【系统设计】株洲市户用光伏并网电站改造项目

株洲市户用 光伏并网电站改造项目 设计方案 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 二零一八·四月 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 2 页，共 22 页 一、 项目概况 1.1 项目概述 本项目实施主体为已并网发电户用太阳能光伏发电站，电站位于湖南省株 洲市，电站安装形式采用搭建钢构件棚架安装。 1.2 项目所在地简介 株洲市位于湖南省东部，湘江下游。东界江西省萍乡市、莲花县、永新县 及井冈山市，南连本省衡阳、郴州两市，西接湘潭市，北与长沙市毗邻，总面 积 11262平方公里， 介于北纬 26° 03’ 05” ～ 28° 01’ 07” ， 东经 112° 57’ 30” ～ 114° 07’ 15”之间。株洲属亚热带季风性湿润气候，四季分明，雨量充沛、光 热充足，风向冬季多西北风，夏季多正南风，无霜期在 286天以上，年平均气温 16° C至 18° C。 1.3 项目简介 本项目地址位于湖南省株洲市，站址区交通条件一般。经现场勘查，电站 类型为户用分布式光伏发电站，并网形式为“自发自用，余电上网”。电站安 装于独栋居民楼 2 楼阳台，通过搭建钢构件棚架进行铺设安装，现场采用 2 台 逆变器进行电流逆变输出。电站所处地段上空为高压输电线路。 二、太阳能资源 2.1 全国太阳能资源概况 地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件 有关。资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。就全球而言，美 国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总 时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。 我国属太阳能资源丰富的国家之一， 全国总面积 2/3 以上地区年日照时数大 于 2000 小时。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 3 页，共 22 页 图 2-1 我国太阳能资源分布 按照日照辐射强度，根据太阳能资源评估方法（ QX/T89-2008），上图中将 我国分为四类地区。 一类地区（最丰富带）全年辐射量在 6300MJ/m2（ 1750kWh/m2）以上。主 要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、 内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。 二 类 地 区 （ 很 丰 富 带 ） 全 年 辐 射 量 在 5040～ 6300MJ/m2（ 1400 ～ 1750kWh/m2）。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉 林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部 和安徽北部等地。 三 类 地 区 （ 较 丰 富 带 ） 全 年 辐 射 量 在 3780 ～ 5040MJ/m2 （ 1050～ 1400kWh/m2）。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多 阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。 四类地区（一般带）全年辐射量在 3780MJ/m2（ 1050kWh/m2）以下。主要 包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。 一、二、三类地区，年日照时数不小于 2000h，是我国太阳能资源丰富或较 丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的 2／ 3 以上，具有利用太阳能的良好 资源条件。四类地区仍然具有一定的利用价值。 湖南省全年日照时数（绝对日照）平均为 2000－ 2600h，大于等于 0℃的日 照时数平均为 1800－ 2240h；日照百分率（相对日照）介于 48－ 59％之间。全 省各地日照时数以夏季最多， 冬季最少， 各占全年的 29.0－ 32.8％、 20.1－ 21.3％。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 4 页，共 22 页 2.2 项目所在地自然环境概况 湖南属亚热带季风性湿润气候，气候温和，日照充足，四季分明，雨水丰 沛，年平均降水量 966 毫米，全年无霜期 260 天。年均日照 2163.6 小时，年平 均气温 14.4℃， 雨热同季， 冬冷夏热， 四季分明的特征。 多年极端最高气温 38.2℃， 多年极端最低气温 -17℃。具有利用光伏发电，实施光伏发电工程的有利条件。 表 2.2 湖南地区 1982-2011年日照小时数表 年份 日照小时数（ h） 年份 日照小时数（ h） 年份 日照小时数（ h） 1982 2188.0 1992 2313.7 2002 2172.0 1983 2496.0 1993 2086.1 2003 1976.8 1984 2183.5 1994 2289.8 2004 2339.0 1985 2083.7 1995 2501.6 2005 2233.6 1986 2302.6 1996 2167.2 2006 2157.7 1987 2252.6 1997 2393.1 2007 2060.8 1988 2108.8 1998 2096.6 2008 1889.8 1989 1873.2 1999 2118.5 2009 1899.2 1990 2094.5 2000 2220.8 2010 2131.3 1991 2019.8 2001 2222.3 2011 2038.8 30 年平均日照小时数（ h） 2163.6 湖南省气象局根据多年监测，形成上表，详细描述了自 1982 到 2011 年， 30 年间逐年日照小时数值。其中 1989 年日照小时数最低仅 1873.2 小时， 1995 年日照小时数最高，达 2501.6 小时，最高年和最低年相差 628.4 小时， 30 年平 均日照小时数为 2163.6 小时。 湖南省多年日照小时数接近 2200 小时， 属于我国 太阳能资源较丰富带，适合发展太阳能光伏发电项目。 2.3 太阳能资源评价 湖南的太阳能资源丰富， 多年平均水平总辐射量为 4654.47MJ/m2,利用前景 广阔。 根据《太阳能资源评估方法》（ QX/T89-2008）属我国第三类太阳能资源丰 富区域。望城区地区地势平坦，交通运输等条件较好，并网接入条件优越，适 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 5 页，共 22 页 合建设太阳能光伏并网电站。 三、工程建设的必要性 3.1 项目背景 3.1.1 发展规划 国家相关规划鼓励光伏发电： （ 1）《国民经济和社会发展“十二五”规划》 《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》将“非化石能源占一次能 源消费比重达到 11.4%、 单位国内生产总值能源消耗降低 16%、 单位国内生产总 值二氧化碳排放降低 17%”列入“十二五”时期的约束性指标；在“推动能源 生产和利用方式变革”方面提出：“坚持节约优先、立足国内、多元发展、保 护环境，加强国际互利合作，调整优化能源结构，构建安全、稳定、经济、清 洁的现代能源产业体系；推进能源多元清洁发展，积极发展太阳能、生物质能、 地热能等其他新能源”；在“积极应对全球气候变化”方面提出“综合运用调 整产业结构和能源结构、节约能源和提高能效、增加森林碳汇等多种手段，大 幅度降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度，有效控制温室气体排放”。 本项目利用多晶硅光伏组件进行并网发电，有助于减少化石能源的使用以 及温室气体的排放，降低化石能源占一次能源消费比重和单位国内生产总值二 氧化碳排放，可以为周边地区利用太阳能起到积极的示范作用，项目的建设符 合《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》的相关要求。 （ 2）《可再生能源中长期发展规划》 为加快可再生能源发展，促进节能减排，积极应对气候变化，更好地满足 经济和社会可持续发展的需要，我国制定了《可再生能源中长期发展规划》， 提出了到 2020 年期间我国可再生能源发展的指导思想、主要任务、发展目标、 重点领域和保障措施，以指导我国可再生能源发展和项目建设。对于太阳能这 种重要的可再生能源，该规划明确指出：“扩大城市可再生能源的利用量，并 为太阳能光伏发电提供必要的市场规模；为促进我国太阳能发电技术的发展， 做好太阳能技术的战略储备，建设若干个太阳能光伏发电示范电站和太阳能热 发电示范电站；到 2020 年，太阳能发电总容量达到 180 万 kW”。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 6 页，共 22 页 本项目利用多晶硅光伏组件建设太阳能光伏电站，进行并网发电，可以为 周边地区利用太阳能起到积极的示范作用，项目的建设符合《可再生能源中长 期发展规划》的相关要求。 （ 3）《国家中长期科学和技术发展规划纲要》 2006 年 2 月，国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要 （ 2006-2020年） 》 ， 为我国经济发展、 科技进步做出了全面规划和部署。 该 《纲 要》在“重点领域及其优先主题” 的“能源”发展思路中提到：推进能源结构 多元化，增加能源供应。风能、太阳能、生物质能等可再生能源技术取得突破 并实现规模化应用； 优先发展主题包括： “可再生能源低成本规模化开发利用” ， “高性价比太阳光伏电池及利用技术”。 本项目在水产养殖场水塘上建设光伏发电工程，可以为推进能源结构多元 化，增加能源供应，并为实现太阳能的规模化应用提供探索和示范，项目的建 设符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（ 2006-2020年）》有关要求。 3.1.2 产业政策 （ 1）《产业结构调整指导目录（ 2005 年本）》 国家发改委发布的《产业结构调整指导目录（ 2005 年本）》中鼓励类包括： 第四类电力“ 5.风力发电及太阳能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源开 发利用”。 本项目采用光伏组件建设太阳能光伏发电站，利用长沙市较好的日照条件， 开发利用太阳能，属于《产业结构调整指导目录（ 2005 年本）》的鼓励类项目。 （ 2）《可再生能源产业发展指导目录》 为了促进我国可再生能源产业的发展，根据《中华人民共和国可再生能源 法》的要求，国家发改委编制了《可再生能源产业发展指导目录》，用以指导 相关部门制定支持政策和措施，引导相关研究机构和企业的技术研发、项目示 范和投资建设方向。该《目录》涵盖风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋 能和水能等六个领域的 88 项可再生能源开发利用和系统设备 /装备制造项目。 其 中 “太阳能”一项中，明确提出要发展“并网型太阳能光伏发电”，主要内容 是“用于为电网供电，包括建筑集成太阳能光伏发电”。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 7 页，共 22 页 本项目利用水产养殖场水塘上建设光伏发电项目，符合《可再生能源产业 发展指导目录》的要求。 （ 3）《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》 为贯彻十六届五中全会和全国科学技术大会精神，落实《国民经济和社会 发展第十一个五年规划纲要》、《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，国 家发改委、科技部和商务部组织专家在充分分析国内外科技发展趋势的基础上， 对当前优先发展的高技术产业化重点领域进行了认真研究，联合发布了《当前 优先发展的高技术产业化重点领域指南（ 2007 年度）》，确定了当前应优先发 展的信息、生物、航空航天、新材料、先进能源等十大产业中的 130 项高技术 产业化重点领域。 其中，在“能源领域”中的“太阳能”领域（第 71 条），优先发展的内容 中，包括：“兆瓦级光伏太阳能并网发电系统”。 本项目符合当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（ 2007 年度）》有 关要求。 3.2 项目建设的必要性 （一）项目建设是建设资源节约型社会的必然要求 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》 提出了 “非 化石能源占一次能源消费比重达到 11.4%、单位国内生产总值能源消耗降低 16%、 单位国内生产总值二氧化碳排放降低 17%“的约束性指标。 这是贯彻落实 科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友 好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提 高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。 随着经济发展步伐的加快，长沙市用电负荷增加很快，电力供应紧张，供 需矛盾突出，煤炭、石油、水力资源等能源相对匮乏，本项目能够很好的利用 太阳能资源及土地资源。该项目建成后，通过与当地电网联网运行，可作为地 方电网电力来源的部分补充，为地区经济可持续发展做出一定贡献。 （二）项目建设是促进我国光伏产业健康发展的现实需要 近年来，我国光伏产业呈现快速增长态势，目前已经成为世界第一大光伏 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 8 页，共 22 页 组件生产国，有一批具有国际竞争力和国际知名度的光伏生产企业，已形成具 有规模化、国际化、专业化的产业链条。但目前国内市场需求不足，过度依赖 国际市场，加大了市场风险，在一定程度上影响了产业发展。 推动光伏建筑应用，拓展国内应用市场，将创造稳定的市场需求，促进我 国光伏产业健康发展。 （三）是满足未来国内电力需求，应对能源危机的新探索 美国能源情报署近日公布的资料显示，世界的能源需求在今后 20 年间将增 长 44%。从短期来看，经济低迷对全球消费者和生产厂商所带来的需求减少一 时难以改观， 但是从目前到 2030 年为止的中长期来看， 2010 年后世界经济将复 苏，大多数国家的能源需求将呈增长趋势。专家称，到 2030 年，世界能源需求 增加的 75%在发展中国家，特别是巴西、中国和俄罗斯。 随着社会经济工业化的快速发展，常规化石能源消耗日渐加剧，峰值将在 2020－ 2030 年出现。我国目前的能源结构以电力为中心，煤炭是基础，石油、 天然气为重点，核能为辅助。其中电力 70%左右是以煤炭为原料的火力发电。 随着化石能源的逐渐衰竭，开发可再生能源的重要性逐步显现。本项目建设光 伏发电工程，是满足未来国内电力需求，应对能源危机途径的新探索。 3.3 株洲市有开发光伏发电的天然优势 按接收太阳能辐射量的大小，一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。 我国是太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积 2/3 以上地区年日照时数大于 2000 小时。望城区年平均日照辐射量为 4654MJ/m2，属于太阳能资源第三类地 区，具有建设光伏发电项目较好的光照条件。 四 、项目改造的必要性 4.1 项目改造背景 2017 年末，因全省大范围严重冰灾，位于业主家中电站上空的高压输电线 路被冰雪覆盖包裹。 2018 年初，冰雪过后，气温升高，线路包裹着的坚冰开始 融化，电站上空高压线上尚未融化完全的融冰逐渐从高压输电线路脱落，其中 部分从高空坠落砸到业主安装好的光伏电站上，对光伏组件造成不同程度的损 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 9 页，共 22 页 坏，导致电站发电量大量衰减。经业主及电力部门要求，需将该受损电站进行 改造修复。 五、设计依据 1. 《中华人民共和国可再生能源法》 2. 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001 3. IEC 62093《光伏系统中的系统平衡部件 -设计鉴定》 4. IEC 60904-1《光伏器件第一部分 :光伏电流 -电压特性的测量》 5. IEC 60904-2《光伏器件第二部分 :标准太阳电池的要求》 6. DB37/T 729-2007《光伏电站技术条件》 7. SJ/T 11127-1997《光伏（ PV）发电系统过电保护－导则》 8. CECS84-96《太阳光伏电源系统安装工程设计规范》 9. CECS 85-96《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》 10. GB2297-89《太阳光伏能源系统术语》 11. GB4064-1984《电气设备安全设计导则》 12. GB 3859.2-1993《半导体逆变器 应用导则》 13. GB/T 14007-92《陆地用太阳电池组件总规范》 14. GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》 15. GB/T 15543-1995《电能质量 三相电压允许不平衡度》 以上未列规范按国家现行的其它有关法令、法规、政策及有关设计规程、 规范、规定等。以上规范均按现行版本执行。 六、设计说明 本改造项目采用两套设计方案。（方案预算清单见文末附件） 方案一：对电站所有光伏组件进行返厂检测，由光伏组件专用检测仪器进 行检测，对明确已损坏的光伏组件进行更换。 方案二：因考虑检测费用及运输和人工成本，直接对所有光伏组件进行更 换。 改造后的系统暂未考虑设置储能装置，太阳电池组件将日光转换成直流电， 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 10 页，共 22 页 通过逆变器变换成交流电，供本场低压配电网，当电网发生故障或本场由于检 修临时停电时，光伏电站也会自动停机不发电；当电网恢复后，光伏电站会检 测到电网的恢复，而自动恢复并网发电。 七、设计原则 保留原有钢结构支架，对光伏组件及逆变器进行更换。 八、工程初步设计方案 8.1 系统构成 图 8-1：并网系统示意图 光伏并网发电系统由太阳电池组件、方阵防雷接线箱、直流配电柜、光伏 并网逆变器、配电保护系统、电力变压器和系统的通讯监控装置组成。 多晶硅太阳能电池组件：建议采用 270Wp 多晶硅组件； 光伏并网逆变器：设计采用带工频隔离变压器的 10Kw 光伏并网逆变器； 8.2 光伏组件选型 8.2.1 光伏组件概述 光伏系统中最重要的是电池，是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在 一起构成光伏组件。光伏电池主要有：晶体硅电池（包括单晶硅 Mono-Si 、多晶 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 11 页，共 22 页 硅 Multi-Si 、带状硅 Ribbon/Sheet-Si）、非晶硅电池（ a-Si）、非硅光伏电池（包 括硒化铜铟 CIS、碲化镉 CdTe）。目前市场生产和使用的光伏电池大多数是用 晶体硅材料制作的， 2007 年占 88％左右；薄膜电池中非晶硅薄膜电池占据薄膜 电池大多数的市场。从产业角度来划分，可以把光伏电池划分为硅基电池和非 硅电池，硅基电池以较佳的性价比和成熟的技术，占据了绝大多数的市场份额。 未来随着光伏电池技术的发展，染料敏化光伏电池、聚合物光伏电池等有望取 代硅基电池的优势地位。 （ 1）晶体硅光伏电池 晶体硅仍是当前光伏电池的主流。 单晶硅电池是最早出现，工艺最为成熟的光伏电池，也是大规模生产的硅 基光伏组件中，效率最高。单晶硅电池是将硅单晶进行切割、打磨制成单晶硅 片，在单晶硅片上经过印刷电极、封装等流程制成的，现代半导体产业中成熟 的拉制单晶、切割打磨，以及印刷刻版、封装等技术都可以在单晶硅电池生产 中直接应用。 大规模生产的单晶硅电池效率可以达到 13-20%。 由于采用了切割、 打磨等工艺，会造成大量硅原料的损失；受硅单晶棒形状的限制，单晶硅电池 必须做成圆形，对光伏组件的布置也有一定的影响。 多晶硅电池的生产主要有两种方法，一种是通过浇铸、定向凝固的方法， 制成多晶硅的晶锭，再经过切割、打磨等工艺制成多晶硅片，进一步印刷电极、 封装，制成电池。浇铸方法制造多晶硅片不需要经过单晶拉制工艺，消耗能源 较单晶硅电池少，并且形状不受限制，可以做成方便光伏组件布置的方形；除 不需要单晶拉制工艺外，制造单晶硅电池的成熟工艺都可以在多晶硅电池的制 造中得到应用。另一种方法是在单晶硅衬底上采用化学气相沉积（ CVD ）等工 艺形成无序分布的非晶态硅膜，然后通过退火形成较大晶粒，以提高发电效率。 多晶硅电池的效率能够达到 10-18%，略低于单晶硅电池的水平。和单晶硅电池 相比，多晶硅电池虽然效率有所降低，但是节约能源，节省硅原料，达到工艺 成本和效率的平衡。晶体硅电池片如图 7.2.1-1， 7.2.1-2 所示： 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 12 页，共 22 页 图 8.2.1-1 单晶硅硅片 图 8.2.1-2 多晶硅硅片 由电池片组成的光伏组件的外形结构如图 7.2.1-3 所示。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 13 页，共 22 页 图 8.2.1-3 多晶硅、单晶硅光伏组件外形 （左为多晶硅组件，右为单晶硅组件） （ 2）非晶硅电池和薄膜光伏电池 非晶硅电池是在不同衬底上附着非晶态硅晶粒制成的，工艺简单，硅原料 消耗少，衬底廉价，并且可以方便的制成薄膜，并且具有弱光性好，受高温影 响小的特性。自上个世纪 70 年代发明以来，非晶硅光伏组件，特别是非晶硅薄 膜电池经历了一个发展的高潮。 80 年代，非晶硅薄膜电池的市场占有率一度高 达 20%，但受限于较低的效率，非晶硅薄膜电池的市场份额逐步被晶体硅电池 取代，目前约为 12%。 非硅薄膜光伏组件是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感 光材料制成，比用料较多的晶体硅技术造价更低，其价格优势可抵消低效率的 问题。 目前正在研发中和已有产品出售的薄膜光伏组件主要有以下几种 : （ 1）非晶硅薄膜电池：是薄膜光伏组件中最成熟的产品之一。 （ 2）多晶硅硅薄膜电池：其转换效率高于非晶硅薄膜光伏组件，又无效率 衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，但由于控制薄膜中硅晶粒大小 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 14 页，共 22 页 的技术没有解决，尚未能制成有实用价值的光伏组件。 （ 3）有机染料敏化电池：它是一种光电化学电池。 （ 4）铜铟硒（ CIS）和锑化镉（ CdTe）：两种化合物多晶薄膜光伏组件， 中试转换效率已经超过 10％。但是，由于元素镉的有毒性及其对环境的污染， 这种光伏组件技术均不具备长远的产业化生命力。 据美国 Miasole 公司称， 他们 研制的铜铟硒（及其合金）电池样品转换效率可达 19.5％，试销产品的转换效 率可达 9％。但由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展必然受 到限制。 （ 5）砷化镓 III-V 化合物薄膜电池：在 250℃的条件下， 光电转换性能仍很 良好，其最高光电转换效率约 30％，且能耐高温，特别适合做高温聚光光伏组 件。但生产成本高，产量受限，目前主要作空间电源用。 在光伏利用中，相对于其它薄膜电池，由于硅材料储量丰富，且无毒、无 污染，具有主导地位。目前，在硅基薄膜光伏组件家族中，非晶硅薄膜电池占 有主要地位。但非晶硅光伏组件存在光致衰减效应的缺点，并且转化效率远低 于晶体硅光伏组件。 目前又出现了各种叠层光伏组件， 转换效率达 14.6%， 接近 多晶硅光伏组件。 近年来，另一种新型硅基薄膜材料——纳米硅薄膜由于其优良的性能引起 了人们广泛的关注。理论上其最大转换率为 44%，如能产业化，则高于单晶硅 电池。 8.2.2 光伏组件选型 目前市场上成熟的光伏组件产品主要是单晶硅、多晶硅和非晶硅三种类型。 单晶硅电池由于制造过程中能耗较高，在市场中所占比例逐渐下降；多晶硅电 池比非晶硅转换效率高且性能稳定，但是价格稍贵。本工程选用性价比较高的 多晶硅光伏组件， 这也与国外的光伏电池使用情况的发展趋势相符合。 根据 《日 本光伏发电系统 2004 年度报告》中光伏组件的种类使用情况来看， 2003 年与 2002年相比， 单晶硅的输出容量从 30.5%减到 17.8%； 多晶硅的输出容量从 68.4% 增加到 80.9%； 非晶硅的比例没变化； 总的趋势是从高价的变换效率高的单晶硅 向低价的变换效率低的多晶硅方向变化。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 15 页，共 22 页 2006 年单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜这三种电池所占的份额分别为： 43.40%、 46.50%和 10.10%。 在这三种电池中，单晶硅的生产工艺最为成熟，在早期一直占据最大的市 场份额。但由于其生产过程耗能较为严重，产能被逐渐削减。到 2006年时，多 晶硅已经超过单晶硅占据最大的市场份额。 表 8.2.2-1 对单晶硅、多晶硅和非晶硅这三种电池类型就转换效率、制造能 耗、成本等方面进行了比较。 表 8.2.2-1 单晶硅、多晶硅和非晶硅的比较 电池原料 转换效率 制造能耗 成本 资源 可靠性 公害 技术壁垒 单晶硅 13-20% 高 高 中 高 小 中 多晶硅 10-18% 中 中 中 高 小 高 非晶硅 8-12% 低 低 丰富 中低 小 高 通过上表比较可以看出，多晶硅和单晶硅效率相近，多晶硅成本却较低， 相对价格较便宜。多晶硅太阳光伏组件的功率规格较多，从 5Wp 到 300Wp 国 内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛，因此本工程选用多晶硅光伏组 件。 另外，通过市场调查，国内主流厂商生产的多晶硅太阳能组件应用于并网 光伏发电系统的，其规格大多数均在 240Wp 到 300Wp 之间，在这个区间范围 内， 市场占有率比较高的几家厂商所生产的多晶硅太阳能组件规格尤以 260Wp 到 280Wp 之间居多。 综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及项目建设工期、厂家 供货能力等多种因素。本工程推荐选用多晶硅太阳能组件规格为 270Wp 。 270Wp 型多晶硅光伏组件各项性能指标如下： 表 8.2.2-3 多晶硅光伏组件性能指标表 型 号 标准功率 pm 开路电压 voc 最佳工作电压 vm 短路电流 Isc ZKX-270-24 270W 44.6V 45.0V 5.50A 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 16 页，共 22 页 规 格 重 量 组件尺寸 最佳工作电 im 安装孔数 多晶 16.3Kg 1640× 992× 40 5.0A 10-φ 9 腰圆孔 注：标准测试条件（ STC）下 — AM1.5 、 1000W/m2 的辐照度、 25℃的电池 温度。 ② I-V 曲线图 如图 8.2.2 I-V 曲线图所示。 图 8.2.2 I-V 曲线图 8.3 逆变器选型 并网型逆变器选型时除应考虑具有过 /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外，同时应考虑其电压（电流）总谐波畸变 率满足国际规定要求，减少对电网的干扰。本项目逆变器应具有有功功率、无 功功率调节控制功能。整个光伏系统采用若干组逆变器，每个逆变器具有自动 最大功率跟踪功能，并能够随着太阳能组件接受的功率，以最经济的方式自动 识别并投入运行。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 17 页，共 22 页 九、光伏方阵电气设计 太阳能光伏系统依其组件性质单独电气设计，多晶硅太阳能发电系统。系 统经由系统内并网逆变器将太阳能直流电转换为交流电，并入建筑物内低压电 网 ,供建筑负载使用，避免电流送入外部高压电网。 9.1 系统直流侧最高工作电压 在光伏并网发电系统中，系统直流侧的最高工作电压主要取决于逆变器直 流侧最高电压，以及在直流回路中直流断路器额定工作电压。但设备的工作电 压与设备所处的工作环境和海拔高度有关， 室外温湿度， 根据 GB311.1《高压输 变电设备的绝缘配合》 、 GB/T16935《低压系统内设备的绝缘配合》 及直流开关、 并网逆变器的资料，电站现场设备的绝缘水平应与正常使用条件基本相当。直 流输入范围一般在 200V～ 700V 之间，最大输入电压为 800V。 9.2 系统配电 9.2.1 逆变器 逆变器具有以下性能特点： a） 逆 变器配有交流互感器，可以实时保护交流侧电流的输出安全； b）配有光伏专用防雷器，正负极都具备防雷功能； c）配有标准 GPRS通讯口，可以与电站计算机监控系统通讯。 9.2.2 交流配电柜 交流配电柜具有以下性能特点： a）配有光伏专用防雷器，正负极都具备防雷功能； b）每个回路配有电流保护装置，可以实时保护每个输入输出回路的直流电 流、电压、发电功率、电能； 9.3 电站防雷和接地设计 为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因 素导致系统器件的损坏等情况发生，系统的防雷接地装置必不可少。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 18 页，共 22 页 （ 1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基 础建设的同时，选择主楼附近土层较厚、潮湿的地点，挖 1～ 2 米深地线坑， 采用 40 扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用 35mm2 铜芯电缆， 接地电 阻应小于 4 欧姆。 （ 2）防雷措施：电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接 入光伏阵列防雷配电箱，配电箱内含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流后再 接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。 十、辅助技术方案 组件清洗方案 光伏组件很容易积尘，影响发电效率。必须对光伏组件进行清洗，保证光 伏组件的发电效率。光伏阵列的光伏组件表面的清洗可分为定期清洗和不定期 清洗。 定期清洗一般每两个月进行一次，制定清洗路线。清洗时间安排在日出前 或日落后。 不定期清洗分为恶劣气候后的清洗和季节性清洗。 恶劣气候分为大风、沙尘或雨雪后的清洗。每次大风或沙尘天气后应及时 清洗。雨雪后应及时巡查，对落在光伏组件上的泥点和积雪应予以清洗。 季节性清洗主要指春秋季位于候鸟迁徙线路下的发电区域，对候鸟粪便的 清洗。在此季节应每天巡视，发现光伏组件被污染的应及时清洗。 日常维护主要是每日巡视检查光伏组件的清洁程度。不符合要求的应及时 清洗，确保光伏组件的清洁。 十一、结论 本工程采用绿色能源——太阳能，在设计中采用先进可行的节电、节水及 节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻了节能、环保的指 导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的 要求，减少了线路投资，节约了土地资源。本工程各项设计指针达到国内先进 水平，为光伏电站长期经济高效运行奠定了基础，符合国家的产业政策，符合 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 19 页，共 22 页 可持续发展战略，节能、节水、环保。 太阳能是一种清洁的可再生能源，太阳能光伏发电不会产生大气“三废” 问题。通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指标满足国家有关规定的要求。 本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 20 页，共 22 页 附件一： D.3 单位工程费用计算表 ( 方案一 ) ( 一般计税法 ) 工程名称 : 株洲市户用光伏并网电站改造项目 第 1 页 共 1 页 序号 汇 总 内 容 计费基础 费率 (%) 金额 ( 元 ) 备注 1 直接费用 1.1+1.2+1.3+1.4 12214.22 1.1 人工费 人工费 1327.13 1.1.1 取费人工费 取费人工费 796.28 1.2 材料费 材料费 10330.23 1.3 机械费 机械费 556.86 1.3.1 取费机械费 取费机械费 562.45 1.4 其它费 其它费 21721.97 检测运输费 2 费用和利润 2.1+2.2+2.3+2.4 1219.27 2.1 管理费 1.1.1+1.3.1 230.76 2.2 利润 1.1.1+1.3.1 251.54 2.3 总价措施项目费 总价措施项目费 129.88 2.3.1 安全文明施工措 施费 1.1.1+1.3.1 109.57 2.4 规费 2.4.1+2.4.2+2.4.3+2.4.4+2.4.5 607.08 2.4.1 工程排污费 1+2.1+2.2+2.3 0.4 51.31 2.4.2 职工教育和工会 经费 1.1 3.5 46.45 2.4.3 住房公积金 1.1 6 79.63 2.4.4 安全生产责任险 1+2.1+2.2+2.3 0.2 25.65 2.4.5 社会保险费 1+2.1+2.2+2.3 404.04 3 建安费用 1+2 50664.32 4 销项税额 3×税率 11 1477.68 5 附加税费 (3+4) ×费率 0.36 53.68 6 其他项目费合计 ∑其他项目费 7 建安工程造价 3+4+5+6 52195.68 合计 52195.68 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 21 页，共 22 页 附件二： D.3 单位工程费用计算表 ( 方案二 ) ( 一般计税法 ) 工程名称 : 株洲市户用光伏并网电站改造项目 第 1 页 共 1 页 序号 汇 总 内 容 计费基础 费率 (%) 金额 ( 元 ) 备注 1 直接费用 1.1+1.2+1.3+1.4 39696.20 1.1 人工费 人工费 4313.16 1.1.1 取费人工费 取费人工费 2587.89 1.2 材料费 材料费 33573.25 1.3 机械费 机械费 1809.80 1.3.1 取费机械费 取费机械费 1827.97 1.4 其它费 其它费 2 费用和利润 2.1+2.2+2.3+2.4 3962.62 2.1 管理费 1.1.1+1.3.1 749.97 2.2 利润 1.1.1+1.3.1 817.52 2.3 总价措施项目费 总价措施项目费 422.12 2.3.1 安全文明施工措 施费 1.1.1+1.3.1 356.09 2.4 规费 2.4.1+2.4.2+2.4.3+2.4.4+2.4.5 1973.02 2.4.1 工程排污费 1+2.1+2.2+2.3 0.4 166.75 2.4.2 职工教育和工会 经费 1.1 3.5 150.96 2.4.3 住房公积金 1.1 6 258.79 2.4.4 安全生产责任险 1+2.1+2.2+2.3 0.2 83.37 2.4.5 社会保险费 1+2.1+2.2+2.3 1313.14 3 建安费用 1+2 43658.82 4 销项税额 3×税率 11 4802.47 5 附加税费 (3+4) ×费率 0.36 174.46 6 其他项目费合计 ∑其他项目费 7 建安工程造价 3+4+5+6 48635.75 合计 48635.75 湖南亮宇新能源科技有限公司 Hunan Liang Yu Amperex Technology Limited 第 22 页，共 22 页