今天，我們對光伏電站發(fā)電原理，光伏電站的開發(fā)、建設(shè)、并網(wǎng)進(jìn)度與手續(xù)全流程，以及光伏電站的組成設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)梳理，具體內(nèi)容如下：

1. 光伏電站的發(fā)電原理

2. 光伏電站開發(fā)、建設(shè)、并網(wǎng)各階段工作與手續(xù)
3. 光伏電站核心組成設(shè)備及其功能

01

光伏電站的發(fā)電原理

光伏發(fā)電是將光伏設(shè)備最終與電網(wǎng)相連，并輸送電力，是當(dāng)今太陽光發(fā)電的主流，具有可再生、無污染等優(yōu)勢。

（光伏發(fā)電原理圖）

具體來講，光伏發(fā)電就是指利用太陽能電池這種半導(dǎo)體電子器件的P-N結(jié)光生伏打效應(yīng)原理有效地吸收太陽光輻射能，通過轉(zhuǎn)換裝置使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式。

太陽電池在陽光照射時產(chǎn)生光電壓現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)。

P-N結(jié)光生伏打效應(yīng)發(fā)電原理

P（代表Positive，正極），N（代Negative，負(fù)極）。對正負(fù)電荷，由于在PN結(jié)區(qū)域的正負(fù)電荷被分離，因而可以產(chǎn)生一個外電流場，電流從晶體硅片電池的底端經(jīng)過負(fù)載流至電池的頂端，這就是 “光生伏打效應(yīng)”。將一個負(fù)載連接在太陽能電池的上下兩表面間時，將有電流流過該負(fù)載，于是太陽能電池就產(chǎn)生了電流。

（光伏發(fā)電系統(tǒng)）

02

光伏電站開發(fā)、建設(shè)、并網(wǎng)工作與手續(xù)

那么，如何建設(shè)一個光伏電站，具體需要哪些流程和手續(xù)？

實(shí)際上，想要建設(shè)一個光伏電站，從光伏電站的開發(fā)、建設(shè)、并網(wǎng)各階段都有具體的工作流程和手續(xù)，主要包含：項(xiàng)目前期考察、項(xiàng)目建設(shè)前期資料及批復(fù)文件、項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施建設(shè)及建設(shè)過程中辦理的手續(xù)、帶電前的必備條件、并網(wǎng)流程和需具備的條件。

一、

項(xiàng)目前期考察與方案設(shè)計(jì)

1. 對項(xiàng)目地形及周邊環(huán)境條件進(jìn)行考察，如:交通、物資采購、市場的勞動力、道路、水電等進(jìn)行考察。

2. 屋頂資源進(jìn)行考察，如屋面面積、朝向、材質(zhì)、設(shè)計(jì)使用壽命、屋面荷載等。了解屋面產(chǎn)權(quán)及所有者希望的合作模式，收集圖紙，核實(shí)屋面現(xiàn)狀是否與圖紙相符，尤其是屋面構(gòu)筑物、設(shè)施情況、屋面防水、隔熱層情況等，了解接入條件。

3. 配電設(shè)施及并網(wǎng)點(diǎn)，主要包括廠區(qū)變壓器容量、變比、數(shù)量、母聯(lián)、負(fù)荷比例等。

4. 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及年負(fù)荷量、消耗負(fù)荷能力、接入系統(tǒng)的電壓等級、接入間隔核實(shí)、送出線路長度廊道的條件和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司的政策等。

二、

項(xiàng)目建設(shè)前期資料及批復(fù)文件

1. 可研階段

（1）委托有資質(zhì)的單位做大型光伏并網(wǎng)電站項(xiàng)目進(jìn)行可行性研究分析、項(xiàng)目備案申請報(bào)告。

（2）進(jìn)入所在省份(市)的備案名單

2.獲得省級/市級相關(guān)部門的批復(fù)文件

3.獲得開工許可證

（1）辦理建設(shè)項(xiàng)目銀行資金證明 (不少于項(xiàng)目總投資的20%）
（2）辦理建設(shè)項(xiàng)目與銀行的貸款意向書或貸款協(xié)議(不高于項(xiàng)目總投資80%）
（3）委托具有資質(zhì)的單位做項(xiàng)目設(shè)計(jì)
（4）獲得項(xiàng)目建設(shè)地建設(shè)局開工許可

三、

項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)

四、

項(xiàng)目實(shí)施建設(shè)

01

物資招標(biāo)采購

組件、逆變器、匯流箱、直流配電柜、支架、箱式變壓器等

02

發(fā)電區(qū)建設(shè)工作

1.基礎(chǔ)澆筑；

2.支架安裝、光伏組件安裝、匯流箱安裝；

3.逆變室、箱變基礎(chǔ)建設(shè)；

4.箱變、逆變器、直流柜、通訊柜設(shè)備安裝調(diào)試試驗(yàn)；

5.電氣連接及電纜鋪設(shè) (組件之間、組件與匯流箱、匯流箱與直流柜、直流柜與逆變器、逆變器與箱變之間)全場接地制作焊接、發(fā)電區(qū)道路建設(shè)。

03

生活區(qū)工作

1.所有房建建設(shè)(SVG室、高壓室、中控室、綜合用房、水泵房及設(shè)備安裝、生活區(qū)道路圍欄、所有房建裝飾裝修、設(shè)備間電纜溝開挖砌筑接地) 等，所有設(shè)備安裝、調(diào)試、試驗(yàn)、保護(hù)調(diào)試、電器連接 (SVG、高壓開關(guān)柜、接地變所有變、降壓變、配電屏、綜合保護(hù)、監(jiān)控安裝、消防設(shè)備安裝、安全監(jiān)控?cái)z像頭) 等;

2.外圍線路建設(shè)、對側(cè)站設(shè)備安裝及對側(cè)站對點(diǎn)對調(diào)、省調(diào)和地調(diào)的調(diào)度調(diào)試等；

3.所有設(shè)備的電纜鋪設(shè)連接并做實(shí)驗(yàn)；

4.電力建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站驗(yàn)收(消缺并閉環(huán))；

5.省電力建設(shè)調(diào)試所安評、技術(shù)監(jiān)督驗(yàn)收(消缺并閉環(huán))；

6.當(dāng)?shù)叵来箨?duì)驗(yàn)收并出具報(bào)告；

7.電網(wǎng)公司驗(yàn)收 (消缺并閉環(huán))；

五、

項(xiàng)目施工過程中需辦理哪些手續(xù)

六、

帶電前的必備條件

七、

并網(wǎng)流程和需具備的條件

03

光伏電站主要組成設(shè)備有哪些？

光伏電站是利用一定數(shù)量太陽能電池組件串聯(lián)后接收太陽光將輻射能轉(zhuǎn)換為一定電壓（逆變器額定電壓）和電流的直流電，接入并網(wǎng)逆變器，通過并網(wǎng)逆變器將電池組件發(fā)出的直流電逆變成符合電網(wǎng)需求的交流電，接入臺區(qū)變壓器下端，并入電網(wǎng)。

建設(shè)一個光伏電站，其組成設(shè)備主要包括電池組件、匯流箱、逆變器、高低壓配電裝置和變壓器等。

（光伏電站的組成）

1、電池組件與支架

電池組件

太陽能電池板，或光伏組件，兩者指的是同一個產(chǎn)品，在光伏電站中承擔(dān)光電轉(zhuǎn)換的設(shè)備。

太陽能電池的基本單元是“電池片”，一定數(shù)量的電池片通過封裝工藝串聯(lián)在一起形成電池組件。目前，光伏電站常用的電池組件有單晶硅電池組件、多晶硅電池組件及非晶硅電池組件三種。

常用的電池組件

（電池板拆解圖）

光伏支架

光伏支架主要分為固定支架及跟蹤支架，固定支架主要包括最佳傾斜角固定式以及固定可調(diào)式，跟蹤支架主要包括平單軸、斜單軸和雙軸支架。與傳統(tǒng)的固定式光伏系統(tǒng)相比，通常平單軸跟蹤技術(shù)能為光伏電站帶來15%~20%的發(fā)電量提升，在一些光照資源豐富的低緯度地區(qū)，甚至能帶來20%以上的發(fā)電量提升。

（左）固定支架，（右）跟蹤系統(tǒng)

2、光伏防雷匯流箱

光伏防雷匯流箱安裝于太陽能電池方陣陣列內(nèi)，主要由監(jiān)控系統(tǒng)、直流斷路器，防雷器、防反二極管、熔斷器等元件組成。它的主要作用是將太陽能電池組件串的直流電纜，接入后進(jìn)行匯流，再與并網(wǎng)逆變器或直流防雷配電柜連接，以方便維修和操作。

理論上來說光伏匯流箱就是將若干個光伏串列接入箱內(nèi)，通過光伏熔斷器和光伏斷路器以及防雷保護(hù)后輸出至光伏直流柜，當(dāng)然這其中還要涉及到監(jiān)控、防雷等一些功能的實(shí)現(xiàn)。

（如圖所示之光伏陣列防雷匯流箱為6路輸入，針對具體設(shè)計(jì)情況需求，輸入電池串列可相應(yīng)增加或減少。）

注意事項(xiàng)：
（1）直流匯流箱中應(yīng)該盡量使用多股阻燃銅線；
（2）如果有空置的防水端子，需要在直流匯流箱上安裝并上緊對應(yīng)尺寸的堵頭；
（3）對外接線時，確保螺釘緊固，防止接線松動，避免發(fā)熱起火；
（4）確保防水端子擰緊，否則有漏水導(dǎo)致匯流箱短路的危險(xiǎn)。

3、并網(wǎng)逆變器

光伏并網(wǎng)逆變器是將光伏組件產(chǎn)生的直流電，轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)節(jié)的交流電的電子設(shè)備。由于并網(wǎng)的電源需滿足上網(wǎng)的質(zhì)量要求，逆變器可調(diào)整電壓波形，用于電網(wǎng)或供負(fù)載使用，可直接影響太陽能光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率，是光伏電上網(wǎng)的必需設(shè)備。

按應(yīng)用場景與功率劃分，光伏逆變器可分為集中型逆變器、組串型逆變器與微型逆變器三種。

不同逆變器產(chǎn)品特性

按逆變器輸出交流電能的頻率，可分為高頻逆變器、中頻逆變器與工頻逆變器。按逆變器輸出的相數(shù)可分為:單相逆變器，三相逆變器。

4、高低壓配電裝置

（高、低壓配電裝置主要用于控制站內(nèi)電能的通、斷，分配及交換，一般有380V、10KV、35KV等電壓等級。）

配電柜是光伏電站配電系統(tǒng)重要的設(shè)備之一，包含各種斷路器、抽屜、控制器等電氣元件，它具有場地占用面積小、結(jié)構(gòu)通用性好、組裝靈活性好、安全性強(qiáng)、技術(shù)性能高等特點(diǎn)。

常見配電柜主要由以下部件組成：
（1）鍍鋅銅母排、絕緣子、電纜、線鼻
（2）斷路器、空氣開關(guān)
（3）雙電源控制器
（4）SPD浪涌保護(hù)器
（5）電壓表、電流表、功率因數(shù)表、多功能液晶顯示表、電能表、指示燈、按鈕
（6）電流互感器、熔斷器
（7）三相轉(zhuǎn)換開關(guān)

5、變壓器

變壓器是一種靜止的電器，它利用電磁感應(yīng)原理把交流電壓轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一種交流電壓。

變壓器按相數(shù)區(qū)分可以分為三相變壓器和單相變壓器；按繞組數(shù)目來區(qū)分，可以分為兩繞組和三繞組變壓器、自耦變壓器；按冷卻介質(zhì)分，可以分為油浸式變壓器、干式變壓器（空氣冷卻式）以及SF6氣體絕緣變壓器。

變壓器并列運(yùn)行的條件：
（1） 變比差不超過0.5％；
（2）短路電壓差不超出10％；
（3）線圈結(jié)線組別相同；
（4）變壓器的容量比，不得超過3:1；
（5）相序相同。

6、通訊系統(tǒng)

典型的大中型分布式光伏電站數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) 。

（1）實(shí)時監(jiān)控光伏電站環(huán)境監(jiān)測儀、直流匯流裝置、直流柜、逆變器、交流柜、電表、電能質(zhì)量分析儀等設(shè)備運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)電池組件、匯流箱和逆變器故障并快速定位故障設(shè)備，縮小設(shè)備巡查范圍。

（2）運(yùn)行實(shí)時監(jiān)控：包括全站實(shí)時監(jiān)控、監(jiān)測統(tǒng)計(jì)查詢、各設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、日負(fù)荷曲線顯示和監(jiān)控設(shè)置功能。系統(tǒng)實(shí)時顯示電站發(fā)電量數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和節(jié)能減排數(shù)據(jù)，匯總計(jì)算電站設(shè)備效率和綜合效率，繪制功率-輻射曲線。

（3）建立用戶光伏數(shù)據(jù)中心和統(tǒng)一運(yùn)維中心，對電站生產(chǎn)運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，評估電站生產(chǎn)運(yùn)行情況，提高電站運(yùn)維管理水平。系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)可實(shí)時上傳國家可再生 能源信息管理中心，企業(yè)集團(tuán)數(shù)據(jù)中心，滿足電網(wǎng)相關(guān)上傳數(shù)據(jù)要求，并為分布式電 站集中監(jiān)控提供接口。

7、其他—35KV饋線保護(hù)柜、遠(yuǎn)動通訊柜

8、其他—計(jì)量柜

對光伏電站送往電網(wǎng)的電量進(jìn)行計(jì)量，作為與電網(wǎng)結(jié)算發(fā)電量的依據(jù)之一，并監(jiān)測送往電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

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