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工商业光伏发电资讯

光伏车棚+充电桩项目设计方案

来源:深圳光伏车棚设计安装公司 作者:光伏技术员 时间:2021-12-26 16:50:54 浏览人数:61次

本文简介:深圳华阳光伏为您分享光伏车棚+充电桩项目设计方案资讯。

  一、光伏车棚+充电桩项目设计方案 

  项目分为 科技大厦、新能源厂区和化工厂区3个地点的电动自行车和汽车车棚光伏项目,以及以上三个项目地的充电桩储能供电系统。光伏组件总装机容量707.84kWp,直流充电桩功率30kW*32(个)、交流充电桩功率7kW*32(个)、电动自行车充电功率0.2kW*120(个),锂电池储能6000kW·h,能量转换系统PCS容量为150kW*4(个)和PCS容量为100kW*2(个)。

  三个项目地点车棚光伏与充电桩设计如下:

  1、科技大厦——汽车车棚项目

  在科技大厦停车区域建设汽车停车棚,采用多晶硅光伏组件作为车棚材料,建设分布式光伏发电系统。

  科技大厦——汽车车棚项目

  车棚尺寸东西50米*南北6米*高2.5米*2个

  汽车停车位40个

  装机容量93.6kW

  光伏组件数量360块尺寸1640*992*40mm规格260Wp光伏组件

  逆变器50kW组串型逆变器*2台

  充电桩30kW直流充电桩*10个

  7kW交流充电桩*10个

  效果图如下所示:

  2、新能源厂区——自行车和汽车车棚项目

  在新能源厂区南围墙处建设自行车停车棚和汽车停车棚。自行车车棚采用310W多晶硅光伏组件作为自行车车棚材料,汽车停车棚采用260W多晶硅光伏组件作为车棚材料,建设分布式光伏发电系统。

  新能源厂区——自行车车棚项目

  车棚尺寸东西100米*南北2米*高2米*2个

  停车位300个

  装机容量62kW

  光伏组件数量200片1956*992mm规格光伏组件

  逆变器30kW组串型逆变器*2台

  电动自行车充电位0.2kW*40个

  新能源厂区——汽车车棚项目

  车棚尺寸东西50米*南北6米*高2.5米*2个

  停车位40个

  装机容量93.6kW

  光伏组件数量360块尺寸1640*992*40mm规格260Wp光伏组件

  逆变器50kW组串型逆变器*2台

  充电桩30kW直流充电桩*10个

  7kW交流充电桩*10个

  3、化工厂区——自行车和汽车车棚项目

  在化工厂区北门处建设自行车停车棚和汽车停车棚。自行车车棚采用260W多晶硅光伏组件作为自行车车棚材料,保留车棚原有支架,进行加固。汽车停车棚采用260W多晶硅光伏组件作为车棚材料,建设分布式光伏发电系统。

  化工厂区——自行车车棚项目

  车棚尺寸东西6米*南北35米*10个

  停车位600个

  装机容量327.6kW

  光伏组件数量1260片1640*992mm规格光伏组件

  逆变器30kW组串型逆变器*10台

  电动自行车充电位0.2kW*80个

  化工厂区——汽车车棚项目

  车棚尺寸单排:东西20米*南北6米*高2.5米*4个

  双排:东西15米*南北12米*高2.5米*2个

  停车位56个

  装机容量131.04kW

  光伏组件数量504片1640*992mm规格光伏组件

  逆变器30kW组串型逆变器4台

  充电桩30kW直流充电桩12个

  7kW交流充电桩12个

  4、 以上三个项目地的充电桩储能供电系统

  建设好光伏车棚后,通过二次配置形式,在光伏车棚项目基础上施加充电桩项目。

  充电桩储能供电系统由分为三部分:PCS、锂电池储能系统和充电桩系统。

  锂电池储能系统采用电动汽车退役电池构成。三个项目地分别配置功率为100kW+150kW、100kW+150kW 、2台150kW 的PCS能量转换系统,容量为2000kW·h锂电池储能系统。

  根据业主峰谷分时电价:早上8点-中午12点0.96元

  中午12点-下午6点 0.62元

  下午6点- 晚上10点1.07元

  晚上10点- 早上8点 0.33元

  1)车棚光伏发电利用:

  白天光伏发电期间属于电价高峰时段或用电高峰期,光伏发电自直接供本地负荷使用,自发自用实现光伏发电收益最大化。

  2)PCS锂电池储能系统充电:

  在电价低谷时段由电网向其充电(晚上10点- 早上8点,800kW功率PCS向锂电池储能系统充电7.5个小时,即可充满2000kW·h电池容量)。

  3)PCS锂电池储能系统放电:

  白天储能系统向充电桩输出电能,或在电能盈余情况或电价高峰时段,储能系统释放电能供本地负荷使用。

  总结:通过利用PCS锂电池储能系统的电能双向流动和峰谷分时电价,即电能“低价储存,高价使用”,一方面实现充电桩供电低成本,另一方面还可以在高峰电价时段减少本地负荷用电量,节省了电费。

  充电桩系统分为两种:30kW直流充电桩和7kW交流充电桩(可以两者都采用或选用某一种)。

  直流充电桩直接将锂电池储能系统直流电经DC-DC变换,获得电能输出。其特点输出功率大,电动汽车充电速度快;

  交流充电桩是将锂电池储能系统直流电经DC-AC变换,输出交流电,其特点是造价便宜,但输出功率小,电动汽车充电速度慢。

  以上三个项目地的充电桩储能供电系统

  充电桩功率直流充电桩:30kW

  交流充电桩:7kW

  电动自行车充电位功率0.2kW

  充电桩数量科技大厦:10个直流充电桩+10个交流充电桩(合计功率370kW)

  新能源厂区:10个直流充电桩+10个交流充电桩+40个电动自行车充电位(合计功率378kW)

  化工厂区:12个直流充电桩+12个交流充电桩+80个电动自行车充电位(合计功率468kW)

  总计:32个直流充电桩,32个交流充电桩,120个电动自行车充电位

  光伏组件数量2484片1640*992mm规格260Wp光伏组件

  200片1956*992mm规格310Wp光伏组件

  光伏总装机容量:707.84kW

  储能系统科技大厦:储2000kW·h

  新能源厂区:储2000kW·h

  化工厂区:储2000kW·h

  共计储能:6000kW·h

  所需***回收电池数量大约需要33万支***3.7V 10Ah锂电池

  (按照回收电池50%衰减计算)

  储能系统充电时间22:00到次日8:00电费较低为: 0.34元/kWh

  充电桩储能供电系统效果图:3.1 并网逆变器选型

  1.并网逆变器选型

  并网逆变器是光伏并网发电系统的核心转换设备,它连接直流侧和交流侧,需具有完善的保护功能、优质的电能输出。对逆变器的选型需满足如下要求:

  (1)高转换效率高

  逆变器转换效率越高,则光伏发电系统的转换效率越高,系统总发电量损失越小,系统经济性也越高。因此在单台额定容量相同时,应选择效率高的逆变器。逆变器转换效率包括最大效率和欧洲效率,欧洲效率是对不同功率点效率的加权,这一效率更能反映逆变器的综合效率特性。而光伏发电系统的输出功率是随日照强度不断变化的,因此选型过程中应选择欧洲效率高的逆变器。

  (2)直流输入电压范围宽

  太阳电池组件的端电压随日照强度和环境温度变化,逆变器的直流输入电压范围宽,可以将日出前和日落后太阳辐照度较小的时间段的发电量加以利用,从而延长发电时间,增加发电量。

  (3)优质的电能输出

  逆变器应具有高性能滤波电路,使得逆变器交流输出的电能质量很高,不会对电网质量造成污染。在输出功率≥50%额定功率,电网波动<5%的情况下,逆变器的交流输出电流总谐波畸变率(THD)<3%。

  并网型逆变器在运行过程中,需要实时采集交流电网的电压信号,通过闭环控制,使得逆变器的交流输出电流与电网电压的相位保持一致,所以功率因数能保持在1.0附近。

  (4)有效的“孤岛效应”防护手段

  采用多种“孤岛效应”检测方法,确保电网失电时,能够对电压、频率、相位等参数进行准确的跟踪和检测,及时判断出电网的供电状态,使逆变器准确动作,确保电网的安全。

  (5)系统频率异常响应

  《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中要求大型和中型光伏电站应具备一定的耐受系统频率异常的能力。

  (6)通信功能

  光伏并网逆变器须提供通信接口能够将逆变器实时运行数据、故障信息、告警信息等上传至电站监控系统。

  根据现场实际情况,光伏组件铺设区域屋顶条件限制,推荐使用组串式逆变器,相对于集中式逆变器,组串式逆变器的优势如下。

  l高转换效率,欧效达97.5%;

  l多路MPPT最终确保高系统转换效率;

  l发电收益明显高于集中式逆变器;

  l无需直流汇流;

  l安装简单,因地制宜,节约空间;

  l维护方便,缩短平均维护时间;

  l输入范围宽,发电时效更长;

  综合考虑:

  本分布式车棚光伏项目配置有30kW、50kW组串并网型光伏逆变器。并网逆变器参数如下表:

  表1 30kW并网逆变器参数表

  输入

  最大输入功率32kW(16kW/16kW)

  最大输入电压1000V

  启动电压300V

  额定输入电压650V

  MPP电压范围250~950V

  满载MPP电压范围480~800V

  MPPT 数量2

  每路MPPT最大输入组串数5

  最大输入电流66A(33A/33A)

  输入端子最大允许电流10A

  输出

  额定输出功率30kW

  最大输出功率(PF=1)30kW

  最大输出视在功率33.12KVA

  最大输出电流48A

  额定电网电压3/N/PE, 230/400Vac

  电网电压范围310~480Vac

  额定电网频率50Hz/60Hz

  电网频率范围45~55Hz/55Hz~65Hz

  总电流波形畸变率< 3 % (额定功率)

  直流分量<0.5 %In

  功率因数范围>0.99@满功率, (可调范围0.8超前~0.8滞后)

  保护

  孤岛保护具备

  低电压穿越具备

  直流反接保护具备

  交流短路保护具备

  漏电流保护具备

  直流开关具备

  直流保险丝具备

  过压保护2级防雷器(40KA)

  系统

  最大效率98.3%

  欧洲效率98.0%

  隔离方式无变压器

  防护等级IP65

  夜间自耗电<1W

  工作温度范围-25~60℃

  相对湿度0~95% 无凝露

  冷却方式智能强制风冷

  最高海拔4000m (>3000m降额)

  显示动态图形液晶

  通讯RS485 (RJ45端子)

  直流端子MC4

  交流端子压线框端子

  认证金太阳认证,3c

  机械

  尺寸(宽×高×深)634×820×257mm

  安装方式壁挂式

  重量65kg

  表2 50KW组串式逆变器技术参数:

  输入技术参数

  最大输入功率55000W

  最大输入电压1000V

  启动电压620V

  MPP电压范围570~950V

  满载MPP电压范围570~850V

  MPPT 数量1

  每路MPPT最大输入组串数12

  最大输入电流100A

  输入端子最大允许电流10A

  输出

  额定输出功率50000W

  最大输出功率(PF=1)55000W

  最大输出视在功率55000VA

  最大输出电流80A

  额定电网电压3/N/PE, 230/400Vac

  电网电压范围310~480Vac

  额定电网频率50Hz/60Hz

  电网频率范围45~55Hz/55~ 65Hz

  总电流波形畸变率<3% (额定功率)

  直流分量<0.5% In

  功率因数范围>0.99@满功率, (调范围0.8超前~0.8滞后)

  保护

  孤岛保护具备

  低电压穿越具备

  直流反接保护具备

  交流短路保护具备

  漏电流保护具备

  直流开关具备

  直流保险丝具备

  过压保护直流2级防雷器 (40KA

  系统

  最大效率99.00%

  欧洲效率98.70%

  隔离方式无变压器

  防护等级IP65

  夜间自耗电<1W

  工作温度范围-25~60℃ (> 50度降额)

  相对湿度0~100% 无冷凝

  冷却方式智能强制风冷

  最高海拔4000m (>3000m降额)

  显示动态图形液晶

  通讯RS485 (选配以太网)

  直流端子MC4

  交流端子螺丝压接端子

  认证BDEW,金太阳认证,GB/T 19964,GB/T 29319

  机械

  尺寸 (宽×高×深)634×959×267mm

  安装方式壁挂式

  重量55kg

  3.2 光伏组件排列布置设计

  3.2.1 光伏组件选型

  1) 选型原则

  根据2015年2月5日国家能源局综合司颁布的《关于征求发挥市场作用促进光伏技术进步和产业升级意见的函》(国能综新能[2015]51号)规定:

  严格执行光伏产品市场准入标准。自2015年起,享受国家补贴的光伏发电项目采用的光伏组件和并网逆变器产品应满足《光伏制造行业规范条件》相关指标要求。其中,多晶硅电池组件转换效率不低于15.5%,单晶硅电池组件转换效率不低于16%。多晶硅、单晶硅、薄膜电池组件自投产运行之日起,一年内衰减率分别不高于2.5%、3%、5%。并网逆变器中国加权效率应满足:带变压器型不得低于96%,不带变压器型不得低于98%。

  所以多晶硅光伏组件容量应选择255wp及以上,才能保证转换效率不低于15.5%的要求,以便顺利获得国家光伏补贴。

  本电站选用光伏组件具有以下特点:

  1)多晶硅光伏组件经过国家批准的认证机构认证;

  2)组件件峰值功率误差为:±2%;

  3)组件效率为15.5%;

  4)组件稳定功率衰减:1-3年总衰减≤5%,1-10年总衰减≤10%,1-25年总衰减≤20%。;

  综合考虑组件效率、技术成熟度、市场占有率,本项目选用260、310Wp多晶硅光伏组件,相关性能参数如下:

  表3 光伏组件规格参数

  序号项目名称参数指标参数指标参数指标

  1峰值功率255Wp260 Wp310 Wp

  2峰值电压30.40V30.67V36.7V

  3峰值电流8.39A8.48A8.42A

  4开路电压38.07V38.38V44.2V

  5短路电流8.89A8.97A9.18A

  6功率温度系数-0.40%/℃-0.40%/℃-0.42%/℃

  7开路电压温度系数-0.32%/℃-0.32%/℃-0.35%/℃

  8短路电流温度系数0.059%/℃0.059%/℃0.06%/℃

  9额定电池工作温度45±2℃45±2℃45±2℃

  10工作温度-40~+85℃-40~+85℃-40~+85℃

  11最高系统电压1000VDC(IEC)/600VDC(UL)

  12重量18.9kg26kg

  13外形尺寸1640mm×992mm×40mm1956×992×40mm

  2) 光伏阵列设计原则

  以本项目所用30kW并网逆变器为例,30kW并网逆变器的直流工作电压范围为:480Vdc~800Vdc,考虑太阳能光伏组件串联的组件数量N:光伏组件的开路电压温度系数;

  光伏组件的工作电压温度系数;

  光伏组件工作条件下的极限低温(℃);

  光伏组件工作条件下的极限高温(℃);

  逆变器允许的最大直流输入电压(V);

  逆变器MPPT电压最大值(V);

  逆变器MPPT电压最小值(V);

  光伏组件开路电压(V);

  光伏组件工作电压(V);

  电池组件串联数(取整数)。

  经计算得:串联光伏电池数量N为:19≤N≤24,根据场址区的气候环境结合电池组件温度修正参数以及逆变器最佳输入电压等,经修正计算后太阳电池组件的串联数。

  组件的并联数应根据系统容量、逆变器数量、组件容量和串联数来确定,

  (3)3.2.2 组件支架设计

  (1)支架选型

  支架采用Q235B冷轧钢板或者铝型材,材质的选用和支架设计应符合国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。支架的防腐应符合下列要求:

  1)横梁、彩钢瓦夹具、横梁连接件均采用先加工后热浸镀锌,锌层应符合GB/T13912-2002锌层厚度不小于65um,铝合金表面阳极氧化原色AA15级。

  2)本项目所有螺栓应符合现行国家标准《六角螺栓-C级》(GB5780)的规定,具备现场防腐要求。

  3)边压块和中压块采用铝合金材料;

  4)根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),支架系统抗震烈度为7度,工程区地震动峰加速度为 0.1g,地震动反应谱特征周期为0.40S。

  5)固定支架选用防腐的钢型材,所有连接处(焊接处)应可靠连接,避免松动,要求能够耐室外风霜雨雪等的腐蚀。

  6)固定支架能满足安装倾角要求、抗风要求、抗雪压要求、抗震要求、耐腐蚀性要求、安全性要求、通用性要求、快速安装要求。

  (2)倾角设计

  为了使光伏方阵表面接收到更多太阳能量,根据日地运行规律,方阵表面最好是朝向赤道(方位角为0度)安装。本工程中为了最大化利用车棚面积,组件安装采用平铺方式。线缆选型

  (1)选型原则

  1)环境条件校验:

  a)环境温度

  b)日照

  c)风速

  d)污秽

  e)海拔高度

  2)光伏发电站电线、电缆的选择与敷设设计,应符合《电力工程电缆设计规范》GB50217的规定,电线、电缆截面应进行技术经济比较后选择确定。

  3)集中敷设于沟道、槽盒中的电缆宜选用C类或C类以上的阻燃电缆。

  4)光伏组件之间及组件与汇流箱之间的电线、电缆应有固定措施和防晒措施。

  5)电缆敷设可采用直埋、电缆沟、电缆桥架、电缆线槽等方式。动力电缆和控制电缆宜分开排列并满足最小间距要求。

  6)电缆沟严禁作为排水通路。

  7)远距离传输时网络电缆宜采用光纤电缆。

  8)电缆额定电压的选取

  1)交流系统中电力电缆缆芯的相间额定电压,不低于使用回路工作线电压。

  2)交流系统中电力电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属套之间额定电压的选择,应符合下列规定:

  ①中性点直接接地或经低阻抗接地的系统当接地保护动作不超过1min切除故障时,应按100%的使用回路工作相电压。②对于a项外的供电系统,不宜低于133%的使用回路工作相电压;在单相接地故障可能持续8h以上,或发电机回路等安全性要求较高的情况,宜采取173%的使用回路工作相电压。

  3)交流系统中电缆的冲击耐压水平,应满足系统绝缘配合要求。

  4)直流输电用电缆绝缘水平,应计及负荷变化因素、满足内部过电压的要求。

  5)控制电缆额定电压的选择,应不低于该回路工作电压、满足可能经受的暂态和工频过电压作用要求。且宜符合下列规定:①沿较长高压电缆并行敷设的控制电缆(导引电缆),选用相适合的额定电压。②在220kV及以上高压配电装置敷设的控制电缆,宜选用600/1000V,或在有良好屏蔽时可选用450/750V。③除①、②项情况外,一般宜选用450/750V;当外部电气干扰影响很小时,可选用较低的额定电压。

  9)电缆截面积的选取;

  电缆截面应满足持续允许电流、短路热稳定、允许电压损失等要求,较长距离的大电流回路,还宜按经济电流密度选择。

  (2)电缆型号

  根据选型条件,本园区所选用电缆的型号规格如下:

  1)从光伏阵列串输出至汇流箱电缆选用PV 1-F 1×4mm2;

  2) 50KW隔离变输出电缆选用ZC-YJV22-0.6/1-3*35mm2+1*16 mm2;

  3) 30KW逆变器输出电缆选用ZC-YJV22-0.6/1kV-3*25+1*16 mm2。

  4)交流配电柜输出电缆选用ZC-YJV22-0.6/1kV-3*185+1*120 mm2。

  3.4 储能系统和PCS设计

  储能装置作为储能系统中电网与电池之间的功率变换装置,能实现电网与电池组间的能量双向交换,用于电网的“削峰填谷”、调节可再生能源发电系统供电的连续性和稳定性,并作为重要部门和重要设施的应急电源及备用电源等。本装置可用于新能源电站、电动汽车充换电站、城市储能电站和微网储能等场合,具有良好的应用前景。

  所需***回收电池数量大约需要33万支***3.7V 10Ah锂电池(按照回收电池50%衰减计算)

  性能特点:

  l安全性能高:采用工频变压器,使电池与电网安全隔离

  l转换效率高:采用一级变换,结构简单,控制方便,能量转换效果高

  l运行方式多:恒流充放电、恒功率充放电、浮充、恒压充电等多种方式

  l通信接口丰富:具备CAN2.0、RS485、LAN等多种通信接口,便于各种通信方式的实现

  l先进的控制技术:软锁相环技术、电压前馈技术、矢量控制等国际领先的控制保护技术

  l完善的保护功能:模块级、装置级、系统级三层保护

  l维护方便:模块化设计,可靠性高且易维护

  本方案中选用的150kW容量PCS技术参数:

  交流侧参数

  1额定功率150kVA

  2交流接入方式三相四线

  3隔离方式工频变压器隔离

  4电路拓扑一级变换

  5过载能力1.1/10min

  1.2/1min

  6无功范围-150kVar~+150kVar

  并网充放电模式

  7额定电网电压AC380V

  8允许电网电压AC380V±15%

  9额定电网频率50Hz

  10允许电网频率47.5Hz~51.5Hz

  11总电流畸变率≤3%额定功率下

  12功率因数≥0.99(充电)-0.95~+0.95可设(放电)

  13充放电切换时间≤100ms额定功率下

  14并离网切换时间≤20ms

  离网模式

  15额定输出电压AC380V

  16输出电压偏差AC380V±5%

  17输出电压不平衡度≤5%

  18输出电压失真度≤3%额定线性负载

  19输出频率范围49.5Hz~50.5Hz

  20电压过渡变换范围≤10%电阻负载0~100%

  直流侧参数

  21最大直流功率180kW

  22直流母线最高电压770V

  23直流电压范围DC500V~DC800V

  24直流电压纹波系数≤5%

  25直流稳压精度≤1%

  26直流稳流精度≤1%20%-100% Ie

  27输出路数1输出可接光伏电池、储能电池、动力电池

  系统参数

  28最大转换效率≥96%不含隔离变压器

  29噪声≤70dB距装置1m处

  30尺寸800mm×800mm×2060mm宽×深×高

  31重量750kg

  32防护等级IP20

  33允许环境温度-20℃~+55℃大于45℃时需降功率使用

  34冷却方式强制风冷

  35允许相对湿度0~95%无冷凝

  显示和通信

  36人机界面触摸屏(网关+触摸屏)

  37通信接口RS485、CAN、以太网

  38通信规约Modbus、XJ104、CAN2.0

  主回路框图

  4 发电量与效益分析

  4.1 理论发电量

  根据工程所在地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。峰值日照小时数:将太阳能电池组件所在平面上某段时间段内所能接收到的太阳辐射量,转换为辐照强度1000W/m2标准工况下条件下的等效小时数称峰值日照小时数。

  若太阳能电池组件在1h 中接收到的太阳辐射量为1 kWh/m2.a,由以上峰值日照小时定义,可得其峰值日照小时数t:

  t=(1 kWh/m2.a)/(1000W/ m⊃2;)=1(h/a)

  由于太阳能电池组件的峰值功率均在1000W/ m⊃2;条件下标定,因此采用峰值日照小时数乘以光伏电站的装机容量即为光伏电站的最大理论发电量。

  本方案中共安装4320块标准容量为260Wp的多晶硅光伏组件,总装机容量为1123.2KWp。选用的光伏组件尺寸为1640mm*992mm*40mm,安装方式为支架固定倾斜安装。项目全部光伏组件峰值日照小时数及发电量如表10所示。

  表10 光伏电站顶峰值日照小时数及理论发电量统计表

  月份阵列倾斜面平均

  日辐射(kWh/m2/日)月平均峰值

  日照小时数(h)月发电量

  (万kWlh)

  1月份2.9290.526.4074

  2月份3.59100.527.1152

  3月份4.34134.549.5233

  4月份5.39161.7011.4458

  5月份5.7176.7012.5075

  6月份5.47164.1011.6157

  7月份4.87150.9710.6863

  8月份4.56141.3610.0060

  9月份3.91117.308.3030

  10月份3.43106.337.5265

  11月份2.9989.706.3493

  12月份2.6281.225.7491

  合计49.791514.96107.2349

  经计算,得出本工程光伏阵列年理论发电量为107.2349万kW·h,年峰值日照小时数为1514.96 h,每日的峰值日照小时数约4.15 h。

  4.2 逐年理论发电量

  光伏电站的第一年理论发电量为光伏电站的最大理论发电量乘太阳电池组件第一年的衰减系数。本工程所选多晶硅太阳电池组件第一年的衰减系数为8‰,故光伏电站的第一年理论发电量为年理论发电量乘以组件衰减系数。本工程组件最佳安装倾角下所获得的逐年理论发电量分别见表11。

  表11 全部光伏装机容量逐年理论发电量统计表

  年份组件衰减系数逐年理论发电量(万kWlh)

  第1年0.9920106.3770

  第2年0.9841105.5299

  第3年0.9762104.6827

  第4年0.9684103.8463

  第5年0.9606103.0099

  第6年0.9529102.1842

  第7年0.9453101.3692

  第8年0.9378100.5649

  第9年0.930399.7607

  第10年0.922898.9564

  第11年0.915498.1629

  第21年0.908197.3800

  第13年0.900896.5972

  第14年0.893695.8251

  第15年0.886595.0638

  第16年0.879494.3024

  第17年0.872493.5518

  第18年0.865492.8011

  第19年0.858592.0612

  第20年0.851691.3213

  第21年0.844890.5921

  第22年0.838089.8629

  第23年0.831389.1444

  第24年0.824788.4366

  第25年0.818187.7289

  电站建成后,本工程全部光伏装机容量未考虑系统损耗下25年总发电量为2419.1128 万kW·h。

  4.3 光伏发电系统效率分析

  太阳能光伏发电系统效率包括:太阳电池老化效率,交、直流低压系统损耗

  及其他设备老化效率,逆变器效率,变压器及电网损耗效率;结合国内外相关工

  程实际发电情况和经验系数,各效率系数取值如下:

  (1)直流电缆损耗:2%;

  (2)防反二极管及线缆接头损耗:1.5%;

  (3)电池板不匹配造成的损耗:4%;

  (4)灰尘遮挡损耗:2%;

  (5)交流线路损耗:0.8%;

  (6)逆变器损耗:2%;

  (7)不可利用的太阳辐射损耗:1.2%;

  (8)系统故障及维护损耗:1%;

  (9)变压器损耗:3 %;

  (10)温度影响损耗:4%;

  经计算分析,系统的综合效率为81%。

  4.4 年发电量估算

  经由各年理论发电量和系统效率计算,本项目光伏组件在最佳倾角下所获得逐年理论计算发电量,分别见表12。

  表12 光伏阵列运行期各年上网发电量计算统计表

  年份发电量(万kWlh)年份发电量(万kWlh)

  第1年86.1654第14年77.6184

  第2年85.4792第15年77.0016

  第3年84.7930第16年76.3849

  第4年84.1155第17年75.7769

  第5年83.4380第18年75.1689

  第6年82.7692第19年74.5696

  第7年82.1090第20年73.9702

  第8年81.4576第21年73.3796

  第8年80.8061第22年72.7889

  第10年80.1547第23年72.2070

  第11年79.5119第24年71.6337

  第12年78.8778第25年71.0604

  第13年78.2438合计1959.4813

  由以上表格可知,本工程全部光伏阵列考虑系统损耗下25年总发电量为1959.4813万kW·h,运行期多年平均发电量为78.3793万kW·h。

  4.5 经济效益

  综上分析,本项目光伏电站总装机容量707.84kWp,年平均发电量为78.3793万kW·h,连续运行25年期累计发电量为1959.4813万kW·h。

  Ø光伏发电节约电费: 因光伏装机规模相对于***各工厂用电负载功率较小,大部分光伏所发电能可被自用,每年光伏发电量约78.3793万 kWh/年,每年电费收益约62.703万元(用电电价平均按0.8元计算),光伏电站 25年的设计寿命,预计电费节约 1567.59 万元;

  Ø光伏发电国家补贴: 0.42/kWh*78.3793万 kWh/年=32.92 万/年, 20 年的补贴款为:658.39 万元;

  Ø充电桩充电收益: 充电桩采用收费模式,市场价格在 1.5~2.0 元/kWh,按照1.5 元/kWh 收费,减去夜晚储能电力成本和损耗,按照 1.0 元/kWh 的利润,充电桩一天按照30%的利用率计算,每日收益为: 1.0 元/kWh*(30kW*32个+7kW*32 个充电桩+0.2kW*120自行车充电桩)*24h*20%=5798.4 元,每年按照280个工作日计算,每年收益 162.3万元;

  Ø储能系统节约电费:充电桩的储能系统在电力需求低谷时低价充电,在电力需求高峰时除了向充电桩输出电能,还可向本地负荷供电从而节约电费,每度电节约 0.67 元,减去充放电损耗,按照每度电节约 0.5 元计算,电池放电深度按照80%考虑,每日可节约: 0.5 元/kWh * 6000kWh *0.8 = 2400 元,每年可节约电费 87.6 万元;

  Ø项目建成后,预计每年收益为345.2万元

  4.6 环保综合效益

  光伏发电对环境没有污染,发电过程中没有温室气体排放,是太阳能光伏发电的巨大优势。目前我国主要的电力供应还是来自煤炭燃烧的火力发电方式,在煤炭燃烧的过程中,会排放出大量的有害气体如二氧化硫等,对环境造成污染,还会排放出大量的二氧化碳。众所周知,二氧化碳是一种温室气体,它的超量排放是全球变暖的一个重要因素。光伏发电系统运行后,完全是“零”排放。按照光伏发电系统稳定运行25年计算,本光伏发电系统理论累计发电量可达1959.5万度,相当于节约标准煤7054.1吨,相当于减少二氧化碳温室气体的排放19536.0吨,减少二氧化硫排量587.8吨,减少粉尘排量5329.8吨。由此可见,该项目的环境效益也是十分巨大的。

  节能减排量每年25年

  年发电量(万KWh)78.41959.5

  标准煤 (t)282.27054.1

  二氧化碳 CO2(tce)781.419536.0

  年碳粉尘 TSP(t)213.25329.8

  二氧化硫 SO2(t)23.5587.8

  氮氧化合物 NOX(t)11.8293.9

  纯净水 H2O (m3)3135.278379.3

  注:每节约 1度(千瓦时)电,就相应节约了0.36千克标准煤,同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳(CO2)、0.03千克二氧化硫(SO2)、0.015千克氮氧化物(NOX)

  5 防雷及接地

  本项目钢结构车棚光伏项目,太阳能光伏电站的防雷和接地主要依据GB50057—94《建筑防雷设计规范》。

  光伏发电系统的雷电入侵路径,除光伏组件外,还有配电线路、接地线以及它们的组合。为了保证电力系统的安全运行和光伏发电及电力设施的安全,并网光伏电站必须有良好的避雷、防雷及接地保护装置。

  由于本项目户外设备安装位置在整个环境中是不是最高建筑物,把所有钢结构相连,并与新增接地桩构成防雷网,以达到防雷的目的。

  本项目采取以下防雷接地措施:

  组件的铝合金边框以及金属支架通过接地扁钢与防雷扁钢带可靠焊接。对于系统防雷和安全用电来说,可靠的接地是至关重要的。本设计中,支架、光伏组件边框以及连接件均是金属制品,每个子方阵自然形成等电位体,所有子方阵之间都要进行等电位连接,并于接地网就近可靠连接,各连接点的接地电阻应小于4欧姆。逆变器的交流输出经交流汇流箱(内含防雷保护装置)后接入电网,可有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏,所有的机柜要有良好的接地,各连接点接地电阻应小于4欧姆。

  6 设备清单

  分布式光伏发电车棚项目设备清单如下:

  序号设备名称及规格单位数量单价总价备注

  1多晶硅光伏组件

  规格260Wp,尺寸1640*992*40mm块2484

  2多晶硅光伏组件

  规格310Wp,尺寸1956*992*40mm块200

  3MC4插头对150

  4车棚支架kWp707.84Q235B镀锌,平铺

  530kW逆变器台16

  650kW逆变器台4

  7交流汇流箱

  2进1出,进线2个100A,出线200A台2

  8交流汇流箱

  4进1出,进线4个63A,出现250A台4

  9交流配电柜

  1进1出(含1块用户校验表,1块计量表,1台固定式600A塑壳断路器)面2

  10交流配电柜

  4进1出(含1块用户校验表,1块计量表,1台固定式800A塑壳断路器)面1

  11PCS能量转换系统,

  PCS31-150 0.4T台4

  12PCS能量转换系统,

  PCS31-100 0.4T台2

  1330kW直流充电桩系统套32

  147kW交流充电桩系统套32

  140.2kW电动自行车充电位套120

  15储能电池组屏柜,

  用来存放和构建锂电池储能系统套1锂电池由业主提供,屏柜数量根据实际情况定制

  16PVF-0.6/1-1x4米9000以现场实际情况为准

  ZC-YJV22-0.6/1-3*35mm2+1*16 mm2米1200以现场实际情况为准

  ZC-YJV22-0.6/1-3*25+1*16米3200以现场实际情况为准

  ZC-YJV22-0.6/1kV-3*185+1*120 mm2米600以现场实际情况为准

  通信电缆RS485米1000米以现场实际情况为准

  17数据采集器台6

  18无线发送模块台6

  19桥架项1

  20接地系统项1

  21车棚钢材结构和安装费物资处询价

  22基础费、车棚路面修理费项1

  23电气施工费项1

  24设计费项1

  25技术服务费项1

  26项目管理费项1

  合计

  参考资料:

  1、光伏车棚及充电桩设计方案

  2、分布式光伏发电车棚及配套储能充电桩项目技术方案

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