光伏发电技术培训(王思成)

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1、2011光伏发电技术进展和政策分析专项培训王斯成国家发改委能源研究所2011年1月8日北京光伏发电技术和系统设计1、光伏发电的特点2、光伏发电系统的设计（资源评估、系统构成、设备选型、太阳电池、逆变器、汇流箱、组串设计、发电量计算、数据采集和监控等）3、用户侧并网的光伏系统：“净电量计量”法、单向双表计量、最大并网容量、“逆功率”和“防逆流”，德国VDE标准等；4、特殊设计：遮挡计算、抗风计算、防雷和接地等；5、二氧化碳减排计算6、RetScreen软件介绍目录1、光伏发电系统设计并网光伏发电系统的设计步骤1、在

2、考察的基础上进行预可行性研究（RetScreen）；2、技术方案确定和设备选型（太阳电池、逆变器、监控、其它设备、运行方式等）；3、工程设计：与建筑结合、土建施工方案、抗风能力、防雷接地、电网接入系统；4、特殊设计：1)对于BIPV和BAPV：并网方式、遮挡计算、专用BIPV组件的安装设计、造型和美观等;2)对于大型光伏电站：占地计算、场地、基础、机房、围栏、自动跟踪系统等。5太阳能资源评估6太阳辐射传输过程示意反射散射吸收直射地面反射7中国气象局地面观测网——日照8中国目前可以取得的太阳辐射资料我国1953年开

3、始测量太阳辐射，气象台站数量从解放初的70个发展到现在的2610个，其中气象站2300个（县级气象站），气象台310个。县级气象站的主要任务是对风（台风）、气温、湿度、降雨、雪、雹、地温等参数的观测和预报，与太阳辐射相关的数据只有“日照时数”。日照时数的测量是用感光纸记录光强大于120W/m2的时间，分辨率为10分钟。从国家气象局网站上可以查到全国122个气象台1957-2007年的辐射数据（不包括台湾、香港和澳门）。1993年以前，全国有66个气象台有水平面太阳总辐射和散射辐射的数据，1993年以后，全国只有1

4、7个气象台有水平面太阳总辐射和散射辐射的数据。9布格-朗伯定律:SD’=S0FmS0=1350W/m2余弦定律:ST’=SD’COSZm=1/Sin×P/P0Sin=SinSin+CosCosCosN=23.5Sin(360*(284+N)/365)DT’=Dp’(1+CosZ)/2RT’=ρQp’(1-CosZ)/2SQT=ST+DT+RT（直散分离）10太阳能资源的单位换算1992年以前的太阳辐射单位：Kcal/cm21992年以后：MJ/m2光伏设计用辐射单位：kWh/m21卡=4.1

5、8焦耳，1焦耳=1ws甘肃武威水平面年辐射量：6141.6MJ/m26141.6106/3600/1000=1706kWh/m21706kWh/m2/365=4.70kWh/天甘肃武威水平面年辐射量：147Kcal/cm21471034.1810000/3600/1000=1706.8kWh/m21706kWh/m2/365=4.70kWh/天11太阳能资源数据(10年平均值MJ/m2(kcal/cm2))水平面上的太阳能资源太阳电池方阵倾斜面上的太阳能资源方阵倾斜面上的太阳辐射量由计算机辅助设计软件完成

6、（RetScreen）.对于独立光伏系统：优化设计太阳电池方阵的倾角有利于增加冬天的充电电流，适当减少夏季的充电电流，从而有效避免蓄电池的过充电和过放电，也有利于减少蓄电池的冬季储备容量，减少初投资。对于并网光伏系统，追求全年发电量最大，倾角的选择又不相同。对于聚光太阳电池，要求DNI（DirectNormalInrradiation）的辐射数据，我们国家没有。12中国水平面太阳辐射分布图等级资源带号年总辐射量（MJ/m2）年总辐射量（kWh/m2）平均日辐射量（kWh/m2）最丰富带I≥6300≥1750≥4.

7、8很丰富带II5040–63001400–17503.8–4.8较丰富带III3780–50401050–14002.9–3.8一般IV<3780<1050<2.913全国平均不同发电系统的年利用小时数Fullrunninghrs(peakhrs)fordifferentlocation独立光伏电站效率：60-65%；Eff.ofstand-alongsys.建筑并网光伏发电效率：70-75%；Eff.ofBIPV&BAPV大型并网光伏电站效率：75-80%。Eff.ofLS-PV不同地区水平面年太阳辐射Hori

8、zontal（kWh/m2)倾斜面年太阳辐射Tilted（kWh/m2)独立光伏电站Stand-along建筑并网系统BIPV&BAPV开阔地并网系统LS-PV西北地区West1610.801828.41125014501540东南沿海East1364.651502.04100012001250全国平均Average1487.731665.2311001250135014