分布式光伏发电项目在平仓屋顶的应用

分布式光伏发电项目在平仓屋顶的应用

张勇

广州港股份有限公司南沙粮食通用码头分公司 广东广州 511462

摘要: 当前中国能源消费主要依靠化石能源，新能源利用率不高，而常规能源消费是造成二氧化硫及氮氧化物等污染物排放的主要原因。随着经济的发展能源资源和环境问题日益突出。本项目利用现有仓库屋顶建设分布式光伏发电站，推进新能源示范建设，提高新能源应用比例，是优化能源结构、保护生态环境、推动节能减排的重要措施。

关键词: 分布式光伏发电 节能减排

1、实施光伏发电项目的意义

1.1 适应可再生能源发展规划

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，在能源生产和消费中煤炭约占商品能源消费构成的75％，已成为大气污染的主要来源。大力开发太阳能、风能、和海洋能等新能源技术将成为减少环境污染的重要措施。

1.2 开发新能源，改善能源结构

合理开发太阳能能资源实现地区电力可持续发展开发太阳能能资源补充电网电量也符合国家能源政策。

广州是广东省太阳能资源丰富的地区，项目所在地水平面太阳辐射量年均约为4,676.4MJ/m²，广州市再生能源中太阳能资源比较丰富，但开发程度比较低。目前太阳能资源开发已日趋成熟，大力发展光伏发电，将改善能源结构。

1.3 改善生态环境，实现节能减排

随着经济的发展我国能源需求持续增长，能源资源和环境问题日益突出，加快开发新能源已成为解决生态环境的必由之路。合理开发利用太阳能，调整资源结构配置，是改善生态环境，实现节能减排的有效途径。

根据测算本光伏发电项目投产后平均每年将节约标准煤约 272.49t，每年可减少烟尘排放量约0.34t、CO2 排放量约681.24t、NxOy 排放量约1.91t、SO2 排放量约1.97t。

2、分布式光伏发电项目的方案设计

2.1 项目概况

本项目位于广州市南沙区，依托厂区现有2 个平仓彩钢瓦屋顶建设光伏发电系统，屋顶面积约0.8万 m²，装机容量为750.4kWp，共安装 2168 块 300Wp 单晶硅双玻组件，选用 20台36kW 组串式逆变器，4台4汇1交流汇流箱，光伏阵列所发交流电经并网汇流柜以 0.4kV并网，实现并网发电。所发电量优先供给厂区负荷使用，多余电量输入外电网方式进行运作。

2.2电气设计

2.2.1 电气一次

本项目建设规模总容量 750.4kWp。综合项目装机规模、系统分布，本项目共有 1 个并网点，采用 0.4kV 并网方式。

并网点：接入光伏系统容量为 750.4kWp，采用 20 台 36kW 的组串逆变器，采用4台4 进1出的交流汇流箱。光伏系统接入厂区中心变电所低压配电房2#变压器低压侧，以0.4kV 等级并网，分布式光伏发电项目方案示意图如下：

2.2.2 电气二次

电站设置一套监控系统，根据电力系统的要求和电站的运行方式，完成对站内线路、开关柜、控制电源、光伏发电设备及逆变器等设备的自动监控。

电站设置一套视频监控系统，实现对主要设备的运行状态、电站安全的监控；配置一套环境监测仪，实时监测日照辐照度、风速、风向、温度、湿度等参数。

2.2.3 通信

本项目需通过无线传输方式上传发电量，并网点配置 1 套无线采集终端装置。低压并网运行信息经采集后统一传输至相关部门。

2.2.4 计量

计量满足广东电网公司《电能计量装置技术规范》的要求。计量表具备双向计量功能，同时将光伏发电系统所发电量的流向定义为正向电流。

2.2.5 防雷接地

本项目建设的屋顶为第三类防雷建筑物，光伏发电的防雷和接地主要依据 GB50057《建筑防雷设计规范》。防雷主要是保护光伏组件、支架免受直击雷损毁，设计包括防雷和接地两部分。

3、光伏组件选型

3.1 光伏组件选型原则

光伏组件要求具备耐火性，能在恶劣环境下稳定、可靠的运行；光伏组件选择市场主流产品，生产和应用技术成熟；光伏组件需得到专业的光伏机构的认证，比如TUV、UL、 ISO 和 VDE 认证等。

3.2 光伏组件技术特点

目前太阳能光伏发电应用技术发展的主流形式为：晶体硅光伏组件电站、薄膜光伏组件电站。

晶体硅光伏组件目前应用最为广泛，包括单晶硅和多晶硅光伏组件，其中单晶硅光伏组件转换效率可达16%～20%，多晶硅光伏组件效率可达15%～17%。本项目选用转换效率较高的单晶硅光伏组件。

4. 项目实施及效果

4.1 项目实施

本项目采用2168块300Wp单晶硅光伏组件，最高转换效率可达 18.35%，设计安装总容量约为750.4kWp，项目基本的配置情况见表 1-1。

表1-1 分布式光伏发电项目设备基本配置表

本项目依托厂区现有2 个平仓彩钢瓦屋顶建设光伏发电系统屋顶面积合计约0.8万m²。装机容量为750.4kWp，共安装 2168 块 300Wp 单晶硅双玻组件，选用 20台36kW 组串式逆变器，4台4汇1交流汇流箱，光伏组件方阵的安装方式于彩钢瓦屋面采用平行安装布置，光伏阵列排布方式主要是 2 排 11 块光伏组件组成一个光伏组件串。光伏逆变器设置于靠近风机与屋面高低差端，光伏子串两端正负极光伏直流电缆通过铝合金线槽汇集至光伏逆变器。光伏阵列所发交流电经并网汇流柜以 0.4kV并网，实现并网发电。

本项目在光伏电站内配置一套环境监测仪，实时监测日照强度、风速、风向、温度等参数，为电站运行和光功率预测评估提供基础数据资料。

本项目在每个仓库屋面增加一套上水系统，配置相应的计量水表，在组件排布屋面安装水龙头，进行喷水清洗，光伏组件清洗后保持其表面干燥，保证光伏系统保持最好的发电效率。

4.2项目实施后的效果

本项目自2018年12月29日顺利并网投产以来，项目年均发电量约60万kWh，按标煤煤耗为360g/kWh 计，每年可为国家节约标煤216 吨/年，同时可以减少二氧化硫排放量1.2吨/年、二氧化碳540吨/年,节能减排效益显著。本项目的顺利投运对相关企业、单位等利用现有基础设施投资建设光伏发电项目启到了积极的宣传示范作用。

5、结语

随着经济的发展我国能源需求持续增长，能源资源和环境问题日益突出，加快开发新能源已成为解决生态环境的必由之路。合理开发利用太阳能，调整资源结构配置，是改善生态环境，实现节能减排的有效途径。

本项目采用“自发自用，余电上网”模式，不仅节约传统资源，减少碳、硫等污染物的排放，而且在一定程度上能发挥积极的宣传示范作用。

参照文献

[1] Q/GDW 480-2010 分布式发电接入电网技术规定

[2] GB 19964-2012 光伏发电站接入电力系统技术规定

[3] GB/T19939-2005 光伏系统并网技术要求

[4] 许晓艳，黄越辉 分布式光伏发电对配电网电压的影响及解决方案 《电网技术》 2018年 第10期

[5] 黄光政，孙琳 分布式光伏发电监控系统研究 《工业仪表与自动化装置》2017年第6期

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