上海世博园光伏发电系统查看源代码讨论查看历史

上海世博园光伏发电系统

来自 网络 的图片

上海世博园光伏发电系统是30000m²光伏建筑一体化光伏发电系统。设计发电功率为2.5MW，年发电量250万kWh。世博会主题馆采用光伏建筑一体化设计， 把太阳能光伏发电与主题馆屋面有效结合。设计发电功率约为2.5MW，年发电量可达250万kWh，每年可减少约2500吨CO²排放量、节约标准煤1000多吨，已成为目前国内单体面积最大的太阳能屋面。

基本内容

中文名：上海世博园光伏发电系统

地址：上海世博园

学科：能源工程

外文名：Shanghai world expo park photovoltaic power generation system

类型：光伏发电系统

领域：新能源

简介

能源短缺、环境污染是当今世界面临的两大难题， 制约着人类社会和世界经济的发展。作为新能源和可再生能源的一种，太阳能因其清洁环保、永不枯竭的特点，受到亲睐。在世界各国政府的大力扶持下，光伏产业发展迅速。我国光伏产业起步较晚，但在最近十几年内，随着我国新能源政策的相继出台，光伏发电飞速发展，取得了令世界瞩目的成就。

2010年上海世博会主题馆为世博园区永久性场馆。本着创建更加清洁、更加高效的美好城市， 充分展示我国在可再生能源开发利用领域的先进技术和绿色环保的理念， 世博会主题馆采用光伏建筑一体化设计， 把太阳能光伏发电与主题馆屋面有效结合。设计发电功率约为2.5MW，年发电量可达250万kWh，每年可减少约2500吨CO²排放量、节约标准煤1000多吨，已成为目前国内单体面积最大的太阳能屋面。

光伏发电系统运行方式

太阳能光伏发电系统的运行方式，分为独立运行方式和并网运行方式， 并网光伏发电系统又分为分散式小型并网光伏发电系统和集中式大型并网光伏发电系统。

分散式小型并网光伏发电系统的主要特点是所发的电能直接分配到用电负荷上，多余或不足的电力通过连接电网来调节。分散式小型并网光伏发电系统又可分为可逆流和不可逆流两大类。可逆流系统在光伏发电系统产生剩余电能时将该电能送入电网，光伏发电系统电能不足时由电网补充供电；不可逆流光伏发电系统的发电量始终小于或等于用户的用电量，电能不够时由电网提供，这种系统不会出现光伏发电系统向电网送电的情况。

集中式大型并网光伏发电系统是将太阳能光伏发电系统的电力通过逆变装置并入公用电网，把公用电网作为光伏发电系统的载体，与公用电网实现高品质的电能传输。

光伏发电系统组成

（1）太阳能电池

太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能变换成为电能。把太阳能变换成电能的能量转换器， 就是太阳能电池。

太阳能电池种类繁多，根据所用材料的不同，可分为：硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、有机半导体太阳能电池、薄膜太阳能电池等。目前，商业化多晶硅电池的光电转换效率已提高到16%~20%，产量占太阳能电池总产量的47%左右；商业化单晶硅电池的光电转换效率已提高到15%~18%，产量占44 % 左右。可见，目前大规模生产的太阳能电池多为硅太阳能电池，其工艺技术成熟，性能稳定可靠，光电转换效率高，使用寿命长。最近几年，薄膜太阳能电池的研发也取得了新的进展，已经投入了商业化批量生产，随着薄膜太阳能电池市场份额的增加，相信太阳能电池的平均生产成本会进一步降低。

太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为15mm×15mm 到20mm×20mm不等。太阳能电池单体的工作电压为0.45~0.5 V，工作电流为20~25 mA/cm²。将太阳能电池单体进行串并联并封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几W 、几十W、甚至100~300W，作为电源使用的最小单元。太阳能电池组件再经过串并联并安装在支架上，就构成了太阳能电池方阵。

（2）蓄电池

其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能，向负荷供电太阳能电池发电系统对所用蓄电池组的基本要求是：自放电率低；使用寿命长；深放电能力强；充电效率高；少维护或免维护；工作温度范围宽； 价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池。

（3）充放电控制器

充放电控制器能防止蓄电池过充电或过放电，是光伏发电系统的核心部件之一。光伏发电系统的充放电控制器一般应具备如下功能：信号检测、蓄电池最优充电控制、蓄电池放电管理、设备保护、故障诊断定位、运行状态指示等。

（4）并网逆变器

并网逆变器是并网光伏发电系统的核心部件，与独立逆变器不同，它不仅将太阳能光伏发电系统发出的直流电转换为交流电，而且还要对交流电的频率、电压、电流、相位、同步等进行控制。并网逆变器必须具备以下功能：

a . 输出的电能质量应满足公用电网并网技术要求。光伏发电系统提供给公用电网的电能，在电压偏差、频率、谐波和波形畸变、功率因数、三相电压不平衡度、直流分量等方面应满足公用电网并网技术要求。

b . 使太阳能电池方阵工作在最大功率点。太阳能电池方阵的输出功率与日照、温度、负载的变化有关， 这就要求逆变器具有最大功率跟踪功能。

c . 在电网失电后， 并网逆变器能够立即停止工作；当电网恢复供电时，并网逆变器并不会立即投入运行，而是持续监测电网一段时间确保电网完全正常后，才重新投入运行。其主要目的是防止“孤岛效应”，保证检修人员的安全。

d. 具有较高的工作效率及可靠性。

上海世博会主题馆光伏发电系统

（1） 屋面太阳能电池

上海世博会主题馆（以下简称主题馆）屋顶面积达60000 m²，为了体现与世博园区的协调，主题馆屋面以上海城市屋面肌理为构思的出发点，采用了大量的异型太阳能电池组件，菱形和三角型搭配在屋顶，层层叠叠，犹如风过水面，涟漪片片。其中30000m²结合屋面一体化设计铺设太阳能电池板，是充分利用世博主题馆屋顶空间的最大创意。

主题馆屋面太阳能电池主要采用多晶硅太阳能电池组件，结构形式分为普通型和双面玻璃封装透光型两种，全部布置在主题馆的屋面。其中普通型多晶硅太阳能电池组件峰值功率为2597kW，双面玻璃封装透光型多晶硅太阳能电池组件峰值功率为228kW。屋面承重要考虑组件自重、支撑次龙骨自重、活荷载等因素，本项目按100N/m²取值计算。

（2）光伏发电变配电系统

光伏发电系统采用集中式大型并网光伏发电系统，光伏发电变配电系统由太阳能电池组件、并ORMS_TRACK网逆变器、升压变压器、计量装置及配电系统组成。光伏发电系统发出的直流电经逆变器逆变为与电网同频率、同相位的380V交流电后，再通过升压变压器升压至10kV并入电网。与光伏发电配套的变配电及升压站设置于主题馆地下一层，内设有升压变压器室、开关室、无功补偿及滤波装置室、控制室、逆变器室等，其中10kV侧无功补偿及滤波装置室为本期工程预留设备用房，不安装设备。