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(电缆敷设、直流柜、逆变器及箱变安装及接线)施工方案
1、工程概况
1.1.工程名称:xxx补项目 1.2.工程地点: 1.3.建设单位: 1.4.设计单位: 1.5.施工单位:
1.6.桩基工程概况:本工程基础按照设计采用地锚螺旋桩基。
2、工程范围
30MW光伏发电光伏方阵(分30个区)接线、直流电缆敷设、直流柜、逆变器及箱变安装。
3、施工方案
3.1 汇流箱的安装、施工时间及人员配备 3.1.1 汇流箱安装
1) 汇流箱订货前根据图纸及控制要求进行复核,确保无误后方可订货; 2) 到货后,开箱检查清查柜内元器件质量及数量,应确保元器件无损坏,导线接线固定可靠;
3)汇流箱安装前,将角钢焊接于支架立柱上,角钢必须保证水平; 4)然后将M8螺栓固定在L型钢上,锁紧。 3.1.2施工时间及人员安排 1)施工时间
计划安装用时4天,即从12月11日开始到12月15日完成。
2)人员安排
电工18人,3人/组,6组。
3)计划情况
每天完成100个左右 ,需4天完成。
3.2电缆线槽敷设、导线敷设,施工时间及人员安排 3.2.1 电缆线槽敷设、导线敷设
1)电气线管安装和导线的敷设应按设计图纸及规范要求进行,当需修改设计时,
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应经业主和设计人员同意,有文字记录才能施工。
2)各系统施工前,做一组样品经业主和监理确认后方可进行施工。
3) 光伏组件线放置于 (电缆敷设、直流柜、逆变器及箱变安装及接线)施工方案
1)根据电站设计图纸确定电池板的接线方式。 2)电池板连线均应符合设计图纸的要求。
3)接线采用多股铜芯线,拧紧,接线前应用专用工具压紧,不能有松动。 4)接线时应注意勿将正负极接反(红线为正极,黑线为负极),保证接线正确。每组串为22块太阳能电池板,电池板连接完毕后,应检查电池板串开路电压是否正确,连接无误后断开一块电池板的接线,保证后续工序的安全操作。
5)将电池板串与汇流箱的连接电缆连接,电缆的金属铠装应接地处理。 3.3.2施工时间及人员安排 1)施工时间
安装计划用时10天,即从11月15日开始到11月25日完成。 2)人员安排
配备人员18人,3人/组,共6组。 3)施工顺序、计划
光伏板接线 → 放线 → 绑扎 → 做电缆头。 先组织15个人员进行放线, 10天时间完成。 3.4 直流电缆敷设
3.4.1 直流电缆(汇流箱至直流柜)敷设 1) 施工顺序
施工准备(做电缆接头)→电缆沟开挖→放线→电缆敷设→电缆的固定→电缆接线。
2)施工工具
压线钳、美工刀、剥线钳、钳子、万用表等电气用具。 3)人员安排
20名电工和30个辅助工人,10人/组,电工4名,辅助工人6名;合计5组。 4) 施工时间
计划在11月21日开始进行电缆敷设,整个周期需要20天时间。 5) 施工方法:
(1)、室外预埋管,要求两端做成喇叭口,并去除毛刺,保持光洁。
(2)、电缆管的弯曲半径符合所穿入电缆半径的规定,每管宜只穿1根电缆。每根电缆管最多不超过3个弯头,直角弯不应多于2个,采用钢管保护时,应在外表涂防
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腐漆、镀锌管锌层剥落处也应涂漆;
(3)、电缆沟深度不低于1.4m;
(4)、直埋敷设电缆的接头配置,应符合下列规定:
接头与邻近电缆的近距,不得小于0.25m;并列电缆的接头位置宜相互错开,且近距不宜小于0.5m;
(4)、管的内径,不宜小于电缆外径或多根电缆包络外径的1.5倍;
(5)、遇到与防雷接地、通讯控制线及高压电缆有交叉或并行排列的地方,应考虑分层处理;
(6)、对于暗敷的套管,做好隐蔽工程记录、验收合格后,方可隐蔽; (7)、电缆敷设
A、电缆及其附件到场后,按要求进行检查: B、电缆技术文件是否齐全;
C、电缆型号、规格、长度是否符合订货要求; D、电缆外观应无损伤,附件齐全; E、电缆封端严密;
F、电缆符合有关的IEC标准,所有的电缆应是新的且电缆的芯线均采用铜芯。 G、电缆敷设前,对电缆进行绝缘测试,低压电缆用1000V摇表测试,动力电缆绝缘电阻不小于10兆欧。
H、电缆敷设采用支架滚动敷设,这样可以避免电缆受到过大的应力。
I、电力电缆和控制电缆分开敷设,在电缆沟内敷设时,控制电缆在电力电缆的下方,和各种设备及管道距离符合要求。
J、电缆敷设时,先编好电缆表,安排好先后顺序以避免交叉。
K、电缆在电缆头附近留足备用长度,其最小弯曲半径不得小于其外径的10倍,中间不允许有接头。
L、电缆的两端,转弯处挂电缆牌,电缆牌的内容编号、电缆规格型号、起始端。
M、电缆的封头
1)、交联电力电缆的封头严格按生产厂家的电缆收缩密封剂或环氧树脂。 2)、户外电缆进线箱的电缆进线
3)、当电缆进入电缆进线箱,每根电缆采用合适的夹件来固定; 3.4.2 直流电缆(直流柜至逆变器)敷设
(电缆敷设、直流柜、逆变器及箱变安装及接线)施工方案
1) 施工顺序
施工准备(做电缆接头)→ 放线 → 电缆的固定→电缆接线。 2)施工工具
扳手。 3)人员安排
10名电工和10个辅助工人,4人/组,电工2名,辅助工人2名;合计5组。 4) 施工时间
计划在11月28日开始进行电缆敷设,整个周期需要15天时间,每天完成2个逆变器室的安装。
5) 施工方法:
(1)、用砂纸将电缆槽支架的毛刺打磨光滑;
(2)、电缆敷设前,对电缆进行绝缘测试,低压电缆用1000V摇表测试,动力电缆绝缘电阻不小于10兆欧。
(3)、电缆的两端,转弯处挂电缆牌,电缆牌的内容编号、电缆规格型号、起始端。
(4)直流柜至逆变器电缆采用ZR-YJV-1kV-2*95,6根,每台直流柜至逆变器器分别接3根3.5米和5米。
3.4.3 高压电缆敷设 1) 施工顺序
施工准备(做电缆接头)→ 放线 → 电缆的固定→电缆接线。 2)施工工具
扳手。 3)人员安排
10名电工和10个辅助工人,4人/组,电工2名,辅助工人2名;合计5组。 4) 施工时间
计划在11月21日开始进行电缆敷设,整个周期需要15天时间,每天完成2个逆变器室的安装。
1)本标段电缆敷设采用的方式有人力敷设法和机械敷设法。
A、对于小截面的电缆采用人力敷设法,在一些敷设条件不好的地方,如转弯半径较小处,可装平铁滑轮、转角滑轮和钢管等辅助装置,以确保电缆按规范要求敷设。
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B、对于大截面的电缆采用机械敷设法。根据以往的施工经验,用电缆输送机敷设电缆,不但节约了大量的时间,而且可提高劳动生产率,以确保施工进度的准时实现。机械敷设电缆,还能确保电缆的完好,并降低工程造价。
2)动力电缆、控制电缆严格按施工图纸要求分层政敷设。
3)电缆盘处必须设专人负责,根据拟定的电缆敷设清册及顺序架设电缆盘,电缆必须从电缆盘的上方引出,施放时电缆盘的转动速度应和电缆的 引速度相匹配。
4)在每次电缆敷设时,由总负责人指定电缆敷设指挥者,所有敷设人员应听从指挥者的统一发令。指挥者在敷设过程中,应对敷设路径进行巡视,并随时通过对讲机与电缆敷设终点设备负责人联系,以使掌握电缆敷设到位情况。
5)每根电缆敷设完毕后要及时进行整理,并将附在电缆外皮上的泥土及脏物擦干净,在桥架转弯处、竖井上下处、桥架向上向下弯头处、直线段桥架每隔一
6)电缆敷设一次到位,即每根电缆敷设完毕后,及时将电缆穿入盘、箱内,以防电缆遭受不必要的损伤。电缆敷设在易积粉尘或易燃的地方时,采用封闭电缆槽或穿电缆保护管。
7)电缆的弯曲半径不小于其外径的10倍,电缆保护管的弯曲半径须满足上述要求。 8)在电缆两端应挂有标明编号并可长期识别的标志牌。 9)电缆敷设完毕,电缆两端应及时加以封闭。
10)严禁敷设有明显机械损伤的电缆。电缆敷设时,要防止电缆之间及电缆与其它硬质物体之间的磨擦。
3.5、主要电气的安装: 3.5.
1、直流柜和逆变器的安装 1)安装计划
安装时间:逆变器室具备设备搬运的条件。拟计划从12月1号开始,每天3组,大约5天时间。
2)人员配置
30人,10人/组,3组。 3)施工工具
16吨吊车二台,平板车4辆,液压车4辆,滚管和吊带若干。 4)施工顺序
A、直流柜订货前根据图纸及技术规范书要求进行复核,确保无误后方可订货;
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B、到货后,开箱检查清查柜内元器件质量及数量,应确保元器件无损坏,导线接线固定可靠;
C、箱安装前,做好基础槽钢的制安工作,槽钢埋设前除锈调直,并按图纸标高安装,再进行水平校正,其水平误差每米不大于 1mm,累计不超过5mm。槽钢基础用扁钢和接地网可靠连接。
D、用吊车将设备吊至平板车上,运至逆变器是附近,然后用吊车卸下,通过液压车和滚管将设备就位;就位时一定保证设备完好,无明显划痕和摩擦。
E、设备固定好后,要进行内部检查、清扫,柜内各构件间连接牢固,各种设备擦干净,柜内没有杂物,盘面标志牌标志齐全,正确并清晰。
3.5.2 变压器,我方采用汽车吊,将变压器吊至拖运架,再由拖架将变压器拖运到基础,再用4台液压千斤顶降至基础上。
(1)、变压器附件安装升高座安装:安装前先完成电流互感器的试验;电流互感器出线端子板应绝缘良好,其接线螺栓和固定件的垫块应紧固,端子板应密封良好,无渗油现象,应使电流互感器铭牌位置向油箱外侧,放气塞位置应在升高座的最高处。
(2)、瓷套管安装:瓷套管表面应无裂缝、伤痕,套管、法兰颈部及均压环内壁应清擦干净,套管应经试验合格;充油套管无渗油现象,油位指示正常,油标应面向外侧,套管末屏应接地良好。
(3)、压力释放器安装:压力释放器的安装方向应正确;阀盖和升高座内部应清洁,密封良好;电接点应动作准确,绝缘良好。
(4)、储油柜安装:储油柜安装前应清洗干净,柜中的隔膜应完整无破损。 (5)、油位表安装:油位表动作应灵活,油位表的指示必须与储油柜的真实油位相符,不得出现假油位。油位表的信号接点位置正确,绝缘良好。净油器安装:内部应擦拭干净,吸附剂应干燥,其滤网安装方向应正确并在出口侧;油流方向应正确。散热器、油泵、油流继电器安装:打开散热器两端管口密封,其内部应清洁,外部无损伤,安装前用合格的绝缘油经净油机循环冲洗干净,安装完毕后应即注满油。油泵转向应正确,转动时应灵活无异常噪声、振动或过热现象。油流继电器应经校验合格,安装方向正确。
(6)、吸湿器安装:吸湿器与储油柜间的连接管的密封良好,管道应畅通,吸湿剂应干燥,油封油位应在油面线上。气体继电器安装:气体继电器安装前应校验合格,安装时其顶盖上标志的箭头应指向储油柜,其与连通管的连接应密封良好。
(电缆敷设、直流柜、逆变器及箱变安装及接线)施工方案
(7)、测温装置的安装:温度计安装前应进行校验,信号接点应动作正确,导通良好;顶盖上的温度计座内应注以合格变压器油,密封应良好。
3.5.2、配电装置施工
与电气盘、柜安装有关的建筑物、构筑物的建筑工程质量,要符合国家现行的招考式程施工及验收;
屋顶、楼板施工完毕,不得渗漏;结束室内地面工作,室内沟道无积水、杂物; 预埋件及预留孔符合设计要求,预埋件牢固;
门窗安装完毕:进行装饰工作时有可能损坏已安装设备或设备安装后不能再进行施工的装饰工作全部结束;
装有空调式通风装置等特殊设施的,须安装完毕,投入运行。
配电装置基础安装根据施工图的要求,先用合格的材料及定出基础的实际位置,同时对土建的预埋件进行清理,测量埋件的标高,以标高最高的一块埋件作标准,计算出槽钢与埋件之间垫铁的厚度,随后将垫铁及槽钢安放到位置上去,校正标高及水平尺寸,用电焊将压脚槽钢、垫铁、及埋件焊接牢固并与接地网接通,提前通知业主方及监理方验收。低压盘、柜的基础型钢安装后,其顶部要高出抹平地面10㎜,35KV、6KV开关柜按产品的技术要求执行。
电气盘、柜就位及安装按事先确定的顺序领运配电柜开关室附近,由液压小车或滚筒滚动到位。将单个开关柜校正、固定,柜间的固定采用螺栓、柜底脚固定采用电焊焊接,固定完毕验收合格。为了不损坏室内地坪,应在拖动或滚动路线上铺一层橡皮,再适当铺层板。开关柜的安装须严格按制造厂及规范的要求,其垂直度和水平度符合规范要求,并做好自检记录。安装就位后定期测量记录绝缘情况并采取针对性的措施。
检查及调整检查盘、柜内断路器的密封情况、分合闸性能、操动机构弹簧储能性能,并按断路器使用说明书要求进行调整。盘、柜及其内部设备与各构件间连接须牢固。成套柜的机械闭锁、电气闭锁可靠、准确;动、静触头的中心线保持一致,触头接触紧密;二次回路铺助开关的切换接点动作准确、可靠。机械或电气连锁装置动作正确可靠,断路器分闸后,隔离触头才能分开;二次回路连接插件接触良好。
3.5.3、母线装置的安装要求 A、母线的连接应采用螺栓连接。
B、母线间或母线与电器端子搭接面间必须保持清洁,并涂以电力复合脂。 C、母线在支柱绝缘子上固定时要符合下列要求:母线固定金具与绝缘子间的固定
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平整牢固,保证所支持的母线不受到额外应力;固定金具或其他金具不构成闭合磁路;在支柱绝缘子上固定支点,每一段设置一个,并且位于全长或两母线伸缩节中点。
D、母线连接安装方法严格按设计图及厂家安装说明书的要求进行。
E、设备的成品保护出于施工现场环境较复杂,安装好以后的配电柜相当容易受到操作及污染,为此必须采取相应的保护措施。设备安装以后及时用塑料薄膜对设备面漆进行保护,必要时应以防水罩加以覆盖。随后用临时电源将盘内的加热器投运,以防止盘内的电气设备绝缘受潮。如盘、柜安装在易受其它设备操作的地点,应及时搭设防护棚,并挂警示牌。盘、柜的日常维护由安装盘、柜的各班组负责。各施工班组如需在盘内施工,可将防水罩的部分移去,施工完毕应及时恢复。专业工地设专职检查员,进行日常检查,发现问题及时督促各施工班组整改。
3.5.4、电缆桥架的施工
电缆桥架及支吊架施工安装桥架前,必须清除桥架上的脏物和边上的毛剌;桥架及支吊架的护层必须完好。电缆支架固定牢固、横平竖直、整齐美观。各支吊架的同层横档在同一水平面上时,其高低偏差不大于5㎜,桥架支吊架沿桥架走向左右的偏差不大于8㎜。电缆桥架的支架间距不小于2m,层间距离大于250㎜;在同一直线段上的支架间距要求均匀,层间距离相同。桥架安装时不得使用电火焊切割,必须使用机械切割方式进行,所有切割断口要做好防腐处理,拼接接口美观。电缆桥架的连结必须使用配套的连接片及其它通用的配件,并采用螺丝连接。电缆桥架在安装后要求立即清理,将桥架内的施工废料的遗留物清理掉。电缆桥架接地牢固、可靠,整条线路和接地网相连的接地点不小于2点。
3.5.5、电缆敷设
1)对电缆设施的要求电缆敷设区域内的桥架必须在电缆敷设前完工。每次电缆敷设前,要对本次电缆敷设区域内的电缆设施再次检查,仔细清理桥架内的遗留物,将各种施工废弃物及时清理干净,以确保电缆敷设后电缆外表的清洁,保护管、套管穿好牵引铅丝或钢丝。电缆层内如照明度不足,需将设足够的安全照明。
3.5.2施工准备措施
2)施工前将需敷设的电缆盘集中堆放在各自的电缆盘支架上。搬运电缆时,要防止电缆松散及受伤,电缆盘按电缆盘上箭头所指方向滚动。
3)施工前认真核对电缆盖上的规格、型号、电压等级与需敷设电缆进行对照,敷设的电缆型号、规格必须符合设计要求。
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4)敷设前对整盘电缆进行绝缘测试,检查电缆绝缘是否合格。1KV以下的动力电缆用1000V兆殴表,控制电缆用500V兆殴表,6KV以上电缆用2500V兆殴表,并做好原始记录。
5)准备好需敷设电缆的临时标签牌。
6)在敷设前定出电缆敷设总负责人,来指挥整个电缆敷设工作。电缆敷设总负责人要明确各施工人员的具体任务及职责。
7)技术人员及时将各系统各区域的电缆清册汇总到总负责人手中,进行统筹安排,并根据敷设计划,制定出统一的劳动力使用计划及电缆的使用计划。
8)所有电缆敷设过程中所用到的工、器具在敷设前检修完毕,并准备到位。 3.5.6电缆敷设实施方案
1)本标段电缆敷设采用的方式有人力敷设法和机械敷设法。
A、对于小截面的电缆采用人力敷设法,在一些敷设条件不好的地方,如转弯半径较小处,可装平铁滑轮、转角滑轮和钢管等辅助装置,以确保电缆按规范要求敷设。
B、对于大截面的电缆采用机械敷设法。根据以往的施工经验,用电缆输送机敷设电缆,不但节约了大量的时间,而且可提高劳动生产率,以确保施工进度的准时实现。机械敷设电缆,还能确保电缆的完好,并降低工程造价。
2)动力电缆、控制电缆严格按施工图纸要求分层政敷设。
3)电缆盘处必须设专人负责,根据拟定的电缆敷设清册及顺序架设电缆盘,电缆必须从电缆盘的上方引出,施放时电缆盘的转动速度应和电缆的 引速度相匹配。
4)在每次电缆敷设时,由总负责人指定电缆敷设指挥者,所有敷设人员应听从指挥者的统一发令。指挥者在敷设过程中,应对敷设路径进行巡视,并随时通过对讲机与电缆敷设终点设备负责人联系,以使掌握电缆敷设到位情况。
5)每根电缆敷设完毕后要及时进行整理,并将附在电缆外皮上的泥土及脏物擦干净,在桥架转弯处、竖井上下处、桥架向上向下弯头处、直线段桥架每隔一
6)电缆敷设一次到位,即每根电缆敷设完毕后,及时将电缆穿入盘、箱内,以防电缆遭受不必要的损伤。电缆敷设在易积粉尘或易燃的地方时,采用封闭电缆槽或穿电缆保护管。
7)电缆的弯曲半径不小于其外径的10倍,电缆保护管的弯曲半径须满足上述要求。 8)在电缆两端应挂有标明编号并可长期识别的标志牌。 9)电缆敷设完毕,电缆两端应及时加以封闭。
(电缆敷设、直流柜、逆变器及箱变安装及接线)施工方案
10)严禁敷设有明显机械损伤的电缆。电缆敷设时,要防止电缆之间及电缆与其它硬质物体之间的磨擦。
3.6电缆接线
引入盘、柜的电缆排列整齐,标志清晰,避免交叉,并固定牢固,不得使所接的端子排受到机械应力。
控制电缆接线,每个盘柜宜由同一人作业,以防止差错。布置同一型号电缆应采用同变度,保持间距一致、平整美观。电缆芯线确保无伤痕。单股线芯弯圈接线时,其弯曲方向要与螺栓紧固方向一致;多股软线芯要压接接线鼻子后,再与端子连接。导线与端子或绕线柱接触须良好,每个接线端子的每侧接线为一根,不得超过2根,导线在端子的连接处留有适当余量。备用芯的留用长度为盘内最高点。
控制电缆线芯的端头要有明显的不易脱落、褪色的回路编号标志。 控制电缆接线正确,本工程控制电缆一次接线正确率要求达到99%以上。 电缆、导线确保无中间接头。延起到至关重要的作用,因此必须按照设计与规范要求,毫无遗漏地、高质量地完成电缆防火封堵施工。防火封堵材料必须经过技术或产品鉴定,并经监理/业主同意。由于防火封堵施工专业性较强,所以在本标段施工中,我方将指派专业的、技术熟练的作业人员进行电缆防火封堵施工。
光伏发电
光伏发电是根据光生伏打效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件.外文名:Photovoltaic power generation.
1、概念:
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电,理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。多晶硅电池效率在16%至17%左右,单晶硅电池的效率约18%至20%。光伏组件是由一个或多个太阳能电池片组成。
光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场可提供电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。
2、原理:
光伏发电,其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
白天采用高能vcz晶体发电板和太阳光互感对接和全天候24 小时接收风能发电互补,通过全自动接收转换柜接收,直接满足所有家电用电需求。并通过国家信息产业化学物理电源产品质量监督检验中心检测合格。
光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。有了电压,就像筑高了大坝,如果两者之间连通,就会形成电流的回路。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子,如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子,就成为带负电的N型半导体;若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子,形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,空穴由N极区往P极区移动,电子由P极区向N极区移动,形成电流。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等,就形成P-N结。然后采用丝网印刷,将精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂一层防反射涂层,电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件,就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框,正面覆盖玻璃,反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备,就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电,需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储,也可输入公共电网。发电系统成本中,电池组件约占50%,电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。
2006年的光伏行业调查表明,到2010年,光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。
3、发展现状与趋势:
据前瞻网《2013-2017年中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》调查数据显示,2011年,全球光伏新增装机容量约为27.5GW,较上年的18.1GW相比,涨幅高达52%,全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中,有将近20GW的系统安装于欧洲,但增速相对放缓,其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%,分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%,其装机量分别为2.2GW,1.1GW和350MW。此外,在日趋成熟的北美市场,去年新增安装量约2.1GW,增幅高达84%。
其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家,2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍,2011年电池产量达到20GW,约占全球的65%。截至2011年底,中国共有电池企业约115家,总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家,占总产能的53%;在100MW和1GW之间的企业共63家,占总产能的43%;剩余的38家产能皆在100MW以内,仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。
无论从世界还是从中国来看,常规能源都是很有限的,中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。
在今后的十几年中,中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统,包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发展潜力巨大,配合积极稳定的政策扶持,到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦,年发电量可达1300亿千瓦时,相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业,中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长,并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。
中国电力(02380)宣布,截至去年底止的全年总发电量和总售电量。根据公司的初步统计,撇除联营公司之电厂,辖下各电厂全年的合并总发电量为5185.9万兆瓦时,比去年同期增加3.44%,合并总售电量为4920.4万兆瓦时,按年增3.82%。
4、系统分类:
光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。
1、独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统,太阳能户用电源系统,通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
2、并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。
光伏发电实例
可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。 并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,还没有太大发展。而分散式小型并网光伏,特别是光伏建筑一体化光伏发电,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流
5、系统组成:
光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。其部分设备的作用是:
电池方阵
在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池,分为单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
蓄电池组
其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是:a.自放电率低;b.使用寿命长;c.深放电能力强;d.充电效率高;e.少维护或免维护;f.工作温度范围宽;g.价格低廉
控制器
是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素,因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
逆变器
是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,而负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载。
跟踪系统
由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统,一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太阳的光照角度时时刻刻都在变化,如果太阳能电池板能够时刻正对太阳,发电效率才会达到最佳状态。世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度,将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中,也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论,需要地球经纬度地区的的数据和设定,一旦安装,就不便移动或装拆,每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数;原理、电路、技术、设备复杂,非专业人士不能够随便操作。把加装了智能太阳跟踪仪的太阳能发电系统安装在高速行驶的汽车、火车,以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上,不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯,智能太阳跟踪仪都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳!
6、特点:
与常用的火力发电系统相比,光伏发电的优点主要体现在: ①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电; ⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。 缺点:
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。 ③发电成本高。
7、应用领域:
一、用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
四、石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
五、家庭灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
六、光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。
七、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。
八、其他领域包括:(1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。
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