千瓦级水泥屋顶分布式光伏
目录
一、 广东省东莞市地理位置、环境简介 1
1.1东莞市的地理位置 1
1.2东莞市的气候环境 1
油田载荷传感器
1.3东莞市的自然灾害 1
二、 广东省东莞市光伏建设补贴政策 2
3.1分布式光伏系统方案选择 3
3.2分布式光伏并网发电整体系统组成 3
3.3光伏矩阵设置 3
3.31倾斜角度 3
四、 系统主要设备选型 5
4.1光伏组件 5
4.2并网逆变器简介及本项目选型 6
五、 并网光伏发电效率计算 7
六、 项目初期投资和静态回收期 9
6.1项目初期投资 9
6.2静态回收期 11
1、广东省东莞市地理位置、环境简介
1.1东莞市的地理位置
东莞市位于广东省中南部，珠江口东岸。东江下游的珠江三角洲。地处北纬22°39ˊ—23°09ˊ,东经113°31ˊ—114°15ˊ，太阳高度角较大，太阳总辐射量与日照时数充足，累年平均太阳总辐射量为109158.19卡/平方厘米，累年平均日照总时数为1959.5小时。该地阳光资源充足，按《中华人民共和国气家行业标准一太阳能贷源评估方法》中对太阳能资源丰富程度等级的划分标准，属于我国太阳能资源三类区域,比较适合建设太阳能光伏发电项目。 东莞市地质构造上，位于罗浮山断缘的北东向博罗大断裂南西部、东莞断凹盆地中。地势东南高、西北低。地貌以丘陵台地、冲积平原为主，丘陵台地占44.5％,冲积平原占43.3％，山地占6.2％。陆地和河谷平原海拔在30-80米之间，坡度小，地势起伏和缓。
1.2东莞市的气候环境
东莞市属亚热带季风气候，长夏无冬，日照充足，雨量充沛，温差振幅小，季风明显。东莞市具有丰富的热量资源，终年气温较高，累年年平均气温为22.2℃，具有长夏无冬，冬冷夏热的特点。另外，由于与南海相邻，海洋对温度起着调节的作用，致使全年气候温和，温度变幅小，年较差为14.4℃。日照时数充足，一年中2-3月份日照最少，7月份日照最多。雨量集中在4-9月份，其中4-6月为前汛期，以锋面低槽降水为多。7-9月为后汛期，台风降水活跃。常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。
1.3东莞市的自然灾害
气象灾害：热带气候、强对流、暴雨洪涝、雷击、干旱、冻害、高温、风害。
地质灾害：地震、倒塌、滑坡、泥石流、地面坍塌、水土流失、坑道透水、井下中毒、地面沉降、地面裂缝。
其他灾害：赤潮、海难、环境灾害、病虫害等。
项目所在地在广东东莞，项目为歌乐东方电子有限公司办公楼屋顶共计 960㎡的面积进行千瓦级的太阳能发电工程。
2、广东省东莞市光伏建设补贴政策
东莞市为进一步规范分布式光伏项目建设及管理，促使光伏行业健康良性发展，在2017年制定了《东莞市分布式光伏发电项目建设管理暂行办法》（以下简称《环境管理办法》），鼓励各类电力用户、投资企业、专业化合同能源服务公司、个人等作为项目单位，投资建设和经营分布式光伏发电项目。
《建设管理办法》核心意见包括:一、“先建先配”和“本地主材项目优先”，项目竣工并符合并网验收条件的才给予指标配额，对使用本市企业生产的光伏组件、逆变器的项目优先纳入指标配额；二、规范统一项目建设使用的光伏组件、逆变器等材料及建设标准，要求项目购买商业保险；三、项目建设主体必须在东莞成立独立核算公司，符合相关条件并在我局备案；四、项目申请会议还审定了《东莞市分布式光伏发电项目资金管理办法》(下称《资金管理办法》)，明确了补助范围：2017年1月1日至2018年12月31日期间，取得市发改局备案且经市供电部门并网验收的分布式光伏发电项目，装机容量在120MW以内。
《资金管理办法》明确了补助方式为事后补助，并按照不同类别进行补助。该办法规定，对建设分布式光伏发电项目的各类型建筑和构筑物业主，按装机容量18万元/兆瓦进行装机补助，单个项目补助最高不超过144万元。
对机关事业单位、工厂、交通站场、商业、学校、医院、社区、农业大棚等非自有住宅建设企业分布式光伏发电项目的投资者，按实际发电量补助0. 1元/千瓦时，补助时间自补助申请批准后的次月起，连续5年进行补助。
对利用自有住宅及在自有住宅区域内建设的居民分布式光伏发电项目的投资者，按实际发电量补助0. 3元/千瓦时，补助时间自补助申请批准后的次月起，连续5年进行补助。
为鼓励镇街(园区)推广该项计划，东莞市将对年度新增分布式光伏并网发电容量前三名的镇街(园区)授予“光伏推广先进地区奖”，获奖镇街(园区)备案项目将优先纳入次年光伏资金补助指标管理范围。市级财政专项资金补助须开具增值税发票。
3、分布式光伏发电项目
3.1分布式光伏系统方案选择
光伏发电系统可分为独立式太阳能光伏发电系统和并网式太阳能光伏发电系统。
独立式太阳能发电系统是指太阳能光伏发电用蓄电池进行电量存储，而不与国家电网连接的发电方式。并网式太阳能发电系统是指太阳能光伏发电作为电网的补充输送到到国家电网的发电方式。
根据本项目的建设方向，实施目的在于充分利太阳能资源，并作为现有电网的补充。所以选择并网式太阳能光伏发电系统。
3.2分布式光伏并网发电整体系统组成
分布式光伏发电系统组成包括：光伏组件、逆变器、支架、直流线缆、交流线缆、补贴电表、双向电表等。
3.3光伏矩阵设置
通过以下公式计算确定太阳能电池列阵的安装方式和安装位置，以便合理的利用屋顶空间和保证最大的年度发电量，同时均匀一年内发电量的波动值。
3.31倾斜角度
查询2018.1.16《中国部分省市光伏电站最佳安装倾角及发电量速查表》可知广东省东莞市最佳安装倾角为17°。
也可以按照下式来计算：
式中：
—光伏列阵上的太阳能总辐射量；
S—水平面上太阳直射辐射量；
α—正午太阳高度角；
β—光伏列阵倾角；
D—散射辐射量。
3.32光伏组件阵列间距
在北半球，对应最大日照辐射接收量的平面为朝向正南，与水平面夹角度数与当地纬度相当的倾斜平面，固定安装的光伏组件要据此角度倾斜安装。阵列倾角确定后，要注意南北向前后阵列间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：00到下午3：00，组件之间南北方向无阴影遮挡。固定方阵安装好后倾角不再调整。
计算当光伏组件阵列前后安装时的最小间距D，如下图所示：
图3.1 光伏组件阵列间距
一般确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00光伏组件阵列不应被遮挡。
计算公式如下：
太阳高度角的公式：sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω
太阳方位角的公式：sinβ=cosδsinω/cosα
式中：
φ为当地纬度为22.9°；
δ莫氏变径套为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为-23.5°；
ω为时角，上午9:00的时角为-45°。
D=cosβ×L，L=H/tan，α=arcsin(sinsinδ+coscosδcosω)
即：
本项目光伏组件纵向两块放置，光伏组件尺寸为1950×990×40mm。
Sinα=sin22.9°sin（-23.5°）+cos22.9°cos（-23.5°）cos（-45°）=0.445
Cosα=0.90
Sinβ=cos（-23.5°）sin（-45°）/cosα=-0.72
Cosβ=0.69
H=1.95×sin17°=0.57m
D=0.69×0.57/tan[arcsin(0.40×（-0.40）+0.92气体处理×0.92×0.71)]
=0.3922/0.50=0.7866m
4、系统主要设备选型
4.1光伏组件
光伏组件:简单来说就是将太阳能电池光伏板组合构成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都较小，所以我们把单片组件先串联起来以获得高电压后再并联获得高电流后，通过二极管进行输出。本次采用中南光电公司的CHN72P多晶硅材质电池组件，初步选用组件功率为320W/块,共计370块。
表4.1 多晶组件技术参数表
最大功率（W） | 320W |
最大工作电压（V） | 37.5V |
最大工作电流（A） | 8.53A |
开路电压（V） | 44.6V |
短路电流（A） | 9,03A |
最大系统电压（V） | 1500V DC（IEC） |
功率公差 | 0/+3% |
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4.2并网逆变器简介及本项目选型
并网逆变器:把由太阳能量一次转化为直流的电能后经二次转变为与交流电网同频率.同相位的正弦波交流电井馈入电网实现并网发电功能的仪器。本项目宜选用4台30kW组式光伏逆变器，逆变器具体参数如下：
表4.2 逆变器参数
输入数据（直流） | |
最大推荐光伏输入功率 | 37500W |
最大输入电压 | 高吸程水泵1000V |
启动电压 | 250V |
额定电压 | 580V |
输入电压范围 | 200—1000V |
MMPT满载工作电压范園 | 450—800V |
MPT数量/每路MPPT最大并联组申数量 | 2/4 |
每路MPPT最大输入电流A/B | 34/34A |
每路MPPT最大输入电流A/B | 12A |
输出数据（交流） | |
额定输出功率 | 石墨烯的制备30KW |
最大输出视在功率 | 33KVA |
额定输出电压 | 400V/340V—400V |
额定输出频率 | 50/60Hz |
最大输出电流 | 44A |
功率因数 | 0.8超前— 0.8滞后 |
THDI | ＜3% |
交流链接类型 | 3W+N+PE |
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4.3防雷接地装置
为了保证本项目光伏并网发电系统安全性及可靠性，防止因浪涌、雷击等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生，系统必须设置防雷接地装置。根据整个系统情况合理考虑直流交流的防雷配电和防雷接地具体措施。
广州东莞当地的雷暴时期经计算后本工程属于三类防雷建筑。
（1）光伏组件防雷措施
光伏组件的防雷应充分利用原建筑物的防雷措施，此外还应采取以下措施：考虑到光伏组件为无金属边枢组件。故采用20mx20m或16mx24m的避雷带网格作为防雷保护接闪器，并与金属支架进行可靠连通，并与建筑物防雷引下线连接。屋面光伏发电装置的直流侧的正负极均悬空且不接地。
（2）直流侧和交流侧的防雷措施
防盗螺母直流侧防雷措施:光伏电池阵列之间敷设镀铝锌电缆桥架，并连接到防雷汇流箱，汇流箱内设置高压避雷器,阵列汇流后再接入直流防雷配电柜。设置多级防雷装置从而有效地避免雷
击导致的设备损坏。交流侧防雷措施：逆变器的交流输出经过交流防雷配电柜。可有效避免雷击和电网浪涌所产生的设备损坏。总接地电阻不大于1Ω。
5、并网光伏发电效率计算
并网光伏发电系统的总效率由光伏组件阵列效率、逆变器效率和交流并网三部分组成。
5.1光伏阵列效率
在1000W/㎡太阳辐射强度下，光伏阵列实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换传输过程中的损失有：光伏组件的匹配损失、不可利用的太阳辐射损失、表面尘埃遮挡损失、温度的影响以及直流线路损失等。以上综合考虑，一般取效率为85%。
