个单支架上安装36 块晶体硅太阳电池组件,构成2 个组串。每一个支架阵面平面尺寸为(18.706mx3.962m)。 5.4.2.4 方阵布臵说明
本项目每一个1MWP光伏发电单元组成一个1MWP光伏发电单元系统,在1MWP 光伏发电单元方阵中间设臵1 台箱式变电站,同时考虑预留一定的检修通道。
为了减少至逆变器直流电缆数量,尽量少占土地及布臵的规整性,即每1MWP 方阵布臵102 个支架, 共有204 个组件串。 5.4.3 光伏电站发电量估算
太阳能光伏电站发电量计算方法:
根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电场多年平均年辐射总量,结合初步选择的太阳能电池的类型和布臵方案,进行光伏电场年发电量估算。
从气象站得到的资料,一般为水平上的太阳辐量,换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统发电量的计算。对于以某一倾角固定式安装的光伏阵列,所接受到的太阳辐射能与倾斜的角度有关,其中较为简便的计算日辐射量的公式如下: Rβ = S×[sin(α-β)/sinα] + D
图5-8倾斜方阵面上的太阳总辐射量计算图
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式中: Rβ—倾斜方阵面上的太阳总辐射量; D—散射辐射量,假定 D 与斜面倾角无关; S—水平面上的太阳直接辐射量; β—方阵倾角;α— 午时分的太阳高度角。
根据光伏电场场址周围的地形图,经对光伏电场周围环境、地面建筑物情况进行考察,建立的本工程太阳能光伏发电场上网电量的计算模型。
单位面积电池板的年发电量g 简化计算如下:
其中: E q 为多年平均年辐射总量, η1 为光伏电池的光电转换效率。
代入上计算公式,得出单位面积光伏组件年发电量。
理论发电量是在理想情况下得出太阳能电池组件输出的直流发电量计算。
并网光伏系统的效率是指:系统实际输送上网的交流发电量与组件标称容量在没任何能量损失的情况下理论上的能量之比。标称容量1kWp 的组件,在接受到1kW/m2 太阳辐射能时理论发电量应为1kWh。
并网光伏发电系统的总效率主要由光伏阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率等三部分组成。
1)系统损耗和效率分析
① 光伏组件效率η1: 光伏阵列在1000W/㎡太阳辐射强度下,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与传输过程中的损失包括:组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响、最大功率点跟踪(MPPT)精度、以及直流线路损失等。根据
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经验数据:组件功率匹配损失小于5%;灰尘影响组件功率损失小于5%;直流线路损失小于2%;
② 逆变器的转换效率η2 : 逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。
③ 交流并网效率η3: 即从逆变器输出至接入电网的传输效率,其中最主要的是升压变压器的损耗。
2)太阳能辐射数据分析及发电量模拟
系统的总效率等于上述各部分效率的乘积: η=η1×η2 ×η3
经过以上数据分析得到光伏并网发电系统发电量计算公式如下: 预测发电量= Sarea×Rβ×ηmodule×ηsystem; 式中:
Sarea——方阵总面积;
Rβ——Rβ—倾斜方阵面上的太阳总辐射量; ηsystem——并网光伏系统发电效率; ηmodule——太阳能组件转化效率;
在光伏理论年发电量的基础上,实际上网电量还会受安装倾角、方位角等综合因素影响。这里不一一列举,根据以往工程经验,本项目对应的光伏发电总效率约为75%。
根据太阳辐射量、温度等气象资料以及地理位臵信息等资料, 专用的光伏发电系统设计软件可以进行仿真计算,求出系统的年总发电量。这里仅根据有关气象资料预测并网光伏发电系统的年总发电量,实际发电量会有一定偏差这是正常现象。
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5.4.4 系统发电量测算
本项目光伏电站场址太阳能发电量分析采用了盐城市气象局提供资料:该地区年平均日照2399.7 小时,近十年年均总辐射量为5101.56MJ/m2。
由计算模型可知,在光伏发电系统中,光伏组件的放臵方式和放臵角度对组件接受到的太阳辐射有很大的影响。
与光伏组件放臵相关的有下列两个角度参量:太阳电池组件倾角和太阳能电池组件方位角。
太阳能电池组件的倾角是电池组件与水平地面的夹角。
太阳电池组件的方位角是组件方阵的垂直面与正南方的夹角。向东设为负,向西为正。
一般在北半球,太阳能电池组件朝向正南方布臵,即组件方位角为0 度时,发电量最大。本工程设计原则上保证太阳能电池组件朝正南方向布臵。故所需计算的为太阳电池组件的最佳倾角。到达在面的太阳能辐射量,太阳能方阵的倾角直接影响光伏发电系统的发电量。
对于并网型光伏发电系统只需合理选择太阳能电池组件的位臵和倾角,以获得最大的太阳能辐射量使得全年发电量最大化即可。 5.4.5 系统发电量测算
依据气象数据和软件计算得知当太阳电池组件的倾角为27 度时,电池组件年接受太阳能辐射量最大,为每年5585.76MJ/M2。根据太阳辐射量,系统总功率等数据估算20MWP 并网光伏发电系统的年总发电量。
计算软件采用联合国环境规划署和加拿大自然资源部联合编写的可再生能源技术规划设计软件RETSCREEN。RETSCREEN 与许多政府机构和多边组织共同合作,由来自工业界、政府部门和学术界的专家提供
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技术支持进行开发工作。经计算整个20MWP 并网光伏发电系统的年均发电量为2117.09万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。
表5-8 25年衰减及平均年发电量测算表:(单位:万kWh/年)
年 限 系统衰减率 发电量 年限 系统衰减率 发电量 年限 系统衰减率 发电量 年限 系统衰减率 发电量 年限 系统衰减率 发电量 总发电量 25年平均发电量 1 0.8% 2327.40 6 0.8% 2235.7 11 0.8% 2147.77 16 0.8% 2063.22 21 0.8% 1982.00 2 0.8% 2308.78 7 0.8% 2217.90 12 0.8% 2130.59 17 0.8% 2046.72 22 0.8% 1966.15 3 0.8% 2290.31 8 0.8% 2200.15 13 0.8% 2113.54 18 0.8% 2030.34 23 0.8% 1950.42 4 0.8% 2271.99 9 0.8% 2182.55 14 0.8% 2096.63 19 0.8% 2014.10 24 0.8% 1934.82 5 0.8% 2253.81 10 0.8% 2165.09 15 0.8% 2079.86 20 0.8% 1997.99 25 0.8% 1919.34 52927.25(万kWh) 2117.09(万kWh) 5.4.6 结论:
由以上计算可得,本工程25 年总发电量约为52927.25万kWh,25年年平均发电约2117.09万kWh。 5.4.7 数据采集监控方案
(1) 数据采集
在每台光伏并网逆变器内设有电流传感器和电压传感器,可以实时
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