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100KWP屋顶光伏并网发电系统

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2018-12-28 | 浏览:193 ]

一. 概述

1.1项目介绍

项目情况 100KW屋顶光伏并网发电;

本项目建设地方为甘肃某地区,太阳能电池组件安装在主楼屋顶上,不单独占用建筑区域的宝贵土地资源,是安装于建筑之上的屋顶并网光伏发电(BAPV:Building Attached Photovoltaic)系统。光伏发电系统将太阳能资源通过太阳能电池组件转换成直流电能,再通过并网逆变器将符合电能质量的交流电给负载提供电能。

太阳能电池组件与建筑结合的光伏发电是近十几年发展起来的在城市中推广应用太阳能发电的一个主要方向。技术成熟,成功运营项目较多。城市建筑物屋顶能为光伏系统提供足够的面积,不需要另外占用宝贵的土地资源。建筑物屋顶除遮阳挡雨外一般都没有其他特殊功能,在视觉上也略显单调,相比屋顶绿化和平改坡,安装太阳能并网屋顶光伏发电系统则能让屋顶的价值最大化。同时太阳能的发电环节是典型的无污染、可持续利用的绿色能源,同时又是最好的补峰能源,被业内人士誉为“黄金电”。

安装地处甘肃省肃州区沿山中部,距城区53公里,东临丰乐乡,南屏祁连山,西接东洞乡,北望上坝镇, 耕地面积6.5万亩。全年日照3033小时,年降水量83.6毫米,昼夜温差15度,有丰富光热资源和土地资源。

详细请如下图


Month

Air temperature

Relative humidity

Daily solar radiation - horizontal

Atmospheric pressure

Wind speed

Earth temperature

°C

%

kWh/m2/d

kPa

m/s

°C

January

-9.9

47.0%

2.88

74.8

6.0

-9.9

February

-7.5

38.2%

3.81

74.8

5.8

-6.4

March

-2.3

33.0%

4.77

74.8

5.8

-0.3

April

4.2

27.3%

5.76

74.9

5.7

7.5

May

10.0

28.5%

6.13

74.9

5.4

14.3

June

15.0

31.8%

5.93

74.8

5.1

19.4

July

17.2

36.5%

5.65

74.8

4.8

21.4

August

15.9

37.5%

5.33

74.9

5.1

19.4

September

10.6

36.2%

4.77

75.2

5.2

13.4

October

3.5

36.1%

4.08

75.3

5.5

5.2

November

-2.7

36.9%

3.06

75.2

6.2

-2.3

December

-7.7

46.7%

2.49

75.1

6.4

-7.9

Annual

3.9

36.3%

4.56

75.0

5.6

6.1


从月际变化可知,太阳能辐射量主要集中3-10月份,占到总辐射量的85%以上,7-8月份达到太阳能辐射高峰,具备开发新能源太阳能的潜力。

本工程安装大楼根据现场情况,我司确定此项目的安装环境为水泥面屋顶,屋面设计结构合理,承重满足光伏安装需求,屋面遮挡面积及小,可适当避开。项目总装机功率:100KWP P,项目总计铺设组件数量400块。

建筑物房顶太阳能组件所发直流电能经汇流由直流总线输入光伏并网逆变器,转换成三相电能输入区域内电网,供内部使用,总投资90万元。 本太阳能光伏屋顶发电系统概况如下表一。

1.2项目系统设备材料

金佛寺镇100KW光伏电站系统清单

序号

设备名称

规格

单位

数量

备注

1

晶体硅组件

TSD-260WP

400

2

光伏并网逆变器

SW-50KW

2

3

监控软件

100KW

1

4

光伏支架

100KW

1

5

光伏汇流箱

TSPVCB-10SD

2

6

交流配电柜

TS-100KW

1

7

直流线缆

宝宇 2 PFG 1169 1*4.0/6.0mm2

2000

8

交流线缆

ZR-YJV

3000

9

网线

----

50

10

监控显示器

-----

1

二.总体方案设计

本项目安装地点为某屋顶,分析其屋顶面积,有效可安装面积合计约1000m2,据此可推算出其可安装电池板容量约为100KWp

2.1设计依据

1、现场实地勘测

2、相关标准:

3、家电网公司 《光伏电站接入电网技术规定》

4、IEC 60904 光电器件;

5、IEC 61173 光电功率发生系统过压保护则;

6、IEC 61215-1993 晶体硅地面光伏电池组件

7、 设计鉴定和定型; IEC 61204

8、 直流输出低压供电装置.特性和安全要求;

9、 IEC 61000-4-30 电磁兼容

10、 4-30 部分 试验和测量技术-电能质量 IEC 60364-7-712

11、建筑物电气装置 7-712 部分:

12、特殊装置或场所的要求 太阳光伏(PV)发电系统

13、 IEC 61721-1995 光电模块对意外碰撞的承受能力

14、 IEC 60364 建筑物的电气设施;

15、 IEC 60269-1 低压熔断器 GBT 191

16、 包装储运图示标志 GBT 18479-2001

17、 地面用光伏(PV)发电系统

18、概述和导则 GBT 199392005

19、光伏系统并网技术要求 GBZ 199642005

20、光伏发电站接入电力系统技术规定

21、 GBT 6495.2-1996 光伏器件

22、 2 部分:标准太阳电池的要求;

23、 GBT 200462006 光伏(PV)系统电网接口特性(IEC 61727:2004MOD)

2.2方案简介

针对容量为100KWp的屋顶太阳能光伏系统,我司采用集中并网方案,将光伏组件串联后通过汇流箱并联汇流连接至2台50KW容量的光伏并网逆变器的直流输入端,2台并网光伏逆变器输出的交流电经过分列式变压器再接入0.4KV交流电网,实现并网功能。系统示意图如下图1

1 系统示意图

系统的光伏电池组件选用国内知名品牌的电池片封装,单块的功率为 260Wp 的晶硅电池组件,,其电池片效率为17.3%,组件效率为15.4%,具体参数如下:

度系数

系数

系数

260Wp

45V

37V

8.76A

7.2A

-0.45%

/℃

+0.05%

/℃

-0.34%

/℃

根据SW-50K并网逆变器的 MPPT 工作电压范围(470V850V)及最大直流电压(1000v),每个电池串列按照 20 块电池组件串联进行设计,每个串列功率为260W×20=5200W。而输入逆变器直流侧汇流箱使用10路输入的汇流箱,共需配置2个光伏防雷汇流箱,接入的总功率约为:260W×20×20=100.4KWp

汇流箱汇流后再通过直流配电柜汇流接入我司SW-50K光伏并网逆变器,实现交流输出,经光伏并网变压器与三相计量表后接入电网。交流侧也配置防雷装置。

另外,系统应配置 1 套监控装置,可采用 RS485 Ethernet(以太网)的通讯方式,实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。

2.3光伏阵列设计

逆变器在并网发电时,光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制,以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。

在设计光伏组件串联数量时,应注意以下几点:

1)接至同一台逆变器的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。

2)需考虑光伏组件的最佳工作电压(Vmp)和开路电压(Voc)的温度系数,串联后的光伏阵列的Vmp应在逆变器MPPT 范围内,Voc应低于逆变器输入电压的最大值。

太阳电池结温对太阳电池输出特性的影响,如下图所示:

2 不同温度下的 I-V 和 P-V 特性曲线

从图2可知,电池组件的开路电压受温度变化的影响,温度下降,开路电压升高;温度上升,开路电压降低,所以在设计电池组件串联的数量一定要考虑电池串列的电压变化。

1)组件的串联数

此项目为户外安装,安装地点在屋顶,安装地极端最高温度为42℃,最低温度为4℃。适当考虑余量,按环境温度范围按0℃~+45℃考虑,查电池板参数表。由于组件的标称电压是在室温 25℃时测定,开路电压温度系数为-0.33%/℃,折合到0℃时的系数约为1.083。功率温度系数-0.45%/℃,温度变化时组件电流的变化很小,因此额定电压随温度的变化系数近似于功率温度系数,折合到45℃时系数约为的0.91。

一般逆变器的直流输入电压范围是一定的,我司SW-50K并网逆变器直流输入最高电压为1000V,MPPT范围为470~850V,选择组件串联数时需要考虑两个方面:一是开路电压的高限制必须小于逆变器最大耐受电压;二是额定工作电压的低限制不小于逆变器MPPT范围的最小值。结合以上条件,对于光伏组件我们选择串联数为20块为一串列。在常温下25℃时,开路电压为37.7×20=754V,最大功率工作电压为30.9×20 =618V。当在0℃时,开路电压达到最大,为37.7×20×1.085=818.09﹤1000v;当在70℃,工作电压达到最小,为30.9×20×0.847=523.466﹥450V,均满足条件。

2)组件的并联数

系统总容量为100KWp。单板功率为260Wp, 20块为一串列,总计400块组件,故得出,共需20串并联,共110路输入汇流箱,共可接入20组,可完全容纳系统20串并联,容纳系统容量,满足设计要求。

2.4 光伏阵列汇流箱设计


针对上述设计,配置我公司型号为TSPVCB-10SD光伏阵列汇流箱,可以减少光伏阵列与逆变器之间的连接线,方便操作和维护。外观如下图 三:

3 TSPVCB-10SD光伏阵列汇流箱外观图

光伏汇流箱应用于光伏发电系统中,减少了光伏组件与逆变器之间连接线。通过光伏专用熔断器、断路器和防雷器的保护,提高了可靠性,也方便了系统的维护。用户可以根据逆变器输入的直流电压范围,把一定数量的规格相同的光伏组件串联组成1个光伏组件串列,再将若干个串列接入光伏阵列防雷汇流箱,通过防雷器与断路器保护后输出,方便了后级逆变器的接入。

主要特点:

1)柜体采用热镀锌钢板,柜体结构安全、可靠,具有足够的机械强度,保证元件安装后及操作时无摇晃、不变形;

2) 防护等级IP65,具备防水、防灰、防锈、防盐雾,满足室外安装的要求;

3)可同时接入多至18路电池串列;

4)每路电池串列的正负极都配有光伏专用熔丝进行保护,熔断器底座及熔丝配套使用,减少业主后期维护成本,有效保护维修人员的人身安全,选用的熔断器及熔丝均具备TUV认证;

5)直流输出母线配有光伏专用防雷器。正极对地、负对地、正负极之间具有良好的浪涌保护功能;

6)汇流箱配置模块化智能检测单元,检测每串组件的电流、输出电压、箱体温度、防雷器状态、断路器状态;

7)电流测量采用霍尔传感器穿孔式测量,测量设备与电气设备完全隔离,即使测量单元出现问题也不影响系统的正常发电,有效提高发电效率和设备安全;

8)智能检测单元具备数码显示功能,能在设备本体上显示电流、电压、功率、温度、设备地址、设备编号等信息;检测单元设置设备地址号操作需简洁方便,无需辅助设备可就地更改设备地址;

9)模块化汇流箱智能检测单元整机功耗小于4W,测量精度为0.5%;

10)具备多种方式数据远传,提供RS485接口和无线ZigBee接口,并且通讯接口内置防雷功能,有效保护通信端口;

11)模块化汇流箱智能检测单元采用直流1000V自供电模式,电源具备防反接、过流、过压保护、防腐蚀、防尘等功能;

EAPVCB-10SD的主要技术参数如下:

型号

TSPVCB -10SD

最大光伏阵列电压

1000Vdc

最大光伏阵列并联输入路数

10

每路熔丝额定电流(可更换)

12A/15A/20A

输出端子大小

PG21

防护等级

IP65

环境温度

-25~+60

环境湿度

0~99%

宽x高x深

600x575x270mm

重量

26kg

汇流箱的电气原理框图如下图所示:


4 TSPVCB-10SD光伏阵列汇流箱配置图


2.5并网逆变器的设计








图5 SW-50K光伏并网逆变器

2.5.1 SW-50总体介绍

400V低压并网设计,集成防逆流功能,高度集成、使用简单、降低成本。集成直流配电部分、变压器、防雷于一个逆变器机柜内。体积小,重量轻,工程交付简单,无需应用大型吊装工具

其他优势:

1、最高效率达96.5%,欧洲效率大于96.1%

2、低启动功率,延长发电时间,提高发电收益

3、各模块独立运行,互相同步,集中管理和控制

4、输出谐波小,对电网无污染

5、功率爬升速度可调,对电网无冲击

6、有功功率降额0~105%

7、无功功率可调,功率因数-0.9~0.9

8、主动与被动检测相结合,孤岛保护

9、辅助电源支持多种取电方式

10、主机竞争控制算法,提高系统稳定性

2.5.2 SW50-电路结构

如图7所示为SW50K 并网逆变器的的主电路拓扑结构,光伏组件产生的电能先经过防雷器与直流滤波器。防雷器吸收直流侧浪涌电压,直流滤波器抑制高频信号传导干扰,由电容储能来保持直流电压稳定,三相全桥逆变单元将直流电转换成与电网同频率、同相位的交流电,经过滤波器滤波产生正弦波交流电,再经由交流滤波器抑制高频信号传导干扰,然后根据实际应用选择合适的变压器将电能馈送至电网。

图6 SW50K并网逆变器主电路拓扑结构

2.5.3 SW-50K技术指标






2.6 系统并网设计

简化系统布线、操作简单、维护方便,提高系统可靠性、安全性,选用国际知名厂家的器件。 交流配电柜的性能特点如下: 交流配电柜主要满足交流配电,方便逆变器交流接入的汇流; 交流配电柜输入输出配置交流断路器,方便维护和操作; 交流输出母线配置电度表,实现对并网发电系统的计量; 交流输出母线安装交流防雷器,防止感应雷对设备造成损坏统并网接入

输入输出回路数

根据具体方案定制

监测的数值

输入各支路电流、母线电压、所有开关状态、防雷器状态

绝缘检测功能

具有检测各支路和总输出的绝缘性能(选配)

显示功能

配备多功能数字仪表显示

通信方式

RS485接口、标准MODBUS-RTU(选配)

防反功能

配置模块化防反二极管(选配)

散热方式

内置风扇

散热除湿方式

配置温湿度控制设备(选配)

安装环境

海拔高度≤4000米,室内

安装方式

落地安装

绝缘电阻

1000Ω

箱体材料

冷轧钢板/覆铝锌板

运行温度、湿度

-30℃~+70595%


光伏系统交流侧并网的开关柜及电气接线方式设计如下图所示。

图7 并网配电设计

在靠近电网侧也加装了三相防雷器,进一步保障了用电设备的安全。具体接入方式以供电部门审核为准。

防逆流采用并网柜防逆流柜检测电能流向,当逆流情况出现,监控系统向逆变器发出信号,逐步降低逆变器功率(每步约总功率5%,可沟通出厂设置),不断降低功率直到逆流情况消失。控制原理如下图:

图8

通过实时监测用户入户总线电流信号来调节系统的发电功率,对光伏电源进行必要的控制。一旦发现向电网输入能量,逆变器通过计算控制,降低其输出电流,减小光伏系统发电功率;当出现通讯故障或其它系统故障时,防逆流装置会控制逆变器与电网连接,从而彻底停止向电网供电。系统只需将入户侧接入电流互感器,并将互感器信号接入并网逆变器即可,逆变器可自动进行逆流检测与控制。

具体接入方式以供电部门审核为准。

2.7 系统监控设计

9 系统通讯监控原理框图

如上图所示,对于屋顶光伏系统的通讯及监控设计,将逆变器通讯接口通过RS485通讯总线连接至中控室的监控主机,实现集中监控光伏系统的运行状态。

通过我公司开发的监控软件,可以方便直观地监控当前逆变器的运行数据和工作状态,以及历史数据记录和故障信息。

采用高性能无线传输模块,配置光伏并网系统多机版监控软件,采用GPRS无线通讯方式,连续每天24小时不间断对所有并网逆变器的运行状态和数据进行监测。

(1)光伏并网系统的监测软件可连续记录运行数据和故障数据如下:

① 实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计CO2 总减排量以及每天发电功率曲线图。

② 可查看每台逆变器的运行参数,主要包括:

A、直流电压;

B、直流电流;

C、直流功率;

D、交流电压;

E、交流电流;

F、逆变器机内温度;

G、时钟;

H、频率;

J、当前发电功率;

K、日发电量;

L、累计发电量;

M、累计CO2减排量;

N、每天发电功率曲线图

③ 监控所有逆变器的运行状态,采用声光报警方式提示设备出现故障,可 查看故障原因及故障时间,监控的故障信息至少包括以下内容:

A、电网电压过高;

B、电网电压过低;

C、电网频率过高;

D、电网频率过低;

E、直流电压过高;

F、逆变器过载;

G、逆变器过热;

H、逆变器短路;

I、散热器过热;

J、逆变器孤岛;

K、DSP故障;

L、通讯失败;

(2)监控装置可每隔5分钟存储一次电站所有运行数据,可连续存储5年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。

(3)可提供中文和英文两种语言版本。

(4)可长期24小时不间断运行在中文XP 操作系统。

(5)监控主机同时提供对外的数据接口,即用户可以通过网络方式,异地实时查看整个电源系统的实时运行数据以及历史数据和故障数据。

2.8 系统方案设计图

13 系统原理图

. 系统安装及施工组织

3.1 光伏阵列的布置和安装

根据设计方案,本100KWp光伏系统共需210路汇流箱共计20个串列,每个串列为20块,共需260Wp光伏组件400块。全部采用固定倾角安装,

3.2 系统接线

光伏电池板安装完成后,根据设计方案中的电气设计,逐步安装如下器件。

其中,汇流箱为10路输入,一路输出,输出接入光伏逆变器。防护等级为IP65,可户外安装,但考虑安装方便,装于室内合适地点悬挂安装

光伏并网逆变器SW50K防护等级为IP20,故只能安装在室内,届时通过实地考察可选择在原配电房附近合适的安装空间。

3.3 土建

本工程建筑物屋面均为水泥屋面,光伏组件采用固定式安装方式,保证组件与支架连接牢固可靠,并能很方便地更换太阳能电池组件。光伏系统中单块组件重量19.5Kg/块,水泥基础20Kg/个,每块组件平均一个水泥基础,每块组件下平均光伏支架8Kg,每块组件占地约2平方米,折算该光伏系统约为:

19.5+20+8/2=23.75Kg/平方米,

而建筑物屋顶承重150Kg/平方米,可以承受重量远大于光伏系统每平方米所需承受的重量,本屋顶光伏工程的可安装屋顶面积1100平方米,完全足以满足光伏系统安装需求。建筑结构荷载如下表显示:




3.4 方阵倾斜角及间距分析

为了使方阵最大限度获得太阳能,光伏方阵安装的最佳倾角应满足在中午时的太阳光垂直射入采光面,倾斜角是相对地平面而言的,要求最佳倾斜角时冬天和夏天辐射量差异尽可能小,而全年总辐射量尽可能大,二者应兼顾,根据理论计算兼工程经验电池板安装角度30.67度。 工程用单晶硅太阳电池组件,为了避免阴影对发电所带来的影响,早上9点至下午15点的太阳能辐射量最大,所以阵列间距应该能保持这段时间相互不被阴影遮挡,结合地理位置,电池板前后安装的间距为30cm


屋顶支架设计 一般设计成三角形支架,支架倾斜角度为太阳电池的最佳接受角度(30.67o

3.5 用户侧负载

本光伏电站为用户侧并网,自发自用,余电上网,以0.4KV接入所建设光伏电站建设大楼的教学楼的用户侧低压电网。 安装该系统所需配电房面积约为25平方米,主要采用原有配电室空间安装。

本项目所涉及用户全年电力负荷基本稳定,用户用电量较大,年用电负荷大于年发电量。本项目光伏发电系统所发电量能够被就地消耗,光伏不足供电部分电量由电网获取。

3.6 电气设计

本工程为用户侧并网,自发自用,余电上网。以单个屋顶为一个并网单元,根据该单位所装容量,确定所用并网逆变器容量,就地以0.4KV接入相应单位的用户侧低压电网。逆变器交流侧输出接入并网低压开关柜(或配电箱)。光伏智能汇流箱均采用壁挂式,壁挂于原有建筑物屋顶。

3.7 接入电力系统方案

根据国家电网公司发布的 《光伏电站接入电网技术规定》(Q/GDW617-2011),对光伏电站接入系统一般原则有以下规定,南方电网公司接入方式也同样处理:

①光伏电站分类

根据光伏电站接入电网的电压等级,可分为小型、中型或大型光伏电站。

a)小型光伏电站---通过 380V 电压等级接入电网的光伏电站。

b)中型光伏电站---通过 10kV35kV 电压等级接入电网的光伏电站。

c)大型光伏电站---通过 66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站。

本项目属于a类小型光伏电站,就地以0.4KV接入相应园区的用户侧低压电网,实现并网发电功能。

②接入方式

光伏电站接入公用电网的连接方式为专线接入公用电网、T 接于公用电网以及通过用户内部电网接入公用电网的三种方式。

本项目采取通过用户内部电网接入公用电网,T 接于用户内部网络,实现并网发电功能。

③接入容量

a)小型光伏电站总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内的最大负荷的25%

b T 接于公用电网的中型光伏电站总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大输送容量的30%内。

本项目属于小型光伏电站,光伏装机容量设计不超过上一级变压器供电区域内的最大负荷的25%

3.8 电缆敷设及防火

电缆敷设采用桥架和电缆沟两种方式

配电室至光伏方阵及光伏方阵内电缆主要采用桥架敷设方式

新增交流柜至原有低压母线段采用电缆沟敷设方式。

电力电缆选用交联聚乙烯或聚氯乙烯绝缘电缆;连接微机设备的控制电缆选用聚氯乙烯绝缘屏蔽控制电缆。

电缆设施遵循《电力工程电缆设计规范GB 50217-2007的要求。

电缆防火按照根据《火力发电厂与变电设计防火规范GB 50229-2006的要求设计,在电缆从室外进入室内的入口处、电缆接头处、长度超过100m的电缆沟、电缆通过的孔洞,均应进行防火封堵。

安装方式:

本光伏电站采用固定式安装方式,保证组件与支架连接牢固可靠,并能很方便地更换太阳能电池组件。

相邻组件左右间隙设计:

为保证组件安装方便、安装误差,每排阵列的相邻组件左右间隙为0.5m

3.9 消防

本工程消防总体设计采用综合消防技术措施,根据消防系统的功能要求,从防火、灭火、排烟、救生等方面作完善的设计,力争做到防患于未然,减少火灾发生的可能,一旦发生也能在短时间内予以扑灭,使火灾损失减少到最低程度 ,同时确保火灾时人员的安全疏散.

3.10 施工组织

项目所在地区宜宾五粮液厂区交通条件非常便利,主要安装材料可交通运输过来,施工用电、用水就近引接自用户内已有给水系统。施工区拟布置宜宾五粮液厂区内屋顶,主要包括现场施工和材料堆场。

3.11 工程管理

光伏电站的自动化程度较高,管理机构的设置根据生产经营需要,本着高效、精简的原则,实行现代化的企业管理。在完成光伏电站建设后,项目公司将在建设期的基础上作出一定的调整。

光伏组件设计寿命25年,组件达到使用寿命后由专业公司回收。组件采用夹具固定方式,拆除方便。

3.12 安全与保护

光伏电站在并网点设总开关。

低压交流柜()内低压开关选用热磁型脱扣器,以实现对低压线路的短路、过载保护。

光伏电站具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的能力。

光伏电站配置逆功率保护设备,当检测到逆向电流超过额定输出的5%时,光伏电站在0.5S-2S内停止向电网线路送电。

电网发生扰动后,在电网电压和频率恢复正常之前光伏电站不并网,且在电网电压和频率恢复正常后,经过20S-5min可调的延时后才能重新并网。

系统符合《光伏电站接入电网技术规定》的所有要求与规范,光伏电站的建设与运行不对电网安全造成任何影响。

四、效益分析

位于甘肃某镇,地约92°E~108°E;32°N~42°N,地处甘肃酒泉西南部,南京市太阳能辐射量年均总太阳能辐射量约为6500MJ/m2(水平条件下),全年日照3033小时。

100 kW屋顶光伏发电站所需电池板面积: 1000 kW需要400块电池板,电池板总面积1.6368*400=654.72㎡。

年平均太阳辐射总量: 目前:甘肃酒泉金佛寺镇当地纬度斜面上的太阳总辐射辐照量为4190-5016 MJ(m 2a)

根据理论计算年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率=13.14万度-15.73万度

实际发电量 因实际发电量受到以下因素的影响:

Ø 太阳电池板输出的标称功率与实际输出有偏差;

Ø 光伏组件温度的升高对它的输出功率有一定影响;

Ø 光伏组件表面灰尘的累积会影响太阳电池板的输出功率;

Ø 由于太阳辐射的不均匀性,光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出,因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和;

Ø 其它因素。 所以实际发电效率为71%。

Ø 光伏发电系统实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率 =13.14-15.73*71%=9.3万度-11万度

现从以下几方面对该屋顶光伏系统的效益进行分析。

4.1 经济效益分析

该100KWp屋顶光伏系统具有以下方面经济效益:

本项目进行投资概算成本约为:100000×9=90万元 。光伏发电系统的前25年平均年发电量约为:31.52万度,由于系统主要在白天光照强时发电,同时也是用电高峰期峰值时段工业用电价约1.22元/度。光伏发电上网电价约0.6元/度,加光伏补贴,0.42元/度,电价可按系统电价1元/度初步计算。则系统平均年发电可产生效益31.52万元。

根据中国发改委2013年8约30日发布《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》,根据各地太阳能资源条件和建设成本,分布式光伏发电实行按照发电量补贴,标准为每千瓦时0.42元。

根据通知要求,可确定本屋顶光伏系统可作为分布式光伏发电工程,申请到每千瓦时0.42元的光伏发电补贴,加上自用电成本在0.6元,电费效益估算1元每度合理。

9/瓦进行投资成本估算,该项目100KWp预计总投资约90万元。

结合以上理论计算, 100KWp光伏发电项目收益计算如下 每年可节省的电费为:31.52万度*1元每度=31.52万元

4.2 环境效益分析

由温室气体排放引起的全球气候变暖问题越来越受到全球的高度重视。气候变暖已使全球自然灾害发生的频率和烈度不断增加,像厄尔尼诺和拉尼娜现象就与气候变暖有密切关系。全球气候变暖与化石燃料的大量开发和使用密切相关。在导致气候变化的各种温室气体中,CO2的贡献率占50%以上,而人类活动排放的CO2,有70%来自化石燃料的燃烧,因此实现能源的清洁高效利用,开发优质的替代燃料已成为减少温室气体排放的必然选择。

太阳能光伏发电的能量来源于取之不尽,用之不竭的太阳能,且在太阳能光伏发电的过程中,不会给空气带来污染,不破坏生态,是一种清洁安全的能源,同时又具有在自然界不断生成、并有规律得到补充的特点,所以称得上可再生的清洁能源。

某屋顶100 KWp屋顶光伏发电系统具有很好地节能减排效益。据电力部门统计,每生产1KWh电,大约需要0.35kg左右的煤。每发电1KWh相当于减少大约0.814kg数量的CO2排放量。

则前25年一年下来,该光伏发电系统能发电31.52万度,节约91.95吨标准煤,减少约213.85CO2排放量。按25年计算,合计节约2230吨标准煤,减少约5346CO2排放量。

从上表数字看出,该光伏系统能大大减少CO2排放量,减少环境的污染。

使用矿物能源如石油、煤炭等发电,除了直接经济成本外还会产生二氧化硫、氮氧化物等有害气体和二氧化碳等温室气体,造成空气污染、酸雨灾害和温室效应。对有害气体和发电废料的处理需要投入大量资金,此外,相应引起的农牧业和人民身体健康方面的损害,更需要政府和社会为其提供大量的人力、物力和资金。

该屋顶光伏系统代表着绿色、环保,可以节省政府和社会在节能减排方面的支出。

4.3 社会效益分析

近年来,太阳能光伏建筑集成与并网发电得到快速发展。将建筑物与光伏集成并网发电具有多方面的优点,如:无污染、不需占用昂贵的土地、降低施工成本、不需要能量储存设备、在用电地点发电避免或减少了输配电损失等等,好的集成设计会使建筑物更加洁净、美观,容易被建筑师、用户和公众所接受,所以发展很快。

由于太阳能光伏系统和建筑的完美结合体现了可持续发展的理想范例,国际社会十分重视,许多国家相续制定了本国的屋顶光伏计划。

单位利用可用建筑建设太阳能光伏并网发电系统,是顺应社会发展需要,是进一步提升单位节能环保形象的实际行动。