高碑店屋顶分布式光伏项目建议书(20140306)Word文件下载.doc
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12′40″，北纬39°
5′53″～39°
23′17″，项目所在地坐标为东经115°
52′，北纬39°
19′。
项目所在地属温带大陆性季风气候，无霜期达183天，年平均气温12.4℃，年平均降水量600毫米；
淡水资源充足，地下水总储量1.2亿立方米，水质优良，没有污染。
境内气候温和，四季分明，雨热同季，属典型的温带半湿润大陆性季风气候，年均气温17.4℃，年均降水量600毫升，年均无霜期186天，年均日照2522.9小时。
年辐射总量大于5000MJ/m2。
根据NASA查询工程区域太阳辐射数据如下所示：
表3-1月平均辐射值
Lat30.25
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Average
Annual
Lon120.25
SSEHRZ
2.79
3.66
4.69
5.73
6.01
5.76
5.15
4.66
4.23
3.71
2.85
2.44
4.30
K
0.63
0.62
0.59
0.58
0.54
0.49
0.45
0.50
0.57
0.60
0.55
Diffuse
0.83
1.27
1.71
2.16
2.40
2.37
2.08
1.63
1.07
0.70
0.53
1.45
Direct
6.17
6.42
6.44
6.63
5.97
5.12
4.26
4.11
4.61
5.60
5.63
5.66
5.55
Tilt0
2.77
3.56
4.64
5.70
5.71
5.11
4.16
3.68
2.82
2.43
4.27
Tilt24
4.46
4.93
5.59
6.09
5.92
5.51
4.99
4.74
4.67
4.81
4.08
5.00
Tilt39
5.19
5.42
5.80
5.05
4.51
5.17
4.86
5.13
Tilt54
5.69
5.45
4.84
4.36
4.04
4.47
5.25
5.16
4.98
Tilt90
4.71
4.20
3.38
2.67
2.35
2.28
2.49
3.10
4.65
4.97
OPT
6.04
5.72
5.14
4.77
5.26
5.20
5.36
OPTANG
64.0
55.0
41.0
24.0
10.0
7.00
16.0
33.0
50.0
61.0
67.0
35.9
由NASA数据可知，全年水平面日辐射值约为4.30kWh/m2/day，年水平太阳辐射量5650.2MJ/m2。
考虑NASA数据相较实际地面数据偏高，因此此处考虑10%折减，即年水平太阳辐射量5085.18MJ/m2。
3发电量计算
3.1太阳能电池组件选型
本项目暂选用250Wp多晶硅电池组件进行相关计算分析，具体参数见下表。
表3-1250W多晶硅光伏电池技术参数
峰值功率（W）
250
开路电压（Voc）
35.4
短路电流（Isc）
7.12
工作电压（Vmpp）
27.6
工作电流（Impp）
6.56
最大保险丝额定值
15A
尺寸（L*W*H）
1650*990*40
重量（kg）
19.1
最大系统电压（V）
1000VDC
额定电池工作温度（NOCT）
46±
2℃
工作温度
-40°
C~85°
C
Pm温度系数
-0.45%/°
Voc温度系数
-0.33%/°
Isc温度系数
0.06%/°
正面最大静载荷
5400Pa
背面最大静载荷
2400Pa
组件效率
15.3%
3.2太阳能电池组件布置
3.2.1倾角计算
方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如：
地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。
对于固定轴式安装电池阵列，其最佳倾角即光伏发电系统全年发电量最大时的倾角。
考虑施工方便、安全等因素，采取将光伏板直接沿彩钢瓦屋面铺设的方式，铺设角度为8度，根据RetScreen软件计算结果，可得在8度的倾斜面上各月日平均太阳辐射量数据如下表所示。
表3-28度倾角各月平均太阳辐射量（MJ/m2·
m）
1月
2月
3月
4月
5月
6月
348.18
389.15
529.48
611.19
646.88
592.90
7月
8月
9月
10月
11月
12月
545.78
498.65
447.82
422.37
335.53
308.47
从上表可以看出，高碑店地区各月平均太阳辐射量变化较大，12月份太阳辐射量最低，为约308.47MJ/m2•m，5月份太阳能辐射量最高，约为646.88MJ/m2•m。
其全年辐射值变化趋势如下图所示：
图3-1最佳倾角各月平均太阳辐射量（MJ/m2•m）
3.2.2太阳电池组件的串、并联设计
太阳电池组件串联的数量由逆变器的最高输入电压和最低工作电压、以及太阳电池组件允许的最大系统电压所确定。
太阳电池组串的并联数量由逆变器的额定容量确定。
在条件允许时，应尽可能的提高直流电压，以降低直流部分线路的损耗，同时还可减少汇流设备和电缆的用量。
经计算得出：
串联多晶硅太阳电池数量N为：
16≤N≤25。
本项目屋顶形式多样，综合考虑各屋顶的结构，以尽可能多布置电池板为目标，结合支架承重、抗风能力以及250kW和500kW逆变器的允许串联组件数量，本工程N取20。
则固定式安装每一路多晶硅组件串联的额定功率容量计算如下：
P（N）＝250Wp×
18=4500Wp；
对应于所选250kW逆变器的额定功率计算，需要并联的路数：
N＝250/5＝50路。
对应于所选500kW逆变器的额定功率计算，需要并联的路数：
N＝500/5＝100路。
3.2.4光伏装机容量确定
根据前面数据分析计算，确定本项目太阳能光伏电池板串联数量为20块，单个组串容量为5000Wp。
光伏板安装倾角为8°
，初步确定本项目屋顶最多可布置209个串联单元，合计装机容量为1045kW。
具体屋面布置情况参见附图1。
3.3发电量计算
3.3.1太阳能光伏发电系统效率分析
1）光伏温度因子
光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。
当它们的温度升高时，不同类型的大多数光电池效率呈现出降低趋势。
折减因子取96%。
2）光伏阵列的灰尘损耗
由于光伏组件上有灰尘或积水造成的污染，经统计经常受雨水冲洗的光伏组件其影响平均在2~4%之间，无雨水冲洗较脏的光伏组件其影响平均在8~10%之间。
本项目综合考虑折减系数取3%，即污染的折减因子取97%。
3）逆变器的平均效率
目前并网光伏逆变器的平均效率为97.5%左右。
4）光伏电站内用电、线损等能量损失
初步估算光伏阵列直流配电损耗约为3%。
其配电综合损耗系数为97%。
5）机组的可利用率
虽然太阳能电池的故障率极低，但定期检修及电网故障依然造成一定损失，损失系数取1%，光伏发电系统的可利用率为99%。
6）太阳能电池板差异性损耗3%，利用率97%。
7）早晚不可利用辐射损失3%，利用率97%。
综合以上各折减系数，固定式多晶硅电池阵列系统的综合效率为80%。
3.3.2年理论发电量计算
根据所选工程代表年最佳倾斜面上各月平均太阳总辐射量可得出本工程月及年峰值日照小时数。
将太阳电池组件所在平面上某段时间中能接收到的太阳辐射量转换为1000W/m2条件下的等效小时数称峰值日照小时数。
经计算，固定式倾角安装容量1045kWp，首年发电量131.82万kWh，年等效利用小时为1261.42h。
考虑系统20年输出衰减15.2%，即第20年发电量为111.78万kWh。
由此可以计算出本工程20年平均利用小时数为1165.55h，平均年发电量121.80万kWh。
表3-4本工程逐年发电量计算表
年份
衰减系数
年发电量（万kWh）
等效利用小时数（h）
1
131.82
1261.42
2
0.992
130.76
1251.33
3
0.984
129.71
1241.24
4
0.976
128.65
1231.15
5
0.968
127.60
1221.06
6
0.96
126.55
1210.96
7
0.952
125.49
1200.87
8
0.944
124.44
1190.78
0.936
123.38
1180.69
10
0.928
122.33
1170.60
11
0.92
121.27
1160.51
12
0.912
120.22
1150.42
13
0.904
119.16
1140.33
14
0.896
118.11
1130.23
15
0.888
117.05
1120.14
16
0.88
116.00
1110.05
17
0.872
114.95
1099.96
18
0.864
113.89
1089.87
19
0.856
112.84
1079.78
20
0.848
111.78
1069.69
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