太阳能屋顶并网发电方案
(3kW)
目录
一、前言 (3)
二、太阳能环境分析 (5)
三、太阳能发电系统技术 (6)
（一）太阳能发电技术简介 (6)
（二）标准型太阳能发电系统 (7)
（三）离网型太阳能发电系统架构 (9)
四、小型并网太阳能发电系统设计 (11)
（一）、小型并网太阳能发电系统的构成 (11)
1、客户对系统的要求 (11)
2、系统方案 (11)
（二）太阳能电池板与太阳能电池模组的选择 (12)
1、太阳能电池板串联 (13)
2、采用3kW并网型逆变器构成3kW系统 (14)
（三）分布式直流配电箱设计 (15)
（四）并网型光伏逆变器设计与选用 (15)
（五）交流配电箱设计 (17)
（六）、防雷设计 (18)
（七）、工程用材料 (18)
（八）、设备总表 (18)
1、3kWp太阳能系统前端设备总表 (18)
五、屋顶并网太阳能发电系统发电量估算 (20)
六、实际工程案例 (22)
一、前言
全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。从美国能源部对全世界各国能源消耗及污染物排放统计，截至2006年，中国发电总装机容量及总电耗已经达到世界第二，GDP总量为世界第三，大气污染物排放已经接近第一的美国水平，单位GDP排放水平在世界前十大GDP国家中居首位，比法国、日本和美国分别高出10.2、5.5和3.5倍。
随着中国加入京都协议签约，中国将于2012年开始承担排放对世界环境污染的义务。中国的GDP快速增长，能源消耗也不断快速增长，由于火力发电等煤燃烧，排放物对大气的污染越来越严重，可能在近两年内成为世界第一大污染排放国，从最近的世界经济大国首脑峰会都会邀请中国参加，而且每次必谈环境问题来看，世界对中国的节能减排的压力不断增大，中国政府也不断出台节能减排的支持措施，甚至采取强制措施。最近出台对太阳能发电的财政补贴，太阳能与风能上网电价补贴政策，正在制定中的能源消费税政策等，都体现了对高污染能源的限制，对清洁能源开发利用的支持。
中国政府为了支持和鼓励企业和民间大力发展新能源，出台了一系列政策。
2005年，世行明确大于500瓦的光伏系统也可得到REDP项目补贴；在2005年9月的例行审查中，澄清了系统的补贴范围（详见《REDP项目光伏系统销售赠款合格标准”的通知》项目办光伏（2005）第006号）。根据世行对REDP项目的要求以及在过去一年对大系统补贴方面专家提出的意见，项目办对《500瓦以上光伏系统的补贴规定（试行）》进行了修改
2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施
2006年1月5日国家发改委发布《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源发电有关管理规定》
2006年4月20日国务院能源领导小组审议《可再生能源中长期发展规划》
2006年5月30日财政部下发《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》
2006年11月13日国家发改委、财政部联合下发《促进风电产业发展实施意见》
2009年，财政部将启动“金太阳示范工程”，用中央财政补贴光伏发电。资金来自“可再生能源专项资金”，支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化，并形成规模化。按照财政部经济建设司的规划，预计在2-3
年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。除了财政补贴，扶持方式还将有科技支持和市场拉动。原则上每省（含计划单列市）示范工程总规模不超过20兆瓦。据悉，对并网光伏发电项目，原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50％给予补助；其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70％给予补助；对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的方式给予支持。分析认为，这是继太阳能屋顶计划后，财政部再次出台光伏发电补贴计划。两者区别在于前者主要针对家庭或企业自用但发电不上网，此次针对并网发电计划，也就是说今后家庭或企业自建太阳能并网发电项目，其上网的电价将得到50%的补贴，这将增加家庭或企业自建太阳能项目的主动性，对太阳能新能源企业构成不小的刺激，尤其是龙头企业的影响会更大。
2009年，财政部、住房和城乡建设部出台了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，意见中明确提出实施“太阳能屋顶计划”,对光电建筑应用示范工程予以资金补助、鼓励技术进步与科技创新、鼓励地方政府出台相关财政扶持政策、加强建设领域政策扶持等一系列原则措施。现阶段在经济发达、产业基础较好的大中城市积极推进太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化示范;积极支持在农村与偏远地区发展离网式发电,实施送电下乡等有关规定,更是给太阳能技术的应用指明了方向。以太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化为突破口,可能在短期内让人们看到应用太阳能的诸多好处,也有利于今后大面积推广,激发产业资本投资太阳能领域的积极性。太阳屋顶政策限定示范项目必须大于50kW，即需要至少400平方米的安装面积，一般居民建筑很难参与，符合资格的业主将集中在学校、医院和政府等公用和商用建筑。考虑财政部补贴之后，度电成本可降至0.58元/kWh。光伏上网电价是否能在火电上网电价上给予溢价仍不明确，但即使没有溢价，由于发电成本低于电网销售电价，业主仍有动力建设光伏项目以发电自用，替代从电网购电。何况可以期待地方政府给予额外的补贴政策，发电成本将进一步下降。
考虑财政部补贴之后，度电成本可降至0.58元/kWh。光伏上网电价是否能在火电上网电价上给予溢价仍不明确，但即使没有溢价，由于发电成本低于电网销售电价，业主仍有动力建设光伏项目以发电自用，替代从电网购电。
《京都议定书》形成了CDM（清洁发展机制）、JI（联合履行机制）及ET（国际排放交易机制）三种碳交易机制。虽然根据公平及“共同但有区别的责任”的原则，不限定发展中国家减排，允许发达国家之间互相转让交换排放量。
碳交易市场前景广阔，有关专家预测，2012年全球碳交易市场有望超过石
油市场成为全球第一大市场。据世界银行的预测，中国将占到2010年世界总CDM （清洁发展机制）潜力的35%至45%。
依据联合国的规定，发达国家及其企业使用现代技术帮助发展中国家通过投资风力或水力发电，或改造能源设施等以达到减少温室气体排放的目的，由此产生的碳减排额度允许互相转让，即可以通过一定的组织形式进行买卖。按照国际市场惯例，规定排放到大气中的每吨ＨＦＣ污染性气体或二氧化碳相当于一个“份额”，即为一个“碳信用”单位，每减少１吨二氧化碳的排放量，就可获得等量排放权。公司如果没有用完分配给它们的“碳信用”，即可把剩余的额度卖给需要更多“碳信用”的企业。目前国际市场每个“碳信用”配额每吨CO2的转让价格通常为１５美元至１８美元。
二、太阳能环境分析
根据科学家测算，太阳照到地球上的能源总量达到12000TW（12000百万兆瓦），实际可开采利用的也达到600TW，是世界上最大的能源来源。
太阳能是取之不竭、用之不尽的、真正绿色环保的能源。太阳能的利用，正好与人们的工作时间相同，能源利用效率高，这就是为什么世界各国都在大力发展太阳能发电的根本原因。
福建气候福建靠近北回归线，受季风环流和地形的影响，形成暖热湿润的亚热带海洋性季风气候，热量丰富，全省70%的区域≥10℃的积温在5000-7600℃之间，雨量充沛，光照充足，年平均气温17-21℃，平均降雨量1400-2000毫米，是中国雨量最丰富的省份之一，气候条件优越，适宜人类聚居以及多种作物生长。气候区域差异较大，闽东南沿海地区属南亚热带气候，闽东北、闽北和闽西属中亚热带气候，各气候带内水热条件的垂直分异也较明显。
表1 我国主要城市的辐射参数表
泉州市的地理位置是：
东经117°34′～119°05′和北纬24°22′～25°56′之间。
三、太阳能发电系统技术
太阳能发电系统，就是利用太阳能的光能或热能转化为电能的电力系统。（一）太阳能发电技术简介
目前世界上太阳能转换成电能的方式主要有三种：
1、利用太阳能的光能，通过半导体的太阳能电池板，直接转化成电能，是太阳能发电系统的主要方式；
2、利用太阳能的热能，将水加热成高温高压的水蒸气，再利用汽轮机，将高温高压的水蒸气转化为机械能，带动发电机发电；
3、利用太阳能的热能，通过烟囱形成的热对流原理，形成高速气流，推动风力发电机转化成电能。
本章主要讨论直接利用太阳能电池板，将太阳能光能直接转化成电能的技术。太阳能发电（光伏发电）技术有以下一些方式：
1、标准型太阳能发电系统：采用单晶硅或多晶硅电池板，固定朝向正午太
阳能方向安装，直接将太阳的光能转换成直流电能，标准型发电系统的发电效率通常在14%~18%；
2、太阳能自动跟踪的标准型太阳能发电系统：采用单晶硅或多晶硅电池板，通过能自动朝向太阳能方向的塔架安装，直接将太阳的光能转换成直流电能，自动跟踪系统的发电效率通常在16%~20%；
3聚光型太阳能发电系统：采用在太阳能电池板前加装聚光镜，以加强太阳光能的强度，从而提高太阳能发电效率，减少硅片的使用量，聚光型太阳能发电通常采用自动跟踪系统，聚光型发电系统发电效率通常在20%~25%；
4、透光型太阳能电池板发电系统：采用单晶硅或多晶硅电池板，能部分透光，适合建筑物顶部作为屋顶，发电同时还可以减少室内照明用电需求，透光型发电系统一般效率在10%左右；
5、透视型太阳能电池板发电系统：在玻璃内添加硅电池材料，使玻璃既能发电又能透视，通常适合于太阳能玻璃幕墙，透视型发电系统一般效率在5%~6%左右；
6、薄膜型太阳能电池板发电系统：将太阳能电池板做成薄膜，用于覆盖在建筑物外表，用于发电，薄膜型太阳能发电系统一般效率在3%~8%左右。 考虑到相对较低的投入来发电，一般在场地比较廉价时，对外观设计要求不高，通常采用标准型太阳能发电系统。
（二）标准型太阳能发电系统
标准型太阳能发电系统依据输出供电模式，通常分为并网型和离网型两种，如下图所示：
离网型独立AC 输出供电系统
离网型独立AC 输出供电系统主要是为没有交流市电的地区，且没有配备后备柴油发电机的，允许交流供电中断的用户，如西部农村区域，仅考虑照明、电
交流負載
视等家用电器。太阳能板白天将阳光转化为直流电力，给蓄电池充电储能，当需要用电时，逆变器将蓄电池的电力转化为220V 交流电供负载；当蓄电池的电量放光后，自动停止供电。
离网型混合AC 供电系统
离网型混合AC 输出供电系统也主要是为没有交流市电的地区，配备有后备柴油发电机的，允许交流供电短时中断的用户，如西部农村区域、海岛、通信基站等，可考虑家用电器、较重要的设备供电。太阳能板白天将阳光转化为直流电力，给蓄电池充电储能，当需要用电时，逆变器将蓄电池的电力转化为220V 交流电供负载；当蓄电池的电量放光前，自动启动辅助发电机组供电，同时给蓄电池再次充电，此供电系统可在保证短时间间断的供电基础上，最大化使用太阳能供电，降低辅助发电机的燃油消耗。
离网型主备用AC 供电系统
离网型主备用AC 输出供电系统主要是为具有交流市电、且供电状况不是十分好的地区，且没有配备后备柴油发电机的，允许交流供电短时中断的用户，由太阳能发电系统和交流市电供电，如农村区域、通信基站等，可考虑家用电器、较重要的设备供电。太阳能板白天将阳光转化为直流电力，给蓄电池充电储能，当需要用电时，逆变器将蓄电池的电力转化为220V 交流电供负载；当蓄电池的电量放光前，自动切换到市电供电，同时给蓄电池再次充电，此供电系统可在保证短时间间断的供电基础上，最大化使用太阳能供电，降低市电的使用率。
太陽電池 組列
充電 控制器
放電 控制蓄電池
交流負載
直/交流
整流器
輔助 發電機
PCU
并网型AC供电系统
大型太阳能发电系统通常采用并网型AC供电系统。太阳能发出的电能与市电供电线路并联，给负载供电。这种电路架构非常简单，不需要蓄电池储能，太阳能发电直接送给负载或市电中。但是，当市电停电时，直/交流电力转换器会自动停止输出，以防止太阳能供电系统过载损坏，因此，此供电线路不能保证负载的不间断供电。当负载需要的电能少于太阳能发电系统输出的电能时，太阳能系统给负载供电的同时，将多于的电力送往市电（即卖电给电力公司），当太阳能系统电能不足以给负载供电时，太阳能电能全部提供给负载，不足部分由市电补充（即从电力公司买电）。当前国内要实现与市电直接并联供电，还存在许多障碍。
（三）离网型太阳能发电系统架构
离网型太阳能发电系统主要由太阳能电池板、充电控制器、蓄电池组、直/交流转换器及市电与太阳能电相互切换的开关ATS、防雷系统及远程监控系统组成，主电路如下图所示：
考虑采用此电路架构，主要是因为：
a)在不能实现并网供电情况下，主要为负载提供太阳能电，当太阳能电不
足以满足负载要求时，再由市电补充提供电能。
b)当电力公司允许太阳能电并网时，只需要更换直/交流转换器就能实现
并网供电，以降低系统改造成本。
离网型主备用太阳能发电系统示意图
四、小型并网太阳能发电系统设计（一）、小型并网太阳能发电系统的构成
小型并网太阳能发电系统主要由下列部分构成：
?太阳能电池模组；
?太阳能电池板支架；
?直流配电箱（含防雷模块及信号）；
?太阳能并网逆变器；
?交流配电箱（含防雷模块、计量表及ATS）；
?屋顶避雷针、接地网、等电位、设备防雷；
?太阳能发电系统的监控（包括直流配电箱、太阳能并网逆变器、分布式交流配电箱、电力防雷器件、低压配电系统、发电输电状况等）。
1、客户对系统的要求
?该太阳能发电系统用于屋顶太阳能并网电源系统；
?太阳能功率为3kW，以用户自用电为主，多余电能送给电网；
?该系统采用屋顶斜面安装架构或平屋顶标准支架安装架构；
2、系统方案
该太阳能发电系统供率很小，仅为3kW，因此，并网点为家庭电源并网接入。
方案电路图如下：
由3kWp并网逆变器构成的3kW系统示意图
（二）太阳能电池板与太阳能电池模组的选择
对于标准型太阳能发电系统，我们可以选用单晶硅太阳能电池板或多晶硅太阳能电池板。一般情况下，当建设空间受限或场地成本较高时，优先选用效率高的单晶硅或多晶硅太阳能电池板。
为减少电力电缆的布线及线路复杂度及系统的可用性，本设计尽量采用功率大的太阳能板，并网逆变器可考虑户内安装，设计如下：
根据所选用的并网逆变器模块规格，允许输入的直流电压范围为
150Vdc-450Vdc，最大功率为2kWp或3kWp，太阳能方阵采取串联和/或并联方式，接入并网逆变器，其设计如下：
1、太阳能电池板串联
对于3kW系统，太阳能电池板串联后构成一组，其开路电压不能超过并网逆变器的最高输入电压，且能尽量地提高太阳能板串联后的输出电压，以便满足逆变器最大功率输出，选择由9块165Wp薄膜电池板串联，则：
每组最高开路输出电压：29.13Vdc X 9 = 262.2Vdc
每组额定输出电压： 22.8Vdc X 9 = 205.2Vdc
每组额定输出功率： 165Wp X 9 = 1485Wp
每台逆变器总输出功率：1485Wp X 2 = 2970Wp
光伏组件的选型
为了有效利用太阳光，必须选择光电转换效率高的光伏组件作为系统的发电单元。项目采用了 SKY-190M 型的单晶硅太阳能电池组件，其参数见表 2。
表 2
项目名称技术参数
峰值功率190W
峰值电压36.6V
峰值电流 5.19A
开路电压44.9V
短路电流 5.49A
尺寸1580*808*35mm
重量16kg
开路电压温度系数-0.31%/℃
工作温度-40℃～+85℃
2、采用3kW并网型逆变器构成3kW系统
输入为2路各1.65kW输入，如下图所示：
采用3kW并网逆变器的电路
此时，并网逆变器每路输入功率为：1.485kW X 1 = 1.485kW (<1.8kW) 每台并网逆变器实际输出功率为：1.485kW X 2 = 2.97kW
（三）分布式直流配电箱设计
分布式直流配电箱是将太阳能电池组矩阵的直流输出，按照太阳能控制器的要求分成若干个符合控制器输入电压及电流要求组，并通过该配电箱汇合后集中将电能送入太阳能控制器。因为太阳能电池组放置在室外，为避免被其它物体遮挡阳光，通常放置在最高处，很容易遭受到雷电袭击，因此，太阳能电池模组需要做好雷电防护。该分布式直流配电箱内部配置了防雷模块，以保护太阳能控制器免受雷电袭击。
其中，对防雷器件，采用带辅助触点的器件，当雷电造成防雷器件损坏后，辅助触点闭合，可以给出故障信号，同时因为雷击大电流流经直流电缆，导致保护熔丝熔断，防止再次雷击造成后面设备（如防逆二极管模块及并网逆变器）的损坏。当雷击故障发生后，维护人员收到监控发出的故障及定位信息，能及时对损坏器件进行更换修复。
当太阳能电池板开路、熔丝熔断或防逆二极管损坏，造成一组太阳能方阵没有输出，通过对逆变器的输入状况分析，可以告警并定位故障。
直流配电箱与并网型逆变器使用数量相同，如下：
（四）并网型光伏逆变器设计与选用
逆变器的选择
并网逆变器是光伏发电系统的核心部件和技术关键。并网逆变器可将光伏组
件发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制。项目根据安装容量选择SUG3000逆变器，采用世界先进的高频技术，最大转换率97.2%，MPPT 跟踪精度高达99.5%。最大功率点电压可达500V，可串联更多的电池板，减少直流端损耗；高品质的产品和全天候室内外应用。IP65的保护等级可以保证设备在各种恶劣环境下仍然稳定工作。其参数见表 1。
所选并网逆变器为户外型，采用分散式逆变并网供电模式，每台可接入14串或2串165W多晶硅太阳能电池板：
3kW系统采用3 kW并网逆变器时：
尚高电子太阳光电电力调节器
产品特色：
?采用数个最大功率追踪器，以获得各串太阳光电模组之最佳输出功率；
?宽广的直流输入电压范围；
?全数位控制，以减少零组件及增加可靠度；
?无低频变压器设计可降低重量与体积；
?远端监控系统；
?符合美国、欧洲与日本安全规格要求。
应用范围：
?市电并联型发电系统；
?独立型发电系统；
?混合型发电系统。
太阳能并网发电逆变器模组
（五）交流配电箱设计
交流配电箱用来隔离太阳能并网发电系统与市电，并提供雷电防护与电力计量。
该交流配电箱可以每路接入1台并网型逆变器，为了保护电力线路不遭受雷电袭击，采用了8/20μs，40kA的防雷模块，对每相进行雷电防护。
（六）、防雷设计
太阳能系统的防雷，包括避雷针、引下线、接地体、等电位、气象站、电源线路及信号线路防雷。
本设计仅为家庭用户安装太阳能发电装置，一般屋顶均安装有避雷网，但由于太阳能板外框为尖锐金属体，很容易通过太阳能板外框受到雷电直接袭击，为了防护太阳能系统，应在屋顶最高部位安装避雷针，并通过避雷网直接接地，同时，太阳能板外框也需要通过避雷网接地。
为了防止感应雷电对太阳能板，直流配电箱，并网逆变器，交流配电箱以及通过市电线路对用电设备的雷电损坏，在直流配电箱和交流配电箱内分别安装了防雷器件。
（七）、工程用材料
设备齐备后，现场工程包括：太阳能支架、电力电缆、信号电缆、工程五金材料等需要准备，材料的用量取决于现场状况。
（八）、设备总表
1、3kWp太阳能系统前端设备总表
五、屋顶并网太阳能发电系统发电量估算
根据福建日照条件
—多年平均太阳日辐射量（斜面）Ht = 12,952 kJ/m2*d
首先，将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射量Ht，转换成在标准光强下的平均日辐射时数H：
H = Ht × 2.778／10000h（h）
式中：2.778／10000（h·m2/kJ）为将日辐射量换算为标准光强（1000W/m2）下的平均日辐射时数的系数。
因此，泉州标准光强（1000W/m2）下的平均日辐射时数H和年平均日辐射时数Ha为：
H = 12,952 * 2.778 / 10000 = 3.598 （h）
Ha = H * 365 = 1,313.3 （h）
系统效率按η=90%估计，日发电量与年发电量计算公式如下：
W = Pr * H * η
Wa = Pr * Ha *η
式中：
W ：日发电量(kWh)；
Pr：太阳能系统实际峰值功率(kWp)；
H ：日平均日辐射时数（h）；
Ha：年平均日辐射时数（h）；
屋顶分布式光伏电站设计及施工方案
设 计 方 案 恒阳 6 月
1、项目概况 一、项目选址 本项目处于山东省聊城市，位于北纬35°47’~37°02’和东经115°16’~116°32 ‘之间。地处黄河冲击平原，地势西南高、东北低。平均坡降约1/7500，海拔高度27.5-49.0米。属于温带季风气候区，具有显著的季节变化和季风气候特征，属半干旱大陆性气候。年干燥度为1.7-1.9。春季干旱多风，回暖迅速，光照充分，太阳辐射强；夏季高温多雨，雨热同季；秋季天高气爽，气温下降快，太阳辐射减弱。年平均气温为13.1℃。全年≥0℃积温4884—5001℃，全年≥10℃积温4404—4524℃，热量差异较小，无霜期平均为193—201天。年平均降水量578.4毫米，最多年降水量为1004.7毫米，最少年降水量为187.2毫米。全年降水近70%集中在夏季，秋季雨量多于春季，春季干旱发生频繁，冬季降水最少，只占全年的3%左右。光资源比较充分，年平均日照时数为2567小时，年太阳总辐射为120.1—127.1千卡/cm^2，有效辐射为58.9—62.3千卡/cm^2。属于太阳能资源三类可利用地区。
结合当地自然条件，根据公司要求的勘察单选定站址，并充分考虑了以下关键要素： 1、有无遮光的障碍物（包括远期与近期的遮挡） 2、大风、冬季的积雪、结冰、雷击等灾害 本方案屋顶有效面积60m2，采用260Wp光伏组件24块组成，共计建设6.44KWp屋顶分布式光伏发电系统。系统采用1台6KW光伏逆变器将直流电变为220V交流电，接入220V线路送入户业主原有室内进户配电箱，再经由220V线路与业主室内低压配电网进行连接，送入电网。房屋周围无高大建筑物，在设计时未对此进行阴影分析。 2、配重结构设计 根据最新的建筑结构荷载规范GB5009- 中，对于屋顶活荷载的要求，方阵基础采用C30混凝土现浇，预埋安装地角螺栓，前后排水泥基础中心
聚光太阳能发电 ?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体
加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日
2塔式太阳能热发电系统就是在空旷得地面上建立一高大得中央吸收塔,塔顶上安装固定一个吸收器,塔得周围安装一定数量得定日镜,通过定日镜将太阳光聚集到塔顶得接收器得腔体内产生高温,再将通过吸收器得工质加热并产生高温蒸汽,推动汽轮机进行发电。 3图示可以说为塔式太阳能热发电系统工作流程示意图。 对各个部件进行说明。 冷凝器:发电厂要用许多冷凝器使汽轮机排出得蒸汽得到冷凝,变成水，重新参加循环。 不同颜色得线条表示不同温度得工质。 4在大面积聚光方法中,与槽式聚光方式相比,塔式聚光有以下优点: 1)槽式得聚光比小,一般在５0左右,为维持高温时得运行效率,必须使用真空管作为吸热器件。而塔式得聚光比大,一般可以达3００到150０,因此可以使用非真空得吸热器进行光热转换,热转换部分寿命优于依赖于真空技术得槽式聚光技术。 2) 由于有大焦比,塔得吸热器可以在５０0℃到1５00℃得温度范围内运行,对提高发电效率有很大得潜力。而槽式得工作温度一般在400℃以内，限制了发电透平部分得热电转换效率。接收器散热面积相对较小,因而可得到较高得光热转换效率。 ５.塔式太阳能热发电系统得组成按照供能得不同主要由定日镜系统、吸热与热能传递系统(热交换系统) 、发电系统3部分组成。 定日镜场系统实现对太阳得实时跟踪,并将太阳光反射到吸热器。 位于高塔上得吸热器吸收由定日镜系统反射来得高热流密度辐射能,并将其转化为工作流体得高温热能。 高温工作流体通过管道传递到位于地面得蒸汽发生器,产生高压过热蒸汽，推动常规汽轮机发电。 由于太阳能得间隙性，必须由蓄热器提供足够得热能来补充乌云遮挡及夜晚时太阳能得不足,否则发电系统将无法正常工作。 ６大汉兆瓦级太阳能塔式热发电站由集热岛、热能储存岛与常规岛构成。集热岛包括定日镜场、吸热器系统与吸热塔。 吸热器为过热型腔式吸热器,吸热塔高１18 m,过热型腔式吸热器安装在吸热塔9２m 标高处。热能储存岛由高温子系统、低温子系统组成,高温蓄热工质为导热油。低温子系统就是1 个100 ｍ3得饱与蒸汽蓄热器,工质为饱与水蒸气。常规岛由1 台8、4 t/h 得燃油辅助锅炉与1、5 兆瓦得汽轮发电机组构成。 ?热力循环过程包括两个方面：
合同编号： 屋顶太阳能光伏发电项目合作协议 (最新版) 甲方： 乙方： 签订地点： 签订日期：年月日 说明：本文为word格式，下载后可直接打印使用
甲方： 乙方： 鉴于：甲方为大面积建筑屋顶的产权人，乙方为专业从事太阳能光伏发电的企业，双方拟在（自治区）省市的太阳能屋顶光伏发电项目（以下简称“本项目”）上进行合作。为支持自治区新能源建设，经友好协商，特签署以下意向性协议： 一、合作模式 1、甲方根据乙方要求提供符合太阳能发电要求的部分所属建筑屋顶及相应电气设备用房等场地，协助乙方建设、运营和维护太阳能项目，通过电价折扣的形式获得收益。乙方为太阳能项目的投资方和管理方，负责太阳能项目的投资建设与运营，通过出售电力获取收益。 2、项目合作期限为30年，自甲方将场地实际交付乙方使用之日起算。 二、具体合作事宜 1、待乙方完成本项目前期的调查、核准等程序，甲方将按乙方的要求将其屋顶出租予乙方，使用面积暂定为平方米（具体屋顶使用面积待本项目可研、设计方案出台后，按本项目实际占用屋顶面积计算）。 2、甲方向乙方提供用于光伏发电的建筑屋顶的具体位置、范围及周边建筑规划等情况由甲乙双方另行约定。 3、本项目正式发电后，甲方使用其屋顶光伏电站所发出的电，
并以当地电网电价的暂定九折向乙方支付电费，最终电价由双方协商决定。 三、甲方的权利义务 1、甲方负责为乙方实施本项目预留并提供各项必要条件，使出租屋顶满足项目建设要求。 2、甲方同意向乙方提供前述楼房的产权证明和建筑物设计图纸，并取得原设计单位等出具的《建筑物承载复核意见》。 四、乙方权利义务 1、乙方为本项目的投资方、业主，本项目的产权、出售电力所得收益。 2、本项目电站的设计需经有资质的设计院盖章确认，乙方应遵照设计院出具的图纸进行建设施工，未经设计院批准，不得随意变更。 3、乙方保证本项目的建设科学、谨慎，项目建成后，屋面仍具备应有的抗风、抗雪、防水功能，不会对甲方的生产经营活动产生影响。 4、乙方拟聘的本项目电站的实施方案，需经甲方认可。 5、双方在对屋面或太阳能电池板安排检修维护时，均应事前书面通知对方，双方均应给予积极配合。 6、在租赁期内若因乙方工程和运营原因造成的屋顶维修保养问题应由乙方负责并承担费用。 五、违约责任
屋顶光伏发电施工方案 安装屋顶光伏发电屋顶类型: 一般情况下分为水平屋顶和斜屋顶，水平屋顶即屋顶是平面的，主要以水泥屋顶为主。斜屋顶包括彩钢斜屋顶和陶瓦屋顶。若以地区划分的话，南方一般以角度大的斜屋顶资源为主；中部地区兼有，而东北地区则大部分是陶瓦屋顶资源。 日常用电单位为千瓦时，安装洛阳智凯太阳能光伏发电系统通常以功率单位千瓦来计算。安装设备位置主要以向阳面为主，根据面积可测算安装的光伏发电系统大小，详细参考如下表： 各类屋顶光伏发电施工方案： 1）水平屋顶：在水平屋顶上，光伏阵列可以按最佳角度安装，从而获得最大发电量；并且可采用常规晶硅光伏组件，减少组件投资成本，往往经济性相对较好。但是这种安装方式的美观性一般。 2）倾斜屋顶：在北半球，向正南、东南、西南、正东或正西倾斜的屋顶均可以用于安装光伏阵列。在正南向的倾斜屋顶上，可以按照最佳角度或接近最佳角度安装，从而获得较大发电量；可以采用常规的晶体硅光伏组件，性能好、成本低，因此也有较好经济性。并且与建筑物功能不发生冲突，可与屋顶紧密结合，美观性较好。其它朝向（偏正南）屋顶的发电性能次之。 3）光伏采光顶：指以透明光伏电池作为采光顶的建筑构件，美观性很好，并且满足透光的需要。但是光伏采光顶需要透明组件，组件效率较低；除发电和透明外，采光顶构件要满足一定的力学、美学、结构连接等建筑方面要求，组件成本高；发电成本高；为建筑提升社会价值，带来绿色概念的效果。 立面安装、侧立面安装形式主要指在建筑物南墙、（针对北半球）东墙、西
墙上安装光伏组件的方式。对于多、高层建筑来说，墙体是与太阳光接触面积最大的外表面，光伏幕墙垂直光伏幕墙是使用的较为普遍的一种应用形式。根据设计需要，可以用透明、半透明和普通的透明玻璃结合使用，创造出不同的建筑立面和室内光影效果。 双层光伏幕墙、点支式光伏幕墙和单兀式光伏幕墙是目前光伏幕墙安装中比较普遍的形式。目前用于幕墙安装的组件成本较高，光伏系统工程进度受建筑总体进度制约，并且由于光伏阵列偏离最佳安装角度，输出功率偏低。除了光伏玻璃幕墙以外，光伏外墙、光伏遮阳蓬等也可以进行建筑立面安装。 因每一个用户住宅都是不一样的结构，需要通过专业的场地分析、设备选择和业主的需求设计一套符合业主的发电需求、资金预算、房屋结构的系统施工方案。
聚光太阳能热发电技术 中国科学院电工研究所: 王志峰杜凤丽 1．发电原理和技术分类 聚光太阳能热发电（以下简称太阳能热发电）是通过光-热-功的转化过程实现发电的一种太阳能发电技术形式。发电原理为：反射镜将太阳光反射聚集到吸热部件上，产生高温蒸汽或空气，然后利用常规的发电循环实现发电。 根据聚光方式的不同，太阳能热发电技术主要点聚焦和线聚焦系统。点聚焦系统是将太阳光聚集到中央吸热器上，包括塔式和碟式；而线聚焦系统则把太阳光聚集到线性的集热管上，包括槽式和菲涅耳式。 塔式 碟式 槽式 菲涅耳式 各种聚光热发电技术的技术性能如下表所示：
表1 各种太阳能热发电技术性能 注：(d) =示范，(p) = 预计，ST 蒸汽轮机，CC 联合循环，SE斯特林机，GT 燃气轮机 各种太阳能热发电技术投入商业化应用的时间不同，因此技术的成熟程度也不尽相同。其中，槽式技术由于最早（1984年）投入商业化应用，电站运行经验相对丰富，因此是目前已建和在建装机容量中占比最多的技术类型。塔式电站虽然数量上没有槽式电站多，但是由于运行温度高、系统效率高，有后来居上之势。菲涅耳式也有小规模的示范电站，目前正在西班牙进行规模化电站建设（30MW）。碟式斯特林技术虽然系统效率最高，然而由于技术开发难度大，只是在今年年初才有首座1.5MW的电站投入运行。
2．优点 可再生能源发电面临的主要挑战之一是如何把能量储存起来，实现电力的可调节性。太阳能热发电的一个显著特点是其输出电力稳定，电力具有可调节性，可以满足尖峰、中间或基础负荷电力市场需求。太阳能热发电站可以设计蓄热系统，在云遮或日落后，蓄存的热能可以被释放出来，使汽轮机持续运行，从而保证输出电力的稳定性，并增加全负荷运行时数。此外，太阳能热发电站也可以和传统的蒸汽或联合循环电站整合（混合发电）。化石燃料辅助太阳能电站的循环，在提高汽轮机的最佳利用状态和电力输出可靠性方面都具有优势。 太阳能和光伏电力输出曲线
塔式与槽式太阳能热发电技术 塔式太阳能热发电 塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能。 塔式太阳能热发电特点 塔式电站的优点： １．聚光倍数高，容易达到较高的工作温度，阵列中的定日镜数目越多，其聚光比越大，接收器的集热温度也就愈高； ２．能量集中过程是靠反射光线一次完成的，方法简捷有效； ３．接收器散热面积相对较小，因而可得到较高的光热转换效率。 塔式太阳能热发电的参数可与高温、高压火电站一致，这样不仅使太阳能电站有较高的热效率，而且也容易获得配套设备。虽然这种电站的建设费用十分昂贵，美国的ＳｏｌａｒＯｎｅ电站初次投资为１．４２亿美元，成本比例为：定日镜５２％、发电机组、电气设备１８％、蓄热装置１０％、接收器５％、塔３％、管道及换热器８％、其它设备４％。但随着制镜技术的提高和规模的增大，定日镜成本将大幅度降低。以美国Ｓｕｎｌａｂ为代表的研究部门以及Ｓａｒｇｅｎｔ＆Ｌｕｎｄｙ评估机构对塔式太阳能热发电的成本作出了预测图１。Ｓｕｎｌａｂ基于８．７ＧＷ规模预计到２０２０年塔式太阳能热发电的成本最终可达到约３０～４０＄ＭＷｈ，即每度电３～４美分；Ｓａｒｇｅｎｔ＆Ｌｕｎｄｙ基于２．６ＧＷ规模预计到２０２０年塔式太阳能热发电的成本最终可达到５０～６０＄ＭＷｈ，即每度电５～６美分。与常规化石能源发电相比，如果算上环境污染的成本，那么塔式太阳能热发电的前景将更加广阔。美国能源部主持的研究结果表明；在大规模发电方面，塔式太阳能热发电将是所有太阳能发电技术中成本最低的一种方式。 我国塔式太阳能热发电技术发展状况 随着太阳能利用技术的迅速发展，从２０世纪７０年代中期开始，我国一些高等院校和科研院所，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础试验研究，并在天津建造了一套功率为ｌｋＷ的塔式太阳能热发电模拟装置。 《中国新能源与可再生能源１９９９白皮书》指出：我国太阳能热发电技术的研究开发工作早在７０年代末就开始了，但由于工艺、材料、部件及相关技术未得到根本性的解决，加上经费不足，热发电项目先后停止和下马。国家“八五”计划安排了小型部件和材料的攻关项目，带有技术储备性质，目前还没有试验样机，与国外差距很大。 近几年来，中国工程院院士张耀明教授带领南京春辉科技实业有限公司南京玻璃纤维研究设计院三所科技人员，在太阳能热发电研究领域中，取得了自动跟踪太阳、聚光、
幻灯片1 太阳能热发电种类 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 幻灯片3 6.3 碟式太阳能热发电系统 ●碟式太阳能热发电系统是利用旋转抛物面的碟式反射镜将太阳聚焦到一个焦点。 ●碟式系统的太阳能接收器也不固定，随着碟形反射镜跟踪太阳的运动而运动，克服了 塔式系统较大余弦效应的损失问题，光热转换效率大大提高 ●碟式接收器将太阳聚焦于旋转抛物面的焦点上，而槽式接收器则将太阳聚焦于圆柱抛物 面的焦线上，因此碟式接收器可以产生高温。 幻灯片4
幻灯片5
幻灯片6 系统特性 ●高聚光比：500-2000 ●聚光表面温度：1000-1300℃ ●效率高：28-30% ●面积不可能太大，因此功率1~50kW。 ●太阳能利用效率高：国外文献报道：该系统可将85.6kW的辐射能转化成26.75kW 的电
能，最高效率31.25% ●发电规模灵活，安装简便，不需用水沙漠等缺水区域可用。 幻灯片7 系统组成 ●碟式抛物面太阳能聚光器 ●碟式太阳能集热器 ●斯特林发动机 ●发动机及电输出系统 幻灯片8 碟式抛物面太阳能聚光器 小聚光镜组合式 结构简单，造价低 间隙，面积利用率低 镜面张膜式 结构简单，造价低 聚光镜拼接式 面积利用率高，精度高 幻灯片9 碟式太阳能集热器 ●间接式集热器 ●相变换热，碱金属（钠、钾，钠钾合金等） ●热量传递快、容量大，温度恒定 相变式、热管式、混合式 ●直接式集热器 ●温度分布极不均匀 发电不稳定，不均匀 幻灯片10 斯特林发动机（引擎） ●Stirling Engine ●苏格兰牧师、物理学家、热力学家——Robert Stirling ●1816年，申请专利。 ●热机、外燃机 ●理论效率——最大效率，卡诺循环效率
工商业屋顶分布式光伏发电系统可 研报告 目录
称............................................................................ (1) 二、地理位置........................................................................... (1) 三、太阳能资源........................................................................... (1) 四、工程地质........................................................................... (2) 五、区域经济发展概况........................................................................... . (2) 六、工程规模及发电量........................................................................... . (2) 七、光伏系统设计方案........................................................................... . (3) 八、光伏阵列设计及布置方案........................................................................... .. (3) 九、电力接入系统方案........................................................................... . (3) 十、监控及保护系统........................................................................... . (3)
太阳能光伏发电系统 屋顶安装手册 支架安装系统可简单、安全地在您的屋顶上安装太阳能电池板。PV装配支架及瓦质屋顶配置体系，可在很多普通瓦质甚至混凝土质的屋顶上安装太阳能板架。此手册向你阐明屋顶配置体系的正确安装方法及屋顶构架的相关信息。同时, 我们还可以告诉您如何在屋顶上安装一些坚固的倾斜配件。 此手册分为九个部分，分别向您提供最新、最实用的安装信息及技术。这样既可安全有效的完成工作，又可以降低劳动力成本。此手册分为以下几个部分： ●PV安装系统的组成部分 ●屋顶构架的主要信息 ●如何安装屋椽 ●如何使用底座配件安装太阳能板 ●如何使用快速支撑杆在新建房屋屋顶进行安装 ●支持沟槽的太阳能板配件 ●瓦质屋顶安装体系 ●安全说明
推荐工具 安装部件
屋顶结构 任何型号的太阳能板都能有序得安装到屋顶上。也就是说，他们必须安全得嵌入到屋顶的结构上，譬如托板或托梁。结构配件可以防止暴风、地震、大雪带来的灾害，还可以阻止其渗进屋顶，给该体系提供一个倾斜灵活的连接件。 PV安装体系的特别设计专用于机械工程并通过了工业负载测试。在每平方英尺可承载50镑的情况下，安装体系通过了升降负载的检测。我们所独有的突出支撑条设计，可使您在使用相关的轻铝测量计下也可完成最小倾斜角度的支撑。 安装体系是使用“从上至下”的配置方法。这个独特的创新可使安装者把螺栓准确得插入到椽上。此项产品发明之前，所有的太阳能板几乎都是从其板架尾部拧到屋椽上的。
所有的太阳能板夹钳装置都是太阳能板 专用的，并且为每一个太阳能板的生产商所检验。 接下来的部分，我们会告诉你大多数屋 顶安装条件的有用信息。 现在我们假定安装人员有屋顶构 造的基本知识并了解使用何种相 关工具。但是，我 们的方法可以使用大大减少劳动力和时间。我们非 常感激您选择我们的安装系统，我们也希望这个安 装向导可以帮你迅速、有效的积累经验。 安全性：安装人员应该使用标准的梯子进行安装作业，并且是在屋顶干燥的情况下。切忌在大风 天进行安装。检查所有的工具、太阳能板及相关部 件，防止它们从屋顶滑落。安 装 过程 中 ，为了 防 止伤 害 发生， 最 好带上 安 全帽。 屋顶类型： 屋椽和高梁：大部分现代屋顶都由结构框架组成，包括屋椽或一些构造部件。传统屋椽的尺寸为2”×6”。构架的几何形状一般都是在工厂预 先制造好的，然后才转到建筑地点。 此构架通常被用在安装太阳能的家庭中。每一个和我们KHCK 安装体系一样的屋顶支撑体系都会精确的运行。屋顶角度的测量可划分为12份，例 如12分之3 ，12分之4，12分之5。这些 例子说明屋 架的高度依赖于对水平线的测 量。 此手册中，我们考虑了所有的屋椽情况。大 部分屋椽可分为12”，16”或者24”。现代支撑 合板中心的屋椽为48”。因此，PV 配置系统往往 被设计成48”。所有屋顶的配件设施应被摆放为48”，只有达到这个合理的距离，你才可以使结 构性配件正确得连接到屋椽上，同时，使屋顶的 负载得到平均分配。 覆板：盖住屋椽的屋顶通常包括三种类型的材料： 1、屋顶外部合板。 2、OSB 是定向绳索板的缩写，它已经成为现 在房屋 建设的标准材料。这种材料包括压
屋顶分布式光伏电站 施工方案
第一章、编制说明 第一节、编制目的 本施工组织设计是光伏发电项目第一阶段提供较为完整的纲领性文件，我们将依据设计图纸和现场施工条件编制可操作的施工组织设计，以其用来指导工程施工与管理，确保优质、高效、安全文明地完成工程施工任务。 第二节、编制说明 1、本项目位于XXXX，不管在经济和文化上都有着自己深厚的基础和强劲的发展势头，各项基础设施已日臻完善。 拟建的光伏发电项目将改善城市及当地环境，提高城市品位将起到重要的作用。 2、严格按照国家及地方管理的有关规定，对施工现场进行管理，建立人员档案制度。 3、严格按照国家质量标准和有关规定组织施工，实施本项目的质量体系工作。 4、针对本工程的特点，结合、在工程建设施工中所积累的实践经验和在以往同类型工程施工成功经验，本着实事求是的科学态度，编制本工程的施工组织设计。 第三节、编制依据： 1、依据该项目设计图。 2、国家及地方现行的施工验收规范、规程、标准、规定等； 《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》 《陆地用太阳电池组件总规范》 《低压成套开关设备基本试验方法》
《低压成套开关设备》 《系统接地的型式及安全技术要求》 《低压电器基本试验方法》 《钢结构设计规范》 《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》（电力工程部分） 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 《建筑电气工程施工质量验收规范》 第二章、工程概况 第一节、工程总体概况 1、地理条件： 该项目位于XXXX市，交通便利、地势平坦，现场布置条件好，适宜施工。 2、建设条件： （1）丰富的太阳光照资源，保证很高的发电量； （2）便利的交通、运输条件和生活条件，为施工提供充足的运输工具； （3）建设点场地开阔、平坦，非常符合建设光伏电站； 3、工程内容： 本项目屋顶有效面积60m2，采用260Wp光伏组件24块组成，共计建设6.44KWp屋顶分布式光伏发电系统。系统采用1台6KW光伏逆变器将直流电变为220V交流电，接入220V线路送入户业主原有室内进户配电箱，再经由220V线路与业主室内低压配电网进行连接，送入电网。 第二节、项目总工期
聚光太阳能发电?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收
器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高
塔式太阳能热发电技术浅析 14121330 彭启 1.前言 太阳能热发电是利用聚光器将太阳辐射能汇聚，生成高密度的能量，通过热功循环来发电的技术[1]。我国太阳能热发电技术的研究开发工作始于70年代末，一些高等院校和科研所等单位和机构，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础实验研究，并在天津建造了一套功率为lkW的塔式太阳能热发电模拟实验装置，在上海建造了一套功率为lKW的平板式低沸点工质太阳能热发电模拟实验装置[2~3]。 目前主流的太阳能热发电技术主要有4种方式：塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔式[4]，这4种太阳能光热发电技术各有优缺点。 塔式太阳能聚光比高、运行温度高、热转换效率高，但其跟踪系统复杂、一次性投入大，随着技术的改进，可能会大幅度降低成本，并且能够实现大规模地应用，所以是今后的发展方向。槽式技术较为成熟，系统相对简单，是第一个进入商业化生产的热发电方式，但其工作温度较低，光热转换效率低，参数受到限制。碟式光热转换效率高，单机可标准化生产、既可作分布式系统单独供电，也可并网发电，但发电成本较高、单机规模很难做大。线性菲涅尔式结构简单、发电成本低、具有较好的抗风性能，但工作效率偏低、且由于发展历史较短，技术尚未完全成熟，目前处于示范工程研究阶段。 2.发电原理与系统 塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能[5]。 塔式太阳能热发电系统，也称集中型太阳能热发电系统，主要由定日镜阵列、高塔、吸热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮发电机组等部分组成，基本原理是利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热介质中，再利用高温介质加热水产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。 塔式太阳能热发电系统中，吸热器位于高塔上，定日镜群以高塔为中心，呈圆周状分布，将太阳光聚焦到吸热器上，集中加热吸热器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐，然后用泵送入蒸汽发生器加热水产生蒸汽，利用蒸汽驱动汽轮机组发电，汽轮机乏汽经冷凝器冷凝后送入蒸汽发生器循环使用。在蒸汽发生器中放出热量的传热介质重新回到低温蓄热罐中，再送回吸热器加热。塔式太阳能热发电系统概念设计原理系统如图1所示。 图1 塔式太阳能电站系统流程示意图
屋顶太阳能发电系统安全操作规程为加强并网太阳能发电系统的日常管理，保证太阳能系统正常供电运行的目的，特制定本规程。 太阳能发电系统说明： 并网太阳能发电系统由太阳能电池方阵，太阳能逆变器、并网配电箱和电表等组成。 太阳能电池方阵：将方阵并联在一起，连接到逆变器输入端，逆变器发出的电经电表计量后输送给电网。 太阳能逆变器为太阳能系统的核心部件，它将太阳能电池组件发出的直流电转化为三相交流电源。当电网停电或晚上没有阳光时，它会自动停止工作，处于待机状态。 太阳能发电系统安全操作 一、在打开系统前，确保系统各个部位之间连接完好。 1、太阳能光伏板和太阳能逆变器的连接：连接是否完好，需要工作人员用万能表检测太阳能电池板输出端是否有电压，检查光伏组件连接线路是否断路等。 2、逆变器和电表的连接：连接是否完好，需要工作人员用万能表检测逆变器输出端是否有电压，检查交流线路是否断路等。 3、配电柜的连接：配电箱的连接线是否松动及柜内含有空气开关，确保其功能正常，连接完好。 4、打开市电控制开关，确保其连接到逆变器上。
二、检查完毕无误后，将逆变器的直流输入，旁路输入空气开关 打开，此时逆变器启动，逆变器的液晶显示屏和指示灯会打开，系 统就可运行。 三、逆变器为智能仪器，可观察逆变器LED显示窗口的各种提示，不许人为操作；如：当电压过高或过低时，逆变器会自动关闭系统，此时逆变器会发出警报声，需要人员关掉逆变器，并检查原因。 太阳能系统日常维护 一、每月开展一次太阳能电池板的清洁工作，光伏板检修内容主 要是看太阳能供电系统和电池组是否全部正常运行。 二、检查光伏板的太阳能电池的颜色，连接情况，模板，压模玻璃，以及框架有无松脱和毁坏。有关情况应记录在维护/维修日志。 如有损坏，立即更换。每次可对光伏板表面进行清洁，这样可增加 系统的发电量。根据现场实际情况，可适当增加清洁次数。 1、钢支架维护程序 钢支架维护内容主要是看钢支架是否出现生锈现象，若有，即 除掉表面生锈部分，然后刷防锈油漆；检查太阳能电池组件安装部 分是否出现螺丝松动现象，若有，应立即上紧螺丝。 2、太阳能逆变器维护： 1）确定各参数值设置正常。2）确定设备处于完好待命状态。 3）保持设备清洁、干燥，保持室内通风；远离水源、火源；勿 将细小的金属物品等置于仪器顶部。
屋面太阳能热水系统 编写时间： 2008年05月 屋面太阳能热水系统 一、太阳能建筑 1 太阳能建筑被建筑界认为将成为现代建筑的发展趋势。 太阳能建筑是指用太阳能代替部分常规能源为建筑物提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能，以满足或部分满足人们生活和生产需要的建筑。 2 太阳能建筑的发展阶段： 第一阶段： 被动式太阳房。它是一种完全通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及材料、结构的恰当选择、集取、蓄存、分配太阳热能的建筑。 第二阶段： 主动式太阳房。它是一种以太阳能集热器、管道、风机、泵、散热器及贮热装置等组成的太阳能采暖系统或与吸收式制冷机组成的太阳能采暖和空调建筑。 第三阶段： 零能耗房屋。利用太阳能电池等光电转换设备提供建筑所需的全部能源，完全用太阳能满足建筑采暖、空调、照明用电等一系列功能要求的建筑。 3 现阶段我国发展太阳能建筑的必要性。 目前在常规能源少，建筑能耗大的情况下，要求环境保护以及实现全面小康要求等因素共同作用下，我国大力发展太阳能建筑迫在眉睫。 降低建筑能耗的需要： 我国建筑总能耗约占社会终端能耗的27.6%，其中，北方城镇建筑采暖和农村
生活用煤约为 1.6亿吨标准煤/年，占我国2004年煤产量的11.4%，建筑用电和其他类型的建筑用能折合电力总计约为5500亿千瓦时/年，占全国社会终端电耗的27%-29%。按照目前的建筑能耗状况，到20 年我国建筑能耗将比2004 年增加2.5亿吨标准煤/年和新增耗电5800亿-6300亿千瓦时/年，总计折合电力约1.3 万亿千瓦时，新增量相当于目前建筑总能耗的 1.3 倍。根据发达国家经验，随着城市的发展，建筑将超越工业、交通等其他行业而最终居于社会能源消耗的首位，达到33%左右。我国城市化进程如果按照发达国家发展模式，使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，需要消耗全球目前消耗的能源总量的来满足中国建筑的用能要求。因此，探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径，充分利用我国拥有丰富的太阳能资源，大力发展太阳能建筑成为当前降低建筑能耗的需要。 环境保护的需要： 有关资料显示，世界各国建筑能耗中排放的二氧化碳约占全球排放总量的，我国目前约90%的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。目前，我国仍有 4 亿左右农村居民依靠直接燃烧秸秆、薪柴等提供生活用能，生物质燃烧产生大量的二氧化碳及有害物质。大气污染造成的酸雨、呼吸道疾病已严重威胁人体健康和经济发展。我国具有丰富的太阳能资源，年日照时数在2000 小时以上地区约占国土面积的以上，对太阳能应用的预测结果为，在正常和生态驱动发展两种模式下，2050 年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到 4.7%和10%。对我国未来二氧化碳减排的潜力估计是，到2010 年以后，太阳能利用对减排开始有明显作用，20 年以后开始有较显著的作用。 二、太阳能的基本知识 太阳能是最重要的基本能源，生物质能、风能、潮汐能、水能等都来自太阳能，太阳内部进行着由氢聚变成氦的原子核反应，不停地释放出巨大的能 量，不断地向宇宙空间辐射能量，这就是太阳能。太阳能内部的这种核聚变反应可以维持很长时间，据估计约有几十亿至几百亿年，相对于人类的有限生存时间而言，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的。 1 太阳辐射 太阳辐射热是地表大气热过程的主要能源，也是对建筑物影响较大的一个参数。当太阳的射线到达大气层时，其中一部分能量被大气中的臭氧、水蒸气、二氧
高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成 为太阳能领域的新焦点 经过30多年的发展，高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成为太阳能领域的新焦点，引起了行业内企业的追逐。在日光照射较好的几个欧美国家，已通过了优惠的上网电价法，随着具有40%转换效率的Ⅲ-V 族半导体多结太阳能电池的普及和成本下降，高倍聚光光伏电池市场进入快速增长期。与前两代电池相比，HCPV采用多结的砷化镓电池，具有宽光谱吸收、高转换效率、良好的温度特性、低耗能的制造过程等优点，使它能在高倍聚焦的高温环境下仍保持较高的光电转换效率。高倍聚光光伏系统技术门槛较高且行业跨度大，涵盖半导体材料及工艺制造、半导体封装、光学设计制造、自动化控制、机械设计制造、金属加工等领域。HCPV行业的产品包括了多结电池片外延材料、光电转换芯片、光接收器组件、聚光器、光伏模组、双轴跟踪器等。 电池芯片采用多结技术大幅提高光电转换效率 与硅基材料相比，基于III-V族半导体多结太阳能电池具有最高的光电转换效率，大致要比硅太阳能电池高50%左右。III-V族半导体具有比硅高得多的耐高温特性，在高照度下仍具有高的光电转换效率，因此可以采用高倍聚光技术，这意味着产生同样多的电能只需要很少的太阳电池芯片。多结技术一个独特的方面就是材料——可选择不同的材料进行组合使它们的吸收光谱和太阳光光谱接 近一致，相对晶硅，这是巨大的优势。后者的转换效率已近极限(25%)，而多结器件理论上的转换效率可达68%。目前最多使用的是由锗、砷化镓、镓铟磷3种不同的半导体材料形成3个p-n结，在这种多结太阳能电池中，不但这3种材料的晶格常数基本匹配，而且每一种半导体材料具有不同的禁带宽度，分别吸收不同波段的太阳光光谱，从而可以对太阳光进行全谱线吸收。 HCPV芯片的生产过程如下，首先利用MOCVD技术在4英寸锗衬底上外延砷化镓和铟镓磷形成3结电池片的材料，然后在外延片上利用光刻、PECVD、蒸镀等技术，制备减反膜以及主要成份为银的金属电极，再经划片清洗等工艺，生产出HCPV芯片。HCPV芯片的主要生产商有美国的Spectrolab、Emcore，德国的Azurspace，加拿大Cyrium，中国台湾Arima、Epistar等。衬底剥离的芯片和量子点技术是目前HCPV芯片领域的新热点。 接收器要安全可靠稳定地应用于系统 聚光太阳能电池芯片被封装到光接收器中，接收器封装对太阳能电池进行保护，对会聚光均匀化，同时起到散热的作用。接收器组件还包括旁路二极管和引线端子。芯片的主要焊接工艺有回流焊和共晶焊，二者最主要的区别在于前者使用助焊剂焊接，在焊接后需要清洗去除残留助焊剂，而共晶焊使用无助焊剂的焊片焊接。为了将电从芯片导出，需要进行金带键合将芯片和外围电路连接起来。接收器组件的检验指标主要包括空洞率和电性能测试，空洞率是检验焊接良好与否的标准。电性能方面，5.5mm×5.5mm接收器组件在500倍太阳光下的光电 转换率高达38.5%以上。在实际使用中，还需要将接收器组件与二次光学器件、散热器封装在一起，组成完整的接收器。二次光学器件可以降低对跟踪器高精准度的要求，并使通过涅尔透镜聚焦后的光斑更加均匀地照射到电池芯片上。 二次光学元件通常是光学玻璃棱镜或中空的倒金字塔金属反射器。为了最大限度地利用太阳能资源，节省芯片材料以降低成本，可以提高电池的聚光倍数，
2塔式太阳能热发电系统就是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔,塔顶上安装固定一个吸收器,塔的周围安装一定数量的定日镜,通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温,再将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽,推动汽轮机进行发电。 3图示可以说为塔式太阳能热发电系统工作流程示意图。 对各个部件进行说明。 冷凝器:发电厂要用许多冷凝器使汽轮机排出的蒸汽得到冷凝,变成水,重新参加循环。 不同颜色的线条表示不同温度的工质。 4在大面积聚光方法中,与槽式聚光方式相比,塔式聚光有以下优点: 1)槽式的聚光比小,一般在50左右,为维持高温时的运行效率,必须使用真空管作为吸热器件。而塔式的聚光比大,一般可以达300到1500,因此可以使用非真空的吸热器进行光热转换,热转换部分寿命优于依赖于真空技术的槽式聚光技术。 2) 由于有大焦比,塔的吸热器可以在500℃到1500℃的温度范围内运行,对提高发电效率有很大的潜力。而槽式的工作温度一般在400℃以内,限制了发电透平部分的热电转换效率。接收器散热面积相对较小,因而可得到较高的光热转换效率。 5.塔式太阳能热发电系统的组成按照供能的不同主要由定日镜系统、吸热与热能传递系统(热交换系统) 、发电系统3部分组成。 定日镜场系统实现对太阳的实时跟踪,并将太阳光反射到吸热器。 位于高塔上的吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐 射能,并将其转化为工作流体的高温热能。 高温工作流体通过管道传递到位于地面的蒸汽发生器,产生高压过热蒸汽,推动常规汽轮机发电。 由于太阳能的间隙性,必须由蓄热器提供足够的热能来补充乌云遮挡及夜晚时太阳能的不足,否则发电系统将无法正常工作。 6大汉兆瓦级太阳能塔式热发电站由集热岛、热能储存岛与常规岛构成。集热岛包括定日镜场、吸热器系统与吸热塔。 吸热器为过热型腔式吸热器,吸热塔高118 m,过热型腔式吸热器安装在吸热塔92 m 标高处。热能储存岛由高温子系统、低温子系统组成,高温蓄热工质为导热油。低温子系统就是1 个100 m3的饱与蒸汽蓄热器,工质为饱与水蒸气。常规岛由1 台8、4 t/h 的燃油辅助锅炉与1、5 兆瓦的汽轮发电机组构成。 热力循环过程包括两个方面:
屋面太阳能光伏发电系统解决方案 随着人类社会的发展，人们对用电的需求越来越广泛，但对居住在偏远地区的居民和一些特定的领域,采用电网供 电难度大、成本高，从而导致我国仍有近千万居民没能用上电。在我国建设节约型社会、倡导和谐社会的今天，解决偏远地区居民的供电是当务之急的任务。利用了广泛的自然能源----风能和太阳能的风光互补供电系统是最合理的独立电源，它不仅成本远低于电网长距离小负荷供电，而且节约了常规能源，减少了污染。 太阳能（光伏）发电系统在解决偏远地区居民的供电问题；解决农村公共设施照明和用电问题；解决高速公路信号及照明用电问题；解决边防哨所及海岛用电问题以及其它电网供电成本高的用户的用电问题上有广泛的应用前景。 华豫牌太阳能（光伏）发电系统是最合理的独立电源系统，这种合理性表现在：一、光伏发电是静态运行，没有运动部件，寿命长，无需或极少需要维护。二、光伏系统模块化，可以安装在靠近电力消耗的地方，在远离电网的地区，可以降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。 目前,推广新能源产品的最大障碍是人们对新能源知识的认识不足,在很多应用太阳能供电系统比采用常规供电系统 更合理的领域人们并没有认识到. 现在,我国政府推广循环经济模式,构建节约型社会,为新能源产品的推广创造了机会,这将为太阳能发电站系统的推广应用展现广阔的前景. 一、2KW屋面光伏发电系统 A.系统技术指标 设计参考依据： 太阳能资源属Ⅲ类可利用地区（太阳能年辐射总量4500~5500MJ），光照时间：5小时/天。 供电量：6.8KWH/天（6.8度/天）。 可靠性： 系统在连续没有太阳能补充能量的情况下能正常供电5-7天，用电器满负荷工作时间4小时/天。 系统供电参数： 可带负载：冰箱、洗衣机、水泵、电饭锅、彩电、照明、电风扇、充电 供电电压：220-240VAC/48VDC B. 系统配置 部件型号及规格数量备注 太阳能电池组件170W/36V12块单晶硅/多晶硅 控制器48V/40A1台太阳能专用 逆变器2KW/48V1台正弦波 蓄电池 200AH /12V8-12只铅酸免维护式 太阳能支架不锈钢1套订做 控制箱不锈钢1只订做 二、3KW屋面光伏发电系统 A.系统技术指标 设计参考依据：