

共电网并网供电，就必须使逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公

共电网一致，实现无扰动平滑电网供电。输出电流波形良好，波形畸

变以及频率波动低于门槛值。

4)逆变器输入直流电压的范围：要求直流输入电压有较宽的适应

范围，由于太阳能光伏电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比

较大。就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证

交流输出电压稳定。输出电流同步跟随系统电压。

4、光伏阵列设计及布置方案

三、年发电量估算

根据太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据，太阳电

池组件采用30°固定倾角，经计算10KWp光伏发电系统年发电量为

1.3万kwh。

晶体硅光伏组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，按系统

25年输出每年衰减0.8%计算。

四、电站节能降耗效益分析

根据国际能源署(IEA)《世界能源展望2007》，中国的CO2排放

指数为：0.814kg/kWh，同时，我国火电厂每发电上网1kWh，需消耗

标准煤305g，排放6.2克的硫氧化物(SOx)（脱硫前统计数据）和2.1

克的氮氧化物(NOx)（脱氮前统计数据），对环