广州xx电气股份有限公司750KW屋顶分布式光伏发电项目设计方案.docx

广州松兴电气股份有限公司
750KW屋顶分布式

可行性研究报告
光伏发电项目

深圳市同普新能源科技有限公司
二零一七年七月

目 录
1 综合说明 3
1.1 项目概述 3
1.2 项目编制原则与依据 4
1.3 太阳能资源 4
1.4 项目主要内容 7
1.5 系统总体方案设计及发电量计算 .7
1.6 辅助系统设计 .8
1.7 施工组织设计 .8
1.8 工程管理设计 .8
1.9 劳动安全与工业卫生 .9
2 财务评价与社会效果分析 10
2.1 工程投资概算 10
2.2 节能分析 12
3 工程特性表 13
3.1太阳能光伏组件的选择 13
3.2 太阳电池方阵设计 20
3.3 光伏组串设计 20
3.5 辅助方案计.................................................................................................................21
3.6并网逆变器的设计选型..............................................................................................23
4 工程建设规模 26
4.1 工程规模 26
4.2 工程建设的必要性 27
4.3 改善能源结构，保护环境，适应持续发展的需要 27
4.4 改进、促进我国光伏产业发展，为大型光伏并网发电提供示范作用 28

5 施工组织设计 29
5.1 编制依据 29
5.2 编制原则 29
5.3 施工条件 30
5.4 施工总布置 30
5.5 主体工程施工 30
5.6 工期保障措施 31
5.7 安全文明施工措施 33
6劳动安全与工业卫生 34
6.1 设计依据 34
6.2 总则 35
6.3 建设项目概况 36
6.4 施工作业有害因素分析 36
6.5 工程安全卫生设计 36
6.6 工程运行期安全管理及相关设备、设施设计 37
6.7 预期效果评价 38
6.8 结论及建议 38
7 风险分析 39
7.1 市场风险分析 39
7.2 技术风险分析 39
7.3 工程风险分析 41
7.4 资金风险分析 41
7.5 政策风险分析 42
8 结论和建议 42
8.1 本工程的建设是可行的 42
8.2 经济影响分析 43
8.3 社会影响分析 43

1 综合说明
1.1 项目概况
1.1.1项目名称
广州松兴电气股份有限公司屋顶分布式光伏发电项目
1.1.2项目执行单位
深圳市同普新能源科技有限公司
1.1.3项目拟建地址
本项目拟建于广东省广州市。
1.1.4项目可行性报告范围
根据项目执行公司委托要求，本项目为建设总规模750KW的并网型太阳能光伏发电系统，计划于2017年实施。本公司负责此项目可行性研究设计工作与施工安装。
参考水电水利规划设计总院发布的《光伏发电工程可行性研究报告编制办法》(试行)(GD003—2011)，该项目本阶段的主要研究范围包括：
（1）确定项目任务和规模，并论证项目开发的必要性及可行性；
（2）对光伏发电工程太阳能资源进行分析评价，提出太阳能资源评价结论；
（3）分析光伏发电工程屋面荷载条件，提出相应的评价意见和结论；
（4）确定光伏组件、逆变器的形式及主要技术参数，确定光伏组件支架形式和光伏阵列跟踪方式、光伏阵列设计及布置方案，并计算光伏发电工程年上网电量；
（5）分析提出光伏发电工程接入系统技术要求的实施方案。根据审定的光伏发电工程接入系统方案，比较确定光伏发电工程升压变电站站址位置、电气主接线及光伏发电工程集电线路方案，并进行光伏发电工程及升压变电站电气设计；
（6）论述电厂建成后对周围环境的影响及环境治理措施、落实劳动安全与工业卫生防治措施；
（9）对本期的生产与辅助生产等系统进行全面而初步的工程设想；为工程建设的合理性奠定初步的工作基础；
（10）论述节约与合理利用能源措施、编制电厂定员、提出项目实施的条件和轮廓进度；

（11）对本工程进行投资估算和经济效益分析，提出影响造价的主要因素，论述造价水平的合理性，对本工程做出论据充分、科学合理、实事求是的经济评价；
（12）进行财务评价与社会效果评价。
1.2报告编制原则与依据
1.2.1 编制原则：
（1）认真贯彻国家能源相关的方针和政策，符合国家的有关法规、规范和标准；
（2）结合公司的发展规划，制订切实可行的方针、目标；
（3）对场址进行合理布局，做到安全、经济、可靠；
（4）充分体现社会效益、环境效益和经济效益的和谐统一。
（5）严格执行国家和地方的劳动安全、职业卫生、消防和抗震等有关法规、标准和规范，做到清洁生产、安全生产、文明生产。
（6）厂址规划、厂区布置，紧密结合本工程特点，进行方案优化和比选。
1.2.2 编制依据：
（1）国家发展和改革委员会办公厅计办投资[2002]15号文发布的《投资项目可行性研究指南（试用版）》；
（2）国家发展改革委、建设部发改投资[2006]1325号文发布的《建设项目经济评价方法》和《建设项目经济评价参数》。
（3）国家及地方有关设计规范、标准。
（4）项目相关基础资料。
（5）国家发展和改革委员会办公厅计办投资〔2013〕24号文件《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》
1.3 太阳能资源
本项目拟在广州松兴电气股份有限公司屋顶建设太阳能并网发电站，总功率为750KW。
太阳辐射能实际上是地球上最主要的能量来源。太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，尽管太阳辐射到地球大气层外界的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1014tw)的22亿分之一，但其辐射通量已高达1.73×105tw，即太阳每秒钟投射到地球上的能量相当5.9×106吨煤。地球上绝大部分能源皆源自于太阳能。风能、水能、生物质能、海洋温差能、波浪能和潮汐能等均来源于太阳。
我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335~837kJ/cm2·a，中值为586kJ/cm2·a。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。
尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为"日光城"的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68%，年平均晴天为108.5天，阴天为98.8天，年平均云量为4.8，太阳总辐射为816kJ/cm2·a，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有"雾都"之称的成都市，年平均日照时数仅为1152.2h，相对日照为26%，年平均晴天为24.7天，阴天达244.6天，年平均云量高达8.4。其它地区的太阳年辐射总量居中。

地区
类别

地 区

年平均光辐射量F
年平均光照时间H(小时)
年平均每天辐射量f(MJ/m2)
年平均每天光照时间h(时)
年平均每天1kw/m2光照时间h1(小时)
MJ/m2 .
Kwh/m2
一
宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部、(印度、巴基斯坦北部)
6680-8400
1855-2333
3200-3300
18.3-23.0
8.7-9.0
5.0-6.3
二
河北西北部、山西北部、内蒙南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆西部
5852-6680
1625-1855
3000-3200
16.0-18.3
8.2-8.7
4.5-5.1
三
山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部
5016-5852
1393-1625
2200-3000
13.7-16.0
6.0-8.2
3.8-4.5
四
湖南、湖北、广西、江西、淅江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部
4190-5016
1163-1393
1400-2200
11.5-13.7
3.8-6.0
3.2-3.8
五
四川、贵州
3344-4190
928-1163
1000-1400
9.16-11.5
2.7-3.8
2.5-3.2

注：1)1 kwh=3.6MJ；
2)f=F(MJ/m2 )/365天；
3)h=H/365天；
4) h1=F(KWh)/365(天)/1000(kw/m2 ) (小时) ；
5)表中所列为各地水平面上的辐射量，在倾斜光伏组件上的辐射量比水平面上辐射量多。
广州地处亚热带沿海，北回归线从中南部穿过，属海洋性亚热带季风气候，以温暖多雨、光热充足、夏季长、霜期短为特征。全年平均气温20-22℃，是中国年平均温差最小的大城市之一。一年中最热的月份是7月，月平均气温达28.7℃。最冷月为1月份，月平均气温为9～16℃。平均相对湿度77%，市区年降雨量约为1720毫米。全年中，4至6月为雨季，7至9月天气炎热，多台风，10月、11月、和3月气温适中，12至2月为阴凉的冬季。全年水热同期，雨量充沛，利于植物生长，为四季常绿、花团锦簇的“花城”。 广州市太阳能资源丰富，平均年日照时数为1288小时，太阳年均辐射量4636MJ/㎡，日均辐射量12702KJ/m2，日均日照时数3.52h。
参照国家标准《光伏并网电站太阳能资源评估规范》（征求意见稿）中太阳能资源评估的参考判据，从全国范围来看属于并网发电适宜程度较好的地区。广州市属于太阳能资源2级可利用区，太阳能资源丰富，适合利用太阳能资源。
1.4项目主要内容
本项目为建设总规模750KW的并网型太阳能光伏发电工程，计划于2017年实施。
工程地址位于广东省广州市，本项目是响应国家和广州地区节能减排的号召，通过太阳能光伏发电技术和太阳能光伏系统应用技术的运用，打造出绿色能源示范区。建成后对促进广州市的光伏运用和发展，以及广州市的形象都具有良好的宣传示范效应。
深圳市同普新能源科技有限公司负责电站的建设、经营和管理。
1.5 系统总体方案设计及发电量计算
本项目装机容量为750KW，为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱（简称“汇流箱”）将光伏阵列进行汇流。并网逆变器采用三相四线制的输出方式，由交流防雷配电箱并入电网。
采用分块发电、集中并网方案，将系统分成15个约50KW的并网发电单元，每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列。太阳能电池阵列输入光伏方阵初级防雷汇流箱、直流配电柜后，接入13台50kW的光伏并网逆变器，其额定输出电压为3×277V/480V+PE（3×288V/500V+PE）交流电。
本工程主要有太阳能阵列单元支架、箱式逆变器基础、箱变基础、配电室等土建工程。光伏阵列均采用分布式安装，采用支架于混泥土屋面或彩钢板屋面固定安装，箱式逆变器、箱变基础、配电室为独立基础。
项目所在地水平面上年均总辐射量为4636MJ/m2，相当于1287.78KWh/㎡。屋面电池板倾角为5度，斜面上年均总辐射量为1287.78KWh/㎡。经计算可得，本工程25年总发电量约为2037.43万kWh，25年平均发电约81.5万kWh。
1.6 辅助系统设计
1.6.1 逆变器
屋顶太阳能电池组经日光照射后，形成低压直流电流。电池组件串联后的直流电采用电缆送至并网逆变器。逆变后的三相交流电经电缆线路接至公用电网。
本工程为光伏发电、逆变设备设置一套太阳能监控系统和开关站监控系统，太阳能监控系统主机设备布置于控制室内。
1.6.2 通信
本光伏发电工程设场内通信系统。光伏太阳能监控系统及开关站监控系统按照可再生能源信息管理要求进行信息管理并上报给相应管理部门。
1.7施工组织设计
依据光伏电站建设、资源、技术和经济条件，编制一个基本轮廓的施工组织设计，对光伏电站主要工程的施工建设等主要问题，做出原则性的安排，为工程的施工招标提供依据，为单位工程施工方案指定基本方向。具体内容见下文施工组织设计中论述。
1.8工程管理设计
本着精干、统一、高效的原则，根据光伏试验电站生产经营的需要，且体现现代化电厂运行特点，设置光伏电站的管理机构，实行企业管理。本期工程按少人值班、多人维护的原则进行设计，约设置3人，主要负责光伏电站的经营、管理和运行维护。
1.9 劳动安全与工业卫生
为了保护劳动者在我国电力建设中的安全和健康，改善劳动条件，电站设计必须贯彻执行《中华人民共和国劳动法》、《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》、《安全生产监督规定》等国家及部颁现行的有关劳动安全和工业卫生的法令、标准及规定，以提高劳动安全和工业卫生的设计水平。
在电站劳动安全和工业卫生的设计中，应贯彻“安全第一，预防为主”的原则，重视安全运行，加强劳动保护，改善劳动条件。劳动安全与工业卫生防范措施和防护设施与本期工程同时设计、同时施工、同时投产，并应安全可靠，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康。
工业卫生设计应充分考虑电站在生产过程中对人体健康不利因素，并根据设计规范和劳保有关规定，采取相应的防范措施。
1） 本工程所有防暑降温和防潮防寒设计都应遵循《工业企业设计卫生标准》（GBZ1－2002）、《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）等电力标准、规范。
2） 生产操作人员一般在控制室内工作，根据当地气象条件，采用空调降温、取暖，以保护运行人员身体，提高工作效率。
3） 在配电房设置通风设施。

2 财务评价与社会效果分析
2.1工程投资概算
2.1.1 项目装机容量750KW，总投资为900万元，12元/瓦。
系统建成后750KW光伏并网系统预计首年发电量为89.53万度电，25年寿命期内平均每年可发电81.50万度，25年运行期总发电量为2037.43万度电。按照目前商业用电峰平综合单价1.00元/度计算，25年可节约电费2037.43万元，平均每年节约电费81.50万元。国家每度电补贴0.42元，25年内可获电费补贴876.09万元，平均每年电费补贴35.04万元。
建设资金来源为资本金和银行贷款，资本金占总投资30%，剩余70%银行贷款。其中资本金270万元，银行贷款630万元。贷款15年，按商业贷款基准利率4.90%计算，等额本息还款月供4.95万元，合计59.41万元/年。25年年均产电81.50万KWh，合115.73万元/年，9.64万元/月。除去还银行贷款之外收益：4.69万元/月，56.33万元/年。

750KW光伏发电项目发电量计算表
多晶硅
首年末最低功率
97.50%
25年末最低功率
80.00%
功率衰减以首年为参照
年份
功率衰减
年末功率
年发电量(万kwh)
累计发电量(万kwh)
1
2.50%
97.50%
89.53
89.53
2
0.73%
96.77%
88.86
178.39
3
0.73%
96.04%
88.19
266.59
4
0.73%
95.31%
87.52
354.11
5
0.73%
94.58%
86.85
440.96
6
0.73%
93.85%
86.18
527.14
7
0.73%
93.13%
85.52
612.66
8
0.73%
92.40%
84.85
697.51
9
0.73%
91.67%
84.18
781.68
10
0.73%
90.94%
83.51
865.19
11
0.73%
90.21%
82.84
948.03
12
0.73%
89.48%
82.17
1030.20
13
0.73%
88.75%
81.50
1111.70
14
0.73%
88.02%
80.83
1192.52
15
0.73%
87.29%
80.16
1272.68
16
0.73%
86.56%
79.49
1352.17
17
0.73%
85.83%
78.82
1430.98
18
0.73%
85.10%
78.15
1509.13
19
0.73%
84.37%
77.48
1586.60
20
0.73%
83.65%
76.81
1663.42
21
0.73%
82.92%
76.14
1739.56
22
0.73%
82.19%
75.47
1815.03
23
0.73%
81.46%
74.80
1889.84
24
0.73%
80.73%
74.13
1963.97
25
0.73%
80.00%
73.46
2037.43

年平均发电量
81.50万KWH

整个光伏系统总投资900万元，每度电的收益按照1.42元/度（按国家补贴0.42元/度+自发自用电价1.00元/度）计算得到下表数据：
750KW光伏发电项目收益计算表
年份
当年发电量（万度）
当年收益（万元）
累计发电量(万度)
累计收益（万元）
1
89.53
127.14
89.53
127.14
2
88.86
126.18
178.39
253.32
3
88.19
125.23
266.59
378.55
4
87.52
124.28
354.11
502.83
5
86.85
123.33
440.96
626.16
6
86.18
122.38
527.14
748.54
7
85.52
121.44
612.66
869.97
8
84.85
120.49
697.51
990.46
9
84.18
119.53
781.68
1109.99
10
83.51
118.58
865.19
1228.57
15
80.16
113.82
1272.68
1807.21
20
76.81
109.08
1663.42
2362.05
25
73.46
104.32
2037.43
2893.15
由上表可知，项目投产后第一年收益127.14万元，平均每月10.6万元；7年可收回全部投资款，投资回报率为16.5%，项目投资回报率原高于其他行业投资回报。
750KW光伏电站简明投资分析表
序 号
项 目
750KW光伏电站
1
电站规模(kw)
750
2
投资额（万元）
900
3
月均发电量（万kwh)
6.79
4
年均发电量(万kwh)
81.50
5
第一年收益（万元）
127.14
6
二十五年平均收益（万元）
115.73
7
投资回报率（%）
16.5
8
投资回收期（年）
7
9
投资总收益（万元）
2193.15
一次性 收益
发改局补贴
0~200
万
其他

小计
200
万

注：表中一次性收益发改局补贴标准，一般为项目总投资额的30%，最高补贴200万元。
2.2节能分析
本太阳能光伏发电站工程建成后装机容量750KWp，经计算可得，本工程25年总发电量约为2037.43万kWh，25年平均发电约81.5万KWh。同燃煤火电站相比，按标煤煤耗为0.404kg/kW·h计，每年可为国家节约标准煤329.26t,节约淡水3260t，相应每年可减少多种有害气体和废气排放，其中减少SO2排放量约为24.45t，NOx排放量约为12.23t。另外，根本工程的建设可减少温室气体CO2的排放量约为812.56t，减少烟尘排放11.08t，减少碳粉尘排放221.68t。光伏电站是将太阳能转化成电能的过程，在整个工艺流程中，不产生大气、液体、固体废弃物等方面的污染物，也不会产生大的噪声污染。从节约煤炭资源和环境保护角度来分析，本电场的建设具有较为明显的经济效益、社会效益及环境效益。

具体减排明晰如下表所示：
年 数
项目
节煤（吨）
减排CO2（吨）
减排SO2（吨）
减排NOX（吨）
减排烟尘（吨）
减排碳粉尘（吨）
节约淡水
（吨）
年均合计总量
329.26
812.56
24.45
12.23
11.08
221.68
3260.00
25年合计总量
8231.50
20313.88
611.25
305.63
277.10
5542.00
81500.00

光伏电站的建成，一方面资源条件直接影响到广东省经济和社会的可持续健康发展；另一方面以火电、水电为主的能源结构又使广东省社会经济发展承受着巨大的环境压力。积极调整优化能源结构、开发利用清洁的和可再生的能源，是保持经济可持续发展的能源战略。
大力发展太阳能发电，替代一部分矿物能源，对于降低项目地点的煤炭消耗、缓解环境污染和交通运输压力、改善电源结构等具有非常积极的意义，是发展循环经济、建设节约型社会的具体体现，是广东省能源发展战略的重要组成部分。同时也符合当地光伏产业的规划要求。

3工程特性表
3.1太阳能光伏组件的选择

3.1.1太阳电池组件的发展历程
光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的若干串电池板并联达到系统预定的额定功率。这些设备数量众多，为了避免它们之间的相互遮挡，须按一定的间距进行布置，构成一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由同规格、同特性的若干太阳能电池组件串联构成的一个回路是一个基本阵列单元。每个光伏发电方阵包括预定功率的电池组件、逆变器和升压配电室等组成。若干个光伏发电方阵通过电气系统的连接共同组成一座光伏电站。选择合适的太阳能电池组件对于整个电站的投资、运营、效益都有较大的关系。
当今太阳能开发应用最广泛的是太阳电池。1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然很高。
世界光伏组件在过去15年平均年增长率约15%。90年代后期，发展更加迅速，最近3年平均年增长率超过30%。在产业方面，各国一直通过扩大规模、提高自动化程度、改进技术水平、开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。商品化电池组件效率从10%～13%提高到12%～16%。国内整个光伏产业的规模逐年扩大，2007年中国光伏电池产量达到1180MW，首次超越欧洲和日本，成为世界上最大的太阳能电池制造基地，截止2010年底时光伏电池产量超过8GW，雄居世界首位。
目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2)，多晶硅电池18.6%（4cm2）， InGaP／GaAs双结电池30．28%（AM1），非晶硅电池14．5%（初始）、12.8%（稳定），碲化镉电池15.8%， 硅带电池14.6%，二氧化钛有机纳米电池10.96%。
我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20.4%（2cm×2cm），多晶硅电池14.5%（2cm×2cm）、12%（10cm×10cm），GaAs电池20.1%（lcm×cm），GaAs／Ge电池19.5%（AM0），CulnSe电池9%（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13.6% （lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8.6%（10cm×10cm）、7.9%（20cm×20cm）、6.2％（30cm×30cm），二氧化钛纳米有机电池10%（1cm×1cm）。
（1）晶体硅光伏电池
晶体硅仍是当前太阳能光伏电池的主流。
单晶硅电池是最早出现，工艺最为成熟的太阳能光伏电池，也是大规模生产的硅基太阳能电池中，效率最高。单晶硅电池是将硅单晶进行切割、打磨制成单晶硅片，在单晶硅片上经过印刷电极、封装等流程制成的，现代半导体产业中成熟的拉制单晶、切割打磨，以及印刷刻版、封装等技术都可以在单晶硅电池生产中直接应用。大规模生产的单晶硅电池效率可以达到13－20%。由于采用了切割、打磨等工艺，会造成大量硅原料的损失；受硅单晶棒形状的限制，单晶硅电池必须做成圆形，对光伏组件的布置也有一定的影响。
多晶硅电池的生产主要有两种方法，一种是通过浇铸、定向凝固的方法，制成多晶硅的晶锭，再经过切割、打磨等工艺制成多晶硅片，进一步印刷电极、封装，制成电池。浇铸方法制造多晶硅片不需要经过单晶拉制工艺，消耗能源较单晶硅电池少，并且形状不受限制，可以做成方便光伏组件布置的方形；除不需要单晶拉制工艺外，制造单晶硅电池的成熟工艺都可以在多晶硅电池的制造中得到应用。另一种方法是在单晶硅衬底上采用化学气相沉积（CVD）等工艺形成无序分布的非晶态硅膜，然后通过退火形成较大晶粒，以提高发电效率。多晶硅电池的效率能够达到10－18%，略低于单晶硅电池的水平。和单晶硅电池相比，多晶硅电池虽然效率有所降低，但是节约能源，节省硅原料，达到工艺成本和效率的平衡。晶体硅电池片如图3－1，3－2 图3－1 单晶硅硅片 图3－2 多晶硅硅片
两种电池组件的外形结构如图3－2所示。
图3－3 电池组件的外形结构（左为单晶硅组件，右为多晶硅组件）

（2）非晶硅电池和薄膜光伏电池
非晶硅电池是在不同衬底上附着非晶态硅晶粒制成的，工艺简单，硅原料消耗少，衬底廉价，并且可以方便的制成薄膜，并且具有弱光性好，受高温影响小的特性。自上个世纪70年代发明以来，非晶硅太阳能电池，特别是非晶硅薄膜电池经历了一个发展的高潮。80年代，非晶硅薄膜电池的市场占有率一度高达20%，但受限于较低的效率，非晶硅薄膜电池的市场份额逐步被晶体硅电池取代，目前约为12%。

图3－4非晶薄膜太阳能电池组件外形
非硅薄膜太阳电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感光材料制成，比用料较多的晶体硅技术造价更低，其价格优势可抵消低效率的问题。
（3）数倍聚光太阳能电池
数倍聚光太阳能电池片本身与其它常规平板光伏电池并无本质区别，它是利用反射或折射聚光原理将太阳光会聚后，以高倍光强照射在光伏电池板上达到提高光伏电池的发电功率。国外已经有过一些工业化尝试。比如利用菲涅尔透镜实现3～7倍的聚光，但由于透射聚光的光强均匀性较差、且特制透镜成本降低的速度赶不上高反射率的平面镜，国外开始尝试通过反射实现聚光，比如德国ZSW公司发明了V型聚光器实现了2倍聚光，美国的Falbel发明了四面体的聚光器实现了2.36倍聚光。尽管实现2倍聚光也可以节省50%的光伏电池，但是相对于聚光器所增加的成本，总体的经济效益并不明显。

图3－5聚光太阳能电池组件外形
目前国内聚光太阳能电池研究尚处于示范运行阶段，聚光装置采用有多种形式，有：高聚光镜面菲涅尔透镜、槽面聚光器、八面体聚光器等。由于聚光装置需要配套复杂的机械跟踪设备、光学仪器、冷却设施，且产品尚处于开发研究期，其实际的使用性能及使用效果尚难确定。根据国外的应用经验，尽管实现多倍聚光可以节省光伏电池，但是随着电池价格的不断下降，相对于聚光器所增加的成本，总体的经济效益并不明显。
在单晶硅、多晶硅、非晶薄膜电池这三种电池中，单晶硅的生产工艺最为成熟，在早期一直占据最大的市场份额。但由于其生产过程耗能较为严重，产能被逐渐削减。到2006年时，多晶硅已经超过单晶硅占据最大的市场份额。
3.1.2几种太阳电池组件的性能比较
对单晶硅、多晶硅、非晶硅和多倍聚光这四种电池类型就转换效率、制造能耗、安装、成本等方面进行了比较如下表：
序号
比较
项目
多晶硅
单晶硅
非晶硅薄膜
数倍聚光
1
技术成熟性
目前常用的是铸锭多晶硅技术，70年代末研制成功
商业化单晶硅电池经50多年的发展，技术已达成熟阶段
70年代末研制成功，经过30多年的发展，技术日趋成熟
发展起步较晚，技术成熟性相对不高
2
光电转换效率
商业用电池片一般12%～16%
商业用电池片一般13%～18%
商业用电池一般5%～9%
能实现2倍以上聚光
3
价格
材料制造简便，节约电耗，总的生产成本比单晶硅低
材料价格及繁琐的电池制造工艺，使单晶硅成本价格居高不下
生产工艺相对简单，使用原材料少，总的生产成本较低
需要配套复杂的机械跟踪设备、光学仪器、冷却设施等，未实现批量化生产，总的生产成本较高
4
对光照、温度等外部环境适应性
输出功率与光照强度成正比，在高温条件下效率发挥不充分
同多晶硅电池
弱光响应好。高温性能好，受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小
为保证聚光倍数，对光照追踪精度要求高，聚光后组件温升大，影响输出效率和使用寿命。
5
组建运行维护
组件故障率极低，自身免维护
同多晶硅电池
柔性组件表面较易积灰，清理困难。
机械跟踪设备、光学仪器、冷却设施需要定期维护故障率大
6
组件使用寿命
经实践证明寿命期长，可保证25年使用期
同多晶硅电池
衰减较快，使用寿命只有10－15年
机械跟踪设备、光学仪器、冷却等设施使用期限较难保证
7
外观
不规则深蓝色，可作表面弱光着色处理
黑色、蓝黑色
深蓝色
表面为菲涅尔透镜
8
安装方式
利用支架将组件倾斜或平铺于地面建筑屋顶或开阔场地，安装简单，布置紧凑，节约场地
同多晶硅电池
柔性组件重量轻，对屋顶强度要求低，可附着于屋顶表面，刚性组件安装方式同晶硅组件
带机械跟踪设备，对基础抗风强度要求高，阴影面大，占用场地大
9
国内自动化生产情况
产业链完整，生产规模大、技术先进
同多晶硅电池
2007年底2008年初国内开始生产线建设，起步晚，产能没有完全释放
尚处于研究论证阶段，使用较少

几种常用的太阳能电池技术性能比较见上表。从比较结果可以看出：
（1）晶体硅光伏组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。
（2）商业用化使用的光伏组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。
（3）晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单。
（4）在开阔场地上使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地。
（5）尽管非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是使用寿命期较短。
选型一：争取政策扶持。参考国内太阳能光伏发电扶持政策，光伏组件宜选择效率较高产品，单晶硅组件效率超过16％，多晶硅组件效率超过15％，非晶硅薄膜组件效率超过8%。
选型二：目前市场125单晶硅片货源不足，不易购买，而156多晶硅片货源充足。
因此，本项目选用型号为XTP270-30， 主要特点是：
(1)采用高效率晶体硅太阳电池片，转换效率高：≥17%；
(2)使用寿命长：≥25年，衰减小，25年衰减率≤20%；
(3)采用紧固铝合金边框，便于安装，抗机械强度高；
(4)采用高透光率钢化玻璃封装，透光率和机械强度高；
(5)采用密封防水的多功能接线盒。
太阳电池组件技术参数
太阳电池种类
多晶硅
生产厂家
多晶硅
太阳电池组件型号
XTP270-30
技术指标
270
峰值功率
开路电压（Voc）
37.10

短路电流（Isc）
9.14

工作电压（Vmppt）
30.3

工作电流（Imppt）
8.54

尺寸
1640x990x40mm

重量（单个组件）
19kg

峰值功率温度系数
-0.38% / oC

开路电压温度系数
-0.31% / oC

短路电流温度系数
0.03% / oC

光电转换效率
　>15%

25年功率衰降
20%

额定工作温度
-40oC
+90oC
3.2 太阳电池方阵设计
分布式方阵，每50kw为一个发电单元，共15个发电单元。每1个发电单元配置一个50KW光伏逆变器，每23块电池组件组成一串，最大输出电压853.3V；输出功率6210W，这样的8串太阳能组件组成一个输出功率为49680KW的发电单元。项目总共所需XTP270-30太阳能电池组件2760块。
3.3 光伏组串设计
考虑到50kW逆变器最大直流电压（最大阵列开路电压）为1100V，最大功率电压跟踪范围为200V-1000V。
对于多晶硅太阳电池构件，每个太阳电池构件额定工作电压为30.3V，开路电压为37.1V，串联支路太阳电池数量初步确定为23块。
在环境温度为25±2℃、太阳辐射照度为1000W/m2的额定工况下，23块太阳电池组件串联的串联支路额定工作电压为696.9V，开路电压853.3V，均在逆变器允许输入范围内，可确保正常工作。
光伏电场太阳电池各串连支路的电路输出端，经并联组成并联回路。并联接线用于把各输出电压相等的串连支路功率汇集起来，以集中送至一个逆变器输入端。根据太阳电池自身的特性，太阳电池在不同温度条件下，工作电压相差较大，工作电流基本不变。因此并联回路接线时，考虑相同工作温度条件的太阳电池并联至一个回路。
3.4 光伏组件支架
光伏支架采用冷弯薄壁型钢，工厂加工，现场采用栓组装。
3.5 辅助方案设计
3.5.1 太阳辐射、风速、风向和环境温度的测量装置安装方案
序号
气象要素
所用仪表
备注
1
太阳总辐射
热电式天空辐射表

2
风俗、风向仪
EL型电接风向风速仪
屋顶
3
环境温度
温度仪

4
板面温度计
自动补偿热电偶温度计

为了光伏电站运行状态分析研究的需要，本工程在光伏电站厂址内拟安装一套地面气象测量装置，以实时监测项目所在地的太阳辐射、风速、风向、环境温度、组件板面温度等参数。测量装置采用全自动运行，通过传感器和采集器等设备，将上述气象要素按国际气象组织WMO 的气象观测标准的要求处理成数据，再通过有线通讯