光伏建筑一体化发电技术探讨

1、光伏建筑一体化发电技术探讨 湖北追日电气股份公司 上海追日电气有限公司 何庆亚光伏屋顶系统组成2 典型案例4 光伏逆变器33追日公司介绍及光伏认证31目 录1、公司介绍及光伏认证追日集团湖北追日股份+新能源分公司1.1 追日集团上海追日公司1.2 湖北追日股份湖北基地鸟瞰图湖北工厂车间 1.3 追日新能源新能源研发中心产品展厅产品生产线2007年国家重点新产品2008年国家火炬计划1.4 专利技术及荣誉1.5 产品认证 SPG-100KW CQC证书 CQC认证证书1.5 产品认证 SPG-250KW CQC证书 CQC认证证书 1.5 产品认证 SPG-500KW CQC证书 CQC认证证书

2、 1.5 产品认证 澳洲SAA证书CQC认证证书1.6 质量体系及环境体系认证1.7 光伏逆变器鉴定 中科院严陆光等院士结论：追日光伏逆变器主要技术指标国际先进水平2、光伏BIPV/BAPV系统简介2.1 二种光伏建筑建筑一体化光伏发电二种形式BIPV：是将光伏发电产品集成到建筑上的发电形式，采用建筑建材型光伏组件 BAPV：是将光伏发电产品附着在建筑上的发电形式，采用直接放置型光伏组件 BAPV BIPV 2.2 二种发电模式并网型BIPV/BAPV 离网型BIPV/BAPV：光伏组件、光伏控制器、离网逆变器、蓄电池组成。光伏组件、并网逆变器、并网控制组成。 节约土地 绿色环保 降低屋顶温升

3、 缓解用电压力 节省电网投资BIPV/BAPV优势 2.3 BIPV/BAPV的优势 安装方式不同朝向安装的太阳能电池的发电量-假定向南倾斜纬度角安装的太阳电池发电量为100%；-其他朝向全年发电量均有不同程度的减少。 2.4 BIPV/BAPV的安装方式2.5 PV电池发电特性限制电流的原因：光照量限制电压的原因：太阳电池的材料（晶体硅，非晶硅，CIGS等）最大功率输出：最佳动作点（Maximum Power Point ）电压电流电流输出(VxI)开路电压(Voc)：由材料的种类决定（材料的禁带宽度）短路电流(Jsc)：由光照强度决定的面积为最大输出功率的部分除以入射光强度就是太阳电池的转

4、换效率的面积就是填充因子(FF)的面积除以最佳动作点(最大输出点)太阳电池的电流-电压特性太阳电池输出变化：光照变弱时的情形？光照变弱时电压稍微变小，电流逐渐变小。电压(V)电流(mA)通常状态(1-sun照射时)太阳光逐渐变弱时太阳电池的一部份被挡住时也是这种情形2.6 PV电池发电特性太阳能电池 弱光效应 2.7 BIPV/BAPV应用形式（商业楼、学校、停车场） 2.7 BIPV/BAPV应用形式（别墅、厂矿、车站建筑）2.7 BIPV/BAPV应用形式与新能源电动汽车充电站相结合，打造清洁能源的典范，意义重大2.7 BIPV/BAPV应用形式中建国际蚌埠实验室50KW光伏BIPV项目（

5、与办公场所相结合）3、BIPV/BAPV核心光伏并网逆变器3.1 光伏并网逆变器产品分类：户用型1.5kW-10kW电站型 30kW-1000kWa.户用型DC-AC单相 型号SPG-1.5KTL SPG-10KTL3.2 光伏逆变器工作原理b.电站型DC-AC三相 型号 SPG-100K3 SPG-1000K3在光伏储能系统，用于光伏发电或储能回路，将DC-AC并网发电或DC-DC储能1、效率高 98.7（不带变压器）3、高效率MPPT 99以上5、直接并联使用（不用分裂变压器）追日SPG光伏逆变器主要优势2、电流畸变率低 2%4、多模式运行 感性容性无功输出6、高原型设计3.3 产品的主要

6、优势光伏逆变器1234输入电压输出功率（二种拓扑的效率不同）欧洲效率（不能只看最大效率）开关损耗导通损耗线路损耗纹波损耗 提高效率：理想开关频率准确MPPT3.4 效率分析euro = 0.035% + 0.0610% + 0.1320% +0.1030% + 0.4850% + 0.20100%3.4.1 与效率相关的要素3.4 效率分析 两级变换开关频率高、体积小，单元模块化，噪声小。但效率偏低（why？） 单级变换则效率较高，可靠较好；但体积大、噪声稍大。3.4.2 二种拓扑的效率3.4 效率分析SPG-250KW含变压器最大效率97.5%3.4.3 权威检测 效率数据123THDi与输

7、出功率密切相关调制方式控制方式死区时间采用预测控制技术3.5 谐波分析3.5.1 影响产品谐波的因素SPWM / 空间矢量SVPWMS2 and S3 are closed -S1 and S4 are opened.ti(t)UDCLS1S2S3S4UAC返回3.5.2 死区时间3.5 谐波分析3.5 谐波实测数据对比并网谐波含量极小产品的主要亮点之一品牌追日SSNE美国P公司电流畸变率对比Pe=100KW 负载率：10%以内Pe=100KW 负载率：10%以内并网电流谐波含量极小，1030%Pe时，THDi3%3.5.3 谐波数据对比品牌追日SSNE美国P公司10%Pe电流畸变率对比100

8、KW THDi=3.7% THDi=22.8%3.5.3 谐波数据对比 主要亮点 3.5 谐波实测数据对比3.5 谐波实测数据对比品牌追日SSNE美国P公司50%Pe电流畸变率对比100KWTHDi=0.8%THDi=3.7%并网电流谐波含量极小，30%Pe以上时，THDi2%3.5.3 谐波数据对比 主要亮点 3.5 谐波实测数据对比品牌追日SSNE美国P公司50%Pe电流畸变率对比100KWTHDi=0.8%THDi=3.7%3.5.3 谐波数据对比 主要亮点 3.5 谐波实测数据对比品牌日本三洋日本三洋15%Pe电流畸变率100KWTHDi=12.3%3.5.3 谐波数据对比 主要亮点

9、光伏逆变器有功输出感性无功容性无功谐波治理3.6 亮点二3.6.1 兼顾无功补偿及滤波技术（节省50万元以上/20MW）多功能输出模式，COS在0.95（感性）至0.95（容性）之间任意可调！1S=P+Q增加2%输出，即100%的有功，20%的无功3实施方法： DQ变换（瞬时无功理论）2实施原则:根据阳光照射，最大的输出有功；根据电网系统的无功需求自动输出容性或感性无功3.6 亮点二3.6.2 兼顾无功补偿及滤波技术3.7 亮点三器件选型散热方面 IGBT的散热采用独特的热管传导技术 专用风道（柜内、柜外）. 增大元器件之间的放电间距 增加进口热缩管 提高一个电压及电流级别绝缘方面高原型3.8

10、 与国内外同类先进技术的比较追日新能源BECDA效率更高谐波更小 波形更好噪音更小损耗更小1变步长导纳增量法的MPPT2预测控制技术及谐波补偿（独有）3兼顾无功补偿及滤波技术 （独有）3.9 技术创新点归纳：3.10 孤岛保护3.10.1 孤岛安全问题被动式：就是实时检测输出电网电压的幅值、频率、相位等指标，当主电网电压掉电时，大多数情况下会导致输出电压的幅值、频率、相位等指标的瞬间变化。主动式：采用频率扰动法进行测量，当市电电网正常时，逆变器无法根据设定的频率扰动值来改变电网的频率，而市电断电时，逆变器则可以根据设定的频率扰动值来改变输出电压的频率。在2S以内进行保护3.10 孤岛保护3.1

11、0.2 保护方式3.11 低电压穿越低压穿越能力这是追日新能源SPG光伏逆变器的一个很特别的功能。SPG逆变器对电网电压始终工作在恒流工作模式，输出端压跟随市电，可以在很低电压下运行，甚至在输出端短路时仍可输出，此时SPG逆变器保持额定的输出电流不变 。 4、典型案例4.1 BIPV/BAPV工程解决方案 4.2中建材镇江BIPV项目 1.1MWp本项目光伏电站位于江苏省镇江市出口加工区内，实施建筑为8个厂房的屋顶，其中1个是彩钢瓦屋顶，7个是水泥屋顶的光伏并网发电系统；倡导绿色能源，示范效果突出。安装于屋顶的薄膜组件安装于屋顶的常规组件项目地点：镇江出口加工区系统容量：1.1MWp接入电网电

12、压等级：10kV逆变器方案：分布式逆变器与建筑结合方式：屋顶安装安装于屋顶的常规组件北1#2#楼210KWp南2#6#楼480KWp圣睿10#楼410KWp 4.2 中建材镇江BIPV项目 1.1MWp电池组件的设计薄膜电池组件22992块，容量1.1MWp，结合屋顶区域进行安装；A方钢基础 支撑整个支架B横梁 支撑组件C纵梁 使整个方阵成 为整体D单/双侧压块组合 用于固 定组件E薄膜组件 组件 4.2中建材镇江BIPV项目 1.1MWp中建材镇江屋顶发电系统图系统概况由于光伏阵列受光条件有差异,因此采取分布式逆变器方案。光伏阵列按所在区域屋顶不同,汇入4台逆变器(500KW 1台,250K

13、W 2台，100KW 1台),逆变后输出额定电压为三相270V ； 经过两台10KV升压变T接入本地10kV中压电网，实现并网发电功能。 电气主接线 4.2 中建材镇江BIPV项目 1.1MWp 分布式并网发电特点 这种并网方式适合于在建筑物上安装不同朝向或不同规格的光伏阵列，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的光伏阵列通过单台逆变器集中并网发电，采用多台逆变器分布式并网发电方案实现联网功能。优点：可充分利用太阳能当一路逆变器出现故障，其它部分 仍可使用。缺点：安装调试相对复杂 4.2 中建材镇江BIPV项目 1.1MWp 4.2 中建材镇江BIPV项目 投资回报镇江出口加工区1.1MW光伏

14、屋顶项目，获得江苏省BIPV项目上网补贴，上网电价2.4元/kWh（2011年江苏省地面电站补贴1.4元/kWh，屋顶2.4元/kWh）整个项目构成主体光伏项目1、太阳能电池板（组件）6、土建及安装2、电池板支架3、直流配电柜5、交流配电及高压接入4、光伏逆变器及通信 4.2 中建材镇江BIPV项目 1.1MWp1、该项目采用10KV并网，总投资约1700万；2、根据江苏地区日照水平，年发电量约为100万110万度电3、上网电价：2.4元/度；4、年上网收益（按110万度发电量计算）：264万；5、运行及设备更新成本估算：300万 太阳能电池板使用年限为25年： 光伏组件：按25年更换2%； 逆变系统：按25年寿命，维修10%； 维修人工及调试：按照设备成本的15%6、回收期：7至8年 4.2 中建材镇江BIPV项目 投资分析4.6 监控系统4.3 青发投电站工程案例青海青发投公司格尔木5MW及德令哈10MW光伏并网发电工程4.6 监控系统青海青发投公司格尔木5MW光伏并网发电工程4.3 成功工程案例_格尔木5MW中控室高压室4.6 监控系统青海青发投公司格尔木5MW光伏并网发电工程4.3 成功工程案例_格尔木5MWPV发电区一角逆变器室4.6 监控系统青海青发投公司德令哈10MW光伏并网发电工程4.4 成功工程案例_德令哈10MWPV发电区4.6