吳正清

廈門市工程檢測中心有限公司

1.4MWp并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)評價實例

吳正清

廈門市工程檢測中心有限公司

化石燃料逐漸短缺，自然生態(tài)環(huán)境日趨惡化，節(jié)能、減排成為當今社會的主旋律。本文簡要地介紹廈門市某商業(yè)城并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電項目的評價技術方案，包括項目基本情況、系統(tǒng)的組成，評價參數(shù)、評價結果等，推算出本工程短期測試的年發(fā)電量、常規(guī)能源替換量、二氧化碳減排量等數(shù)值，促使國家社會開展太陽能，具有廣泛的社會效益。

太陽能；評價；年發(fā)電量；二氧化碳減排量

1　引言

當前，全球資源緊張，氣候變暖對人類的生存和發(fā)展形成嚴峻的挑戰(zhàn)。提倡節(jié)能環(huán)保，發(fā)展低碳經(jīng)濟已經(jīng)是大勢所趨。面對化石燃料的逐漸枯竭和人類生態(tài)環(huán)境的日益惡化，在能源供應方面必須走可持續(xù)發(fā)展道路，逐漸改變能源消費結構，大力開發(fā)利用以太陽能為代表的可再生能源，已逐步成為人們的共識[1]。

我國太陽能資源豐富，開發(fā)利用太陽能是提高可再生能源應用比重、調(diào)節(jié)能源結構的重要組成部分。我國2009年相繼提出了《太陽能光電建筑應用財政資金管理暫行辦法》、金太陽示范工程等鼓勵光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，一系列的政策支持和長遠規(guī)劃讓中國的光伏發(fā)展之路更加寬廣[2]。

太陽能光伏發(fā)電過程簡單，沒有機械轉(zhuǎn)動部件、不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)、無噪聲、無污染。隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的加快和人們生活水平的不斷提高，建筑用電迅速增加，利用太陽能光電轉(zhuǎn)換技術解決建筑物、城市廣場等用能需求，對替代常規(guī)能源、促進建筑節(jié)能具有重要意義。

2　工程概況

本項目地處福建省廈門市，坐標為東經(jīng)119°17′，北緯26°05′，屬于南亞熱帶海洋性氣候帶，年平均溫度20.7℃，極端最低溫度為0℃，極端最高溫度為39℃，年平均日照小時數(shù)為2233.5h，水平面上的年均日照輻射量為1467.3KWh/m2。

本項目所建設的大型建筑光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏方陣、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)等部分構成。用戶側采用低壓380Vac并網(wǎng)形式，光伏發(fā)電站所發(fā)的電量全部供給用戶自己使用。

光伏方陣由3740塊295W多晶硅標準板組成，朝下南擺放且以20°傾角傾斜安裝，電池組件前后排間距為3.0m，太陽光伏電池組件參數(shù)見表1。

3　技術方案

3.1評價參數(shù)

(1)太陽能光伏系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率

(2)短期測試的年發(fā)電量

(3)太陽能光伏系統(tǒng)的常規(guī)能源替換量

(4)太陽能光伏系統(tǒng)的二氧化碳減排量

(5)太陽能光伏系統(tǒng)的二氧化硫減排量

(6)太陽能光伏系統(tǒng)的粉塵減排量

3.2測試數(shù)據(jù)

3.2.1測試樣品

當太陽能系統(tǒng)的太陽能電池組件類型、系統(tǒng)與公共電網(wǎng)關系相同時，且裝機容量偏差在10%之內(nèi)，應視為同一類型太陽能光伏系統(tǒng)。同一類型太陽能光伏系統(tǒng)的被測數(shù)量應為該系統(tǒng)總數(shù)量的5%，且不得少于1套。

3.2.2測試條件

表1 光伏電池組件參數(shù)

(1)在測試前應確保系統(tǒng)正常負載運行3d，測試期間內(nèi)的負載變化規(guī)律與設計文件一致；

(2)短期測試需重復3次，每次短期測試時間應為當?shù)靥栒鐣r前1h到太陽正午時后1h，共計2h；

(3)短期測試期間，環(huán)境空氣的平均流速不應大于4m/s；

(4)短期測試期間，室外環(huán)境平均溫度的允許范圍為年平均環(huán)境溫度±10℃

(4)短期測試期間，太陽能總輻照度不應小于700W/M2，太陽能總輻射照度的不穩(wěn)定度不應大于±50W。

3.2.3測試數(shù)據(jù)

由于本工程太陽能光伏系統(tǒng)均為同一類型，測試完成后數(shù)據(jù)量巨大，本文選用其中一組具有代表性地測試數(shù)據(jù)作為評價依據(jù)，具體測試數(shù)據(jù)詳見表2。

3.3.3數(shù)據(jù)處理

(1)傾斜表面上的太陽總輻照度

表2 太陽光伏系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)(2014年7月18日)

由上述公式可得傾斜表面上的太陽總輻照度，如表3

(2)太陽能光伏系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率、太陽能光伏系統(tǒng)的常規(guī)能源替換量、太陽能光伏系統(tǒng)的二氧化碳減排量、太陽能光伏系統(tǒng)的二氧化碳減排量、太陽能光伏系統(tǒng)的粉塵減排量應按下式計算。

由上述公式求解可得，計算結果見表4

2　結語

通過對本工程的評價，定量地給出1.4MWP并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的常規(guī)能源替換量、二氧化碳減排量等參數(shù)具體數(shù)值，為國家提倡的低碳、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略提供數(shù)據(jù)支持，具有廣泛的社會效益。節(jié)能減排不僅可以緩和社會、經(jīng)濟方面的問題，而且對于自然環(huán)境的保護起到重要作用。太陽能取之不盡，用之不竭，太陽能發(fā)電既環(huán)保又不消耗能源，是國家大力支持和鼓勵發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)，在能源短缺的當今社會，利用可再生能源—太陽能發(fā)電具有廣闊的發(fā)展前景。

表3 傾斜表面上的太陽總輻照度(2014年7月18日)

表4 計算結果

[1]趙春江等太陽能光伏發(fā)電應用的現(xiàn)狀及發(fā)展《節(jié)能技術》第5期2007年9月

[2]林春霖并網(wǎng)光伏發(fā)電工程設計實例《水利科技》2011年第2期