浅析太阳能光伏电站设计的影响因素.docVIP

精品论文 参考文献 浅析太阳能光伏电站设计的影响因素 刘菲燕 　　宁夏回族自治区电力设计院 750001 　　摘要：本文根据太阳能光伏电站设计工作的实际，阐述了太阳能光伏电站的运行特点等，强调了太阳能光伏电站设计过程中应该注意的事项，对更好地设计太阳能光伏电站起到关键的作用。 　　关键词：太阳能光伏电站；设计；影响因素 　　太阳能光伏电站是利用太阳能的重要方式，如何科学设计太阳能光伏电站，使太阳能光伏电池充分发挥发电性能，成为设计工作的重中之重。 　　一、太阳能光伏电池的发展阶段 　　1.1太阳能光伏电池的初始阶段 　　太阳能光伏电池的第一代产品是利用单晶元素的光电效应进行电能的转换，这一时期太阳能光伏电池主要以单晶硅、砷化镓晶体、多晶硅为主，光电转换效率在15%左右，寿命在20y左右。 　　1.2太阳能光伏电池的发展阶段 　　太阳能光伏电池的第二代产品以薄面光电材料为主，一般采用在基底上喷涂微米量级的光电转换材料，这时期太阳能光伏电池的发展重点在于商业化。因此，在成本上较为低廉，但是光电转换效率不高，长期徘徊在18%plusmn;3%的范围内。 　　1.3太阳能光伏电池的成熟阶段 　　太阳能光伏电池的第三代产品以光谱的全利用为设计思想，通过多层薄膜材料以叠加的结构进行功能重构，达到充分利用和转换光能的作用。第三代太阳能光伏电池可以实现对红外光谱和紫外光谱的吸收，太阳能光伏电池的光电转换效率可以达到60%，是太阳能光伏电池商用和新型太阳能光伏电站建设的主要材料。 　　二、太阳能光伏电站的设计要点 　　2.1光伏发电电池阵列单元的选择 　　光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的若干串电池板并联达到系统预定的额定功率。在这过程中，由于设备的数量众多，未来使它们之间不会出现相互遮挡等情况，需要按照一定的间距来进行布置，使其构成一个方阵，称此方阵为光伏发电方阵。在光伏发电方阵中，由同特性、同规格的太阳能电池组件串联构成的一个回路就是一个基本的阵列单元。每个光伏发电方阵由预定功率的电池组件、逆变器和低压配电室等组成。若干个光伏发电方阵通过电气系统的连接共同组成一座光伏电站。 　　2.2光伏发电方阵容量的选择 　　采用光伏发电方阵布置方式，具有电池板布局整齐美观，厂区分区明确，设备编号和管理方便，运行和检修吹扫方便等优点。 　　2.3太阳能光伏方阵单元型式的确定 　　电池组件串联组数的确定主要依据其工作电压、开路电压、当地温度和瞬时辐射强度对开路电压、工作电压的影响来分析。 　　2.4太阳电池方阵安装方式的确定 　　太阳电池方阵的发电量与阳光入射强度有关，当光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大，随着入射角的改变，发电量会明显下降。太阳能跟踪装置可以将太阳能板在可用的8h或更长的时间内保持方阵平面与太阳入射光垂直，将太阳能最大程度转化为电能。 　　三、太阳能光伏电站的运行特点 　　3.1太阳能光伏发电的时间较长 　　太阳能光伏电站是属于敏感性发电，只要阳光照度＞15～20W/m2时就会进入发电状态，因此，即便在阴天、清晨和傍晚的情况下太阳能光伏电池也会产生电能，这使得太阳能光伏电站的工作时间明显长于热发电方式。 　　3.2太阳能光伏电站的温度波动性较大 　　太阳能光伏电站依靠光电效应产生电能，同时太阳能光伏电池还存在较为明显的温度效应。因此，在太阳照射最强烈的中午会因太阳能光伏电池的升温而造成发电负荷的降低，并且这一现象会持续很久，影响太阳能光伏电站的运行。 　　3.3具有周期性、间歇性、随机性的特点 　　光伏电站功率的波动完全依照太阳辐射强度的变化。从宏观来看，光伏电站每天出力具有周期性：日出后出力逐渐增强，中午时分达到高峰，然后出力逐渐减少，日落到日出之间出力为零；从微观来看，光伏电站出力随天气状况变化，阴雨天不发电，云层飘过出力会迅速减小，每天出力也并不一致，因此光伏电站出力具有间歇性和随机性。光伏电站的周期性为光伏电站的高效控制提供可能，光伏电站出力的间歇性和随机性易造成电压波动、闪变等电能质量问题，也会对电网稳定性等方面造成一定影响，故在大型并网光伏电站二次系统设计中要充分考虑这些因素。 　　四、影响太阳能光伏电池光电转换效率的因素 　　4.1气象环境因素对太阳能光伏电池光电转换效率的影响 　　太阳能光伏电池长期暴露在自然环境中，风雨雷电等因素都会对太阳能光伏电池产生影响，光照、风力、温度等都会形成对太阳能光伏电池光电转换效率的改变，有些因素甚至能造成太阳能光伏电池功能和结构的损坏，应在太阳能光伏电厂和电站设计工作时积极开展气象和环境监测。 　　4.2太阳能光伏电池板倾角对光电转换效率的影响 　　太阳能光伏电池板需要以最佳的角度吸收阳光，这样才能真