hello大家好，今天来给您讲解有关光伏组件发展论文（光伏什么是光伏组件）的相关知识，希望可以帮助到您，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！
光伏组件是太阳能光伏发电系统中最关键的组成部分。光伏组件是利用光伏效应将太阳能转化为电能的装置。随着对可再生能源需求的增长，光伏组件的发展和研究也变得越来越重要。
光伏组件的主要部分是光电池，它由多个太阳能电池片组成。太阳能电池片是用具有光电转换功能的半导体材料制成的。当太阳光照射到光电池片上时，光子会激活电池中的电子，产生电流。这个过程称为光伏效应，通过光伏效应，太阳能被转化为可用的电能。
随着科技的进步，光伏组件的效率不断提高。过去，太阳能电池的效率很低，只有10%左右。现代的光伏组件可达到20%的效率甚至更高。这是通过改进材料、电池结构和制造工艺实现的。高效率的光伏组件意味着更多的太阳能可以被转化为电能，提高了光伏发电的效益。
除了效率，光伏组件的耐久性和可靠性也是关键因素。太阳能电池片暴露在户外环境中，需要经受各种气候条件的考验，如高温、低温、湿度和紫外线辐射。光伏组件的材料和结构必须具有良好的防水性、防腐蚀性和耐候性。
光伏组件的发展还有很大的潜力。随着科学技术的不断进步，创新的材料和制造工艺将进一步提高光伏组件的效率和可靠性。光伏组件的成本也在逐渐下降，使得太阳能发电成为一种更具竞争力的能源选择。
光伏组件在太阳能光伏发电系统中起着至关重要的作用。随着技术的进步和成本的降低，光伏组件的发展前景非常广阔。光伏组件的高效率、耐久性和可靠性将推动太阳能发电行业的发展，并在可再生能源领域发挥重要作用。
光伏组件发展论文（光伏什么是光伏组件）
行业主要上市公司：隆基股份(601012);晶澳科技(002459);晶科能源(688223);通威股份(600438);天合光能(688599)等
本文核心数据：光伏发电板块上市公司研发费用;光伏发电相关论文发表数量
全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar
photovoltaic”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
光伏发电行业技术概况
1、技术原理及类型
(1)光伏发电行业技术原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其发电原理如下。
(2)光伏发电种类
光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。
2、技术全景图：主要为光伏电池技术路线
光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。
晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。
薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。
叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。
光伏发电行业技术发展历程：电池技术路线演变拉动
光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的，从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池，如今光伏电池技术已发展至第三代，第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等，具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。
光伏发电行业技术政策背景：政策加持技术水平提升
我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策，通过政策指导，行业加快光伏发电技术的推广和革新，促进光伏发电产业的快速发展。
光伏发电行业技术发展现状
1、光伏发电行业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。
注：2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
光伏发电行业经过多年发展，产品相对成熟，但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。
2、光伏发电技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从光伏发电相关论文发表数量来看，2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。
注：统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词，光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多，说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。
(3)专利聚焦领域
从光伏发电专利聚焦的领域看，目前光伏发电专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。
主要光伏电池技术对比分析
从技术水平来看，硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣，直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。
注：平均转换效率均只记正面效率。
光伏发电行业技术发展痛点及突破
1、光伏发电行业技术发展痛点
(1)硅基光伏电池：P型电池转换效率低
由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益，因此光伏电池的光电转换效率十分重要，光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段，晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题，尤其是P型电池。
据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)，PERC电池的理论极限效率为24.5%，PERC产线的量产效率已经达到23%，逐步逼近理论极限效率。
(2)薄膜电池量产转换效率低
薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点，但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题，性价比较低。
2、光伏发电行业技术发展突破
(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率
相较于P型电池，N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小，转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限，N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA)，2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。
(2)钙钛矿电池可实现高转换效率
钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池，钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料，因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率，钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。
光伏发电行业技术发展方向及趋势：降本增效
2022年8月，工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，提出通过5-8年时间，在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术，包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。
可见，未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展，一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率，因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向;另一方面，光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低，是降低光伏电站建设成本，并最终降低光伏发电成本的关键因素。「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
光伏产业现状及发展前景论文
陕西省太阳能光伏产业发展论证报告 第一章 太阳能光伏产业是本世纪最具潜力的新能源产业 能源是人类赖以生存的基础，也是经济和社会发展的物质保障。 近年以来，世纪能源消费剧增，化石能源（煤炭、石油、天然气等）消耗迅速。 化石能源的过度开采和使用，使得环境污染问题日益突出，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，使人类赖以生存的生态环境受到严重威胁。 能源消费的需求是随社会的发展而发展，社会经济发展决定着人们对能源需求的增长，同时能源的供应状况又反过来制约着社会经济的发展。 历史上三次科技革命的发展，正是由于能源提供了高效的动力，才推动了世界经济的新飞跃。 大致来说，人类在能源消费上经历了三个阶段，目前正酝酿走向第四阶段。 在整个前资本主义时期，生产力不发达，木柴等在能源消费中居首位，被称为能源的“木柴时代”。 以蒸汽机为主要标志的18世纪的资本足以产业革命，对煤炭需求量骤增，到20世纪初达95%，取代木柴成为主要能源，进入了能源的“煤炭时代”，完成了世界能源消费结构的第一次重大改革。 一直持续到50年代末、60年代初，煤炭海战消费总量的1/2以上。 是有的开采、运输、成本和特点优势，以及基于内燃机的交通运输业的兴起，只是世界石油消费量快速增加。 60年代初石油（气）的产量与消费量超过煤炭，世界能源进入“石油时代”。 影响世界各国能源消费结构变化的因素：一是取决于经济发展与生产力发展水平；二是能源资源条件。 如50年代中期，美国成为世界第一个以石油为首位能源的国家。 日本能源贫乏，60年代中期实现转换。 而煤炭资源丰富的国家，进展迟缓，到60年代、70年初，（前）联邦德国、法国、英国才相继以石油为主要能源。 至今有些国家仍以煤炭为主，如中国（81.2%）、波兰（80.2%）、印度（67.9%）等。 面对日益枯竭的化石能源和不断恶化的生态环境，人类需要进行第三次能源结构转换，从矿物能源向可再生能源转换，用可再生能源（包括风能、太阳能、地热能、水能、生物智能和海洋能等）替代矿物能源，用无碳能源、低碳能源替代高碳能源。 预计彻底转换需半个到一个世纪。 这期间将是能源的“多极化时代”。 太阳能是来自地球之外的能源，具有无污染、安全、长寿命、维护简单、资源永不枯竭和资源分布范围广泛等特点，被认为是21世纪最重要的新能源。 据预测：按照2007年的世界能源用量及已探明的能源储量计算：石油可再用40年，天然气可再用63年，煤可再用147年，核能可利用70-80年（铀元素的储量）。 光伏产业目前正处于产业成长期，很快进入发展期，作为电能供应，将在2020年左右具有与化石能源竞争的能力，2020-2030年作为补充能源，2030-2040年作为替代能源，2040年以后作为主导能源。 第一节 太阳能光伏产业概述 近五年来，全球光伏产业的发展以每年50%的速度增长，2008年达到6000MW的规模。 据世界能源组织（IEA）、欧洲联合研究中心、欧洲光伏工业协会预测，未来数十年光伏产业的增长率将高达30%以上，到2030年光伏发电将占全球发电量的20%。 中国光伏产业得以与世界光伏发电市场的巨大需求，近4年来以每年平均200%的速度发展，2007年电池片和电池组件产量跃居世界第一，占全球产量的1/4，2008年更是占到全球产量的1/3。 1、太阳能光伏产业的发展历程 1839年19岁的法国贝尔勒尔做物理实验时，发现在导电液中的两种金属电极用光照射时，电流会加强，从而发现了“光生伏打效应”；1904年爱因斯坦发表光电效应论文，为此在1921年获得诺贝尔奖；1954年5月美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的硅太阳能电池，这是世界上第一个实用的太阳能电池。 但造价太高（357美元/瓦），缺乏商业上的价值。 就在此时，开创人类历史的第一项计划——太空计划也正如火如荼地进行着，因为太阳能电池具有不可取代的重要性，使得太阳能电池找到了另一片发展的天空。 从1957年苏联发射第一颗人造卫星开始，太阳能电池就肩负着太空飞行任务中一项重要的任务。 20世纪70年代初，由于中东战争，石油禁运，工业国家的石油供应中断造成能源危机，迫使人们不得不再度重视太阳能电池由于电力系统的可行性。 在20世纪70年代中期，研制出了超薄单晶硅光伏电池。 1990年以后，人们开始将太阳能电池发电与民生用电结合，于是“并联型太阳能电池发电系统”开始推广。 太阳能电池已经发展到第三代。 第一代太阳能电池主要是基于硅晶片，采用单晶硅和多晶硅及GaAs材料制作。 其技术已发展成熟，但高昂的材料成本在全部生产成本中占据主导地位。 要真正达到大规模利用太阳能电池的目标，降低材料的成本就成为降低光伏电池成本的主要手段。 以至于使得人们不惜以牺牲电池的转换效率为代价来开发薄膜电池。 第二代太阳能电池是基于薄膜技术的一种太阳能电池。 构成薄膜太阳能电池的材料有很多种，主要包括多晶硅、非晶硅、碲化镉以及铜铟硒，其中一多晶硅薄膜太阳能电池性能最优。 第三代太阳能电池是21世纪以来的主要发展方向，主要本着以提高光电转换效率和降低生产成本为根本目标进行研发。 目前投入应用的主要有叠层太阳能电池、纳米太阳能电池、玻璃窗式太阳能电池等。 在技术进步的推动和各国 *** 的激励政策驱动下，太阳能光伏发电产业和事成得以迅速发展。 2000年至2008年，全球太阳电池产量年均复合增长率为47%，2008年产量达到6.4GW。 同期，以欧美为主的全球太阳能光伏发电应用市场也以45%的年均复合增长率块数增长。 2008年全球累计装机总量已接近15GW。 图1 图2 中国光伏产业在世界光伏发展的拉动下，近年来飞速发展。 2008年中国光伏电池产量达到2GW，保持全球第一的地位，占全球份额的30%。 2008年全球前25家太阳电池生产商中（见图3）,有8家是中国企业。 中国光伏产业的发展和光伏应用市场的发展却存在着极大的不平衡。 98%的光伏产品靠出口。 具体的去21SPV光伏社区看看吧！ -------------------21SPV光伏社区
光伏什么是光伏组件
交大蓝天告诉您，光伏组件也就是光伏板。光伏组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
光伏组件生产流程
A、工艺流程：\x0d\x0a1、电池检测——2、正面焊接—检验—3、背面串接—检验—4、敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）——5、层压——6、去毛边（去边、清洗）——7、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）——8、焊接接线盒——9、高压测试——10、组件测试—外观检验—11、包装入库；\x0d\x0a\x0d\x0aB、工艺简介：\x0d\x0a1、电池测试：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。\x0d\x0a\x0d\x0a2、 正面焊接：是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。(我们公司采用的是手工焊接) \x0d\x0a\x0d\x0a3、背面串接：背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有36个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将36片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。\x0d\x0a\x0d\x0a4、层压敷设：背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、背板）。\x0d\x0a\x0d\x0a5、组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃。\x0d\x0a\x0d\x0a6、修边：层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。\x0d\x0a\x0d\x0a7、 装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。\x0d\x0a\x0d\x0a8、焊接接线盒：在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。\x0d\x0a\x0d\x0a9、高压测试：高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。\x0d\x0a\x0d\x0a10、组件测试：测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。
光伏发电论文
一、项目概括
1.1项目简介及选址
本项目电站选址地位于湖南省湘潭市雨湖区的响塘学校屋顶上，经过去现场实地的了解和勘测后，此学习周围无森林无高大树木，附近也无任何其他房屋，距离其最近的房屋也有数十米的距离，该屋顶无女儿墙无其他建造物，是一个平面的屋顶，其屋长为43米，宽为32米。
本项目将在此学校屋顶上建造一个100kw的并网型光伏电站，实施全额上网措施。选址卫星图如图1-1所示，选址平面图如图1-2所示。图1-1 选址地卫星图图1-2 选址平面图1.2 项目位置及气象情况
经过百度地图的计算，得出了此地经纬度为：北纬27.96，东经为112.83，是属于亚热带温湿气候区，典型的冬冷夏热气温，年降雨量充足达1450毫米，最高气温为夏季的41.8度，最低气温为冬季的-12.1度，年均气温17度。该项目所在地最高海拔为793米，最低海拔达30.7米，总的平均海拔为48.2米。该地年总辐射量经过PVsyst软件的计算后，得出了1116.6的值，不是特别高，属于第三类资源区，但建设一个电站也不是特别亏。湘潭市地理位置图如图1-3所示。图1-3湘潭市地理位置图1-4年均总辐射值1.3项目设计依据
本项目设计依据如下：
《光伏发电站设计规范》GB50794-2012
《电力工程电缆设计规范》GB50217-1994
《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005
《建筑太阳能光伏系统设计与安装》10J908-5
《光伏发电站接入电力系统技术规范》GB/T19964-2012
《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T5086-2013
《光伏(PV)系统电网接口特性》GB/T20046-2006
《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-19933
《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995
《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》GB/T18210-2000二、电站系统设计
2.1组件选型
组件是电站中造价最高的设备，投资一个电站几乎一半的钱是砸这组件上去了，为此我们选择的组件一定要是最适合本电站的，不管是组件效率还是组件的其他参数在同功率组件下都应该保持最佳，这样才不会亏本。
组件的类型有很多，以不同的材料来说，组件又分为了晶硅组件、薄膜组件，在电站中使用最多的便是晶硅型组件，而晶硅型组件又分为单晶硅和多晶硅，它们都是市场上十分热门的组价。
单晶硅的效率比多晶硅高了很多，其使用寿命时间也长了不少，但价格方面却比多晶硅高了很多，但考虑到平价上网的时代，单晶硅的价格远远不如过去那样昂贵，所以本电站选取的组件为单晶型组件。
表2-1伏组件对比表组件品牌及型号晶科
Swan Bifacial 400 72H晶科
Swan Bifacial 405 72H晶澳
JAM72S10 400MR最大功率(Pmax)400Wp405Wp400Wp最佳工作电压(Vmp)41V41.2V41.33V组件转换效率(%)19.54%19.78%19.9%最佳工作电流(Imp)9.76A9.83A9.68A开路电压(Voc)48.8V49V49.58V短路电流(Isc)10.24A10.3A10.33A工作温度范围(℃)-40℃~+85℃-40℃~+85℃-40℃~+85℃最大系统电压1000/1500V DC(IEC/UL)1000/1500VDC(IEC/UL)1000/1500VDC (IEC)最大额定熔丝电流20A20A20A输出功率公差0~+5W0~+5W0~+3%最大功率(Pmax)的温度系数-0.350%/℃-0.35%/℃-0.35%/℃开路电压(Voc)的温度系数-0.290%/℃-0.29%/℃-0.272%/℃短路电流(Isc)的温度系数0.048%/℃0.048%/℃0.044%/℃名义电池工作温度(NOCT)45±2℃45±2℃45±2℃组件尺寸：长*宽*厚（mm）2031*1008*30mm2031*1008*30mm2015*996*40mm电池片数727272第一款组件晶科Swan Bifacial 400 72H和第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H的型号牌子都一样，除功率和其效率有点差距之外，其他的参数基本一样，但其第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H组件的效率高，相同尺寸不同效率下，选择第二款组件更好。
第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款组件里效率最高的组件，比第一款和第二款分别高了0.37%和0.12%，并且尺寸和部分温度系数也是3款里面最小的，开路电压和工作电压以及短路电流等参数也是3款组件中最高的，从数据上来看，第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款里最棒的组件。
综合上面的分析，本项目最终选择第3款组件晶澳JAM72S10 400MR作为本项目的组件使用型号。组件图如图2-1所示。图2-1 组件图
2.2最佳倾斜角和方位角设计
本电站建造在平面屋顶上，该屋顶无任何的倾角，由于组件是依靠着太阳光发电，但每时每刻太阳都是在运动着，为此便会与组件形成一个角度，该角度影响着组件的发电量，对于采取固定支架安装方式的电站来说，选择一个最合适的角度能够让电站发电量达到最高，因此最佳倾角这个概念便被引出了。
对于本电站而言，根据其PVsyst软件的计算后，得出了湘潭最佳倾角为18度时，方位为0度时，电站一年下来的发电量能够达到最高。PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图如图2-2所示。图2-2 PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图
2.3组件排布方式
本项目选址地屋顶长43米，宽为29米，采取横向排布方式无法摆下其电站中的整个阵列，因此本项目组件方式采取竖向排布，中间间距20mm。如图2-3所示。图2-3 组件排列方式
2.4组件间距设计太阳照射到一个物体上时，由于该物体遮住了光，使得光不能直射到地上时，该物体便会产生一个阴影投射到地上，而电站中的组件也类似于此，前一个组件因光产生的阴影投射到另一个组件上时，被照射的组件便会受到影响，进而影响整个电站，这对于电站来说是一个严重的问题，因此在设计其组件之间的间距时，一定要保证阴影的距离不会触及组件。图2-4间距图
在公式2-1中：
L是阵列倾斜面长度（4050mm）
D是阵列之间间距
β是阵列倾斜角(18°）
为当地纬度（27.96°）
把以上数值代入公式后计算得：2-5组件计算图
根据结果，当电站中的子方阵间距大于2119mm时，子方阵与子方阵便不会受到影响。图2-6方阵间距图
2.5逆变器选型
逆变器是电站中其转换电流的设备，十分的重要，而逆变器的种类比较多，对于本项目电站来说，选择组串式逆变器最佳，因此本项目选择了3款市场上热卖的组串式逆变器。
表2-2 逆变器参数对比表逆变器品牌及型号华为
SUN2000-100KTL-C1华为
SUN2000-110KTL-C1固德威
HT 100K最大输入功率100Kw110Kw150Kw中国效率98.1%98.1%98.1%最大直流输入电压（V）1100V1100V1100V各MPPT最大输入电流（A）26A26A28.5AMPPT电压范围（V）200 V ~ 1000 V200 V ~ 1000 V200V ~ 1000V额定输入电压（V）600V600V600VMPPT数量/输入路数10/2010/2010/2额定输出功率（KW）100K W110K W100K W最大视在功率110000 VA121000 VA110000 VA最大有功功率 (cosφ=1)110KW121K W110KW额定输出电压3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE380, 3L/N/PE 或 3L/PE输出电压频率50 Hz，60Hz50 Hz，60Hz50 Hz最大输出电流（A）168.8A 185.7 A167A功率因数0.8 超前—0.8 滞后0.8超前—0.8滞后0.99 （0.8超前—0.8滞后）最大总谐波失真＜3%＜3%<3%输入直流开关支持支持支持防孤岛保护支持支持支持输出过流保护支持支持支持输入反接保护支持支持支持组串故障检测支持支持支持直流浪涌保护Type IIClass II具备交流浪涌保护Type IIClass II具备绝缘阻抗检测支持支持支持残余电流监测支持支持支持尺寸（宽 x 高 x 厚）1,035 x 700 x 365 mm1,035 x 700 x 365 mm1005*676*340重量（kg）85kg85kg93.5kg工作温度（°C）-25°C~60°C-25°C~60°C-25~60℃3款逆变器的功率均在100kw以上，其效率也都是一模一样，均只有98.1%，其额定输出电压也都为600V，对于本电站来说，这3款逆变器都能使用，但可惜本电站只会从中选择一个最合适的品牌。
第一款逆变器华为SUN2000-100KTL-C1和第二款逆变器华为SUN2000-110KTL-C1是同种类同型号，但不同功率的逆变器，这两款逆变器大部分数据都一模一样，但第二款逆变器功率比第一款逆变器功率高了10k，比本电站的容量也高了10k，并且价格了略微高了那么点，选用第一款逆变器不仅省钱而且还不会造成功率闲置无处使用，最大发挥逆变器的作用，因此第1款比第2款逆变器好。
第三款逆变器是固德威HT 100K，它的最大输入功率高达150kw，明明是一个100kw的逆变器，但其输入功率却不同我们往常见的逆变器一样，它居然还高了50k，如果选用这款逆变器，那么阵列输入的功率超过100都能承受。虽然最大输入功率很恐怖，但其他参数正常，对比第一款逆变器，仅只是部分参数略微差了点，总体是几乎没什么太大的差别。
本项目根据上述的分析和对其逆变器的需求，最终选择了固德威HT 100K型逆变器为本电站逆变器。
2.6光伏阵列布置设计
2.6.1串并联设计图2-7串并联计算
公式2-3、2-4中：
Kv——光伏组件的开路电压温度系数-0.00272
K——光伏组件的工作电压系数-0.0035
t/——光伏组件工作环境极限高温（℃)60
Vpm——光伏组件的工作电压（V）41.33
VMPPTmax——逆变器MPPT电压最大值（V）1000
VMPPTmin——逆变器MPPT电压最小值（V）200
Voc——光伏组件开路电压（V）49.58
N——光伏组件串联数（取整）
t——光伏组件工作环境极端低温（℃）-12.7
——逆变器允许的最大直流输入电压（V）1100
把以上数值代入公式中计算可得：5.5≤N≤21经计算，本电站最终选取20块组件为一阵列。如图2-6组件串并联设计图。图2-8组件串并联设计图
2.6.2项目方阵排布
据2.6.1的结果，每一个阵列共有20块组件，单块组件的功率是400w，一个阵列便是8kw，而本电站的总容量为100kw，总计是需要13个阵列。本电站建设地屋顶长43米，宽为32米，可以完整的摆放电站中的所有子方阵。如图2-9所示。图2-9项目方阵排布图2.7基础与支架设计
2.7.1水泥墩设计
本电站所建地点是公办学校，属于公共建筑，如果使用其打孔安装方式，便有可能使得其屋顶因时间长久而漏水，一旦漏水便需要进行维修，这也是得花费一些金钱，又因是学校，开工去维修可能将使部分学生要做停课处理，因此为了避免这个麻烦，本电站还是选择最常见的水泥墩来做基础设计。
考虑到学校有许多的学生，突然出现了事故，作为电站建设者肯定会有责任，因此为了避免组件出现任何事故，特地将水泥墩设计为一个正方形，其长宽高都为500mm，这样的重量大大降低了事故的发生率。如图2-10水泥墩设计图和2-11电站整体水泥墩设计所示。图2-10水泥墩设计图2-11电站整体水泥墩设计图
2.7.2支架设计
都已经把基础设计水泥墩做那么接下来则是考虑水泥墩上的支撑设备支架，对于支架的设计最重要的一点就是在选材上，一般电站中的支架会持续使用到电站报废为止，使用时间长达二十多年三十多年甚至更久，对此支架的选型便是十分的重要，其使用寿命必须得长，抗腐蚀能力强。如图2-12支架设计图所示。图2-12支架设计图
2.8配电箱选型
配电箱在光伏电站里又分为直流配电箱和交流配电箱，对于本电站来说，是选择其交流配电箱。配电箱的容量是根据其逆变器的容量选择，必定不能小于其逆变器的容量，否则可能会出现配电箱过压的情况，然后给电站造成事故危险。
配电箱具备配电、汇电、护电等多种功能，是本电站必须要又的设备，经过配电箱型号的对比，本电站最终选择了昌松100kw光伏交流逆变器。
表2-3配电箱参数项目名称昌松100kw光伏交流配电箱项目型号100kw交流配电箱额定功率100KW额定电流780A额定频率50Hz海拔高度2500m环境温度-25~55℃环境湿度2%~95％，无凝霜2.9电缆选配
电站分为两类电，一类是直流电，必须使用直流电缆运输；一类是交流电，必须使用交流电缆运输，切记不可以乱搭配使用，否则将会造成电缆出线问题，电站设备出现问题。
直流电缆选型一般都是选择PV1-F-1*4mm光伏专用直流电缆
交流电缆：
P：逆变器功率100KW
U：交流电电压380V
COSΦ：功率因数0.8=
=190A=0.035Ω=976W
线损率：976/100000=0.9%<2%，符合光伏电缆设计要求。
据其计算结果和下图电缆参数表，本电站最终选择ZRC-YJV22 7Omm2交流电缆。如图2-13电缆参数图所示。图2-13 电缆参数图
2.10防雷接地设计
防雷接地是绝大多数光伏电站都必须要做的，目的就是防止雷击破幻电站，损坏人民的生命以及财产，特别是对于本电站而言，建设点是在学校，而学校不仅人多而且易燃物也多，一旦雷击劈到电站上，给电站造成了任何事故，都有可能把整个学校给毁了，为此本电站一定需要做好防雷接地设计。
本电站防雷方式采取常用的避雷针进行避雷，接地则是为电站中各个设备接地端做好接地连接。图2-14防雷接地设计图
2.11电气系统设计及图纸
本电站装机总容量为100kw，由260块光伏组件组成，形成了13个阵列，每个阵列20块组件，然后连接至逆变器，逆变器变电后接入配电箱，最后再连接国家电网。图2-15电气系统设计图三、电站成本与收益
3.1电站项目设备清单
根据当地市场的物价，预估出了一个本电站预计投资表。
表3-1设备清单表序号设备型号单位数量单价
（元）价格
（万元）1组件晶澳JAM72S10 400MR块2601.7718.42逆变器固德威HT 100K台13.3w3.33直流电缆PV1-F-1*4mm米15005.20.784交流电缆ZRC-YJV22 70mm2米100720.725支架＼套395562.176水泥墩500*500*500mm个782501.957配电箱昌松100kw光伏交流配电箱台11.3w1.38运输费＼总1810001.89其他＼＼＼＼4.1510人工费＼＼＼＼7合计：41.57万元3.2电站年发电量计算
本电站总容量为100kw，而电站选址地的年总辐射量为1116.6，首先发电量便达到了89328度电。（式3-1）
Q=100*1116.6*0.8=89328度
Q——电站首年发电量
W——本项目电站总容量（85KW）
T——许昌市年日照小时数（1258.2H）
——系统综合效率（0.8）
任何设备一旦使用，便就开始慢慢磨损了，其效率也是一年比一年差，即便是光伏组件也不例外。组件首年使用一年后，为了适应其环境，自身的效率瞬间就降低2.5%，而后的每年则是降低0.7%，将至80%左右时，光伏组件也是已经运行了25年。表3-2电站发电量发电年数功率衰减年末功率年发电量(kWh)累计发电量(kWh)第1年2.5%97.50%89328.00089328.000第2年0.7%96.80%87094.800176422.800第3年0.7%96.10%86469.504262892.304第4年0.7%95.40%85844.208348736.512第5年0.7%94.70%85218.912433955.424第6年0.7%94.00%84593.616518549.040第7年0.7%93.30%83968.320602517.360第8年0.7%92.60%83343.024685860.384第9年0.7%91.90%82717.728768578.112第10年0.7%91.20%82092.432850670.544第11年0.7%90.50%81467.136932137.680第12年0.7%89.80%80841.8401012979.520第13年0.7%89.10%80216.5441093196.064第14年0.7%88.40%79591.2481172787.312第15年0.7%87.70%78965.9521251753.264第16年0.7%87.00%78340.6561330093.920第17年0.7%86.30%77715.3601407809.280第18年0.7%85.60%77090.0641484899.344第19年0.7%84.90%76464.7681561364.112第20年0.7%84.20%75839.4721637203.584第21年0.7%83.50%75214.1761712417.760第22年0.7%82.80%74588.8801787006.640第23年0.7%82.10%73963.5841860970.224第24年0.7%81.40%73338.2881934308.512第25年0.7%80.70%72712.9922007021.5043.3电站预估收益计算
根据湖南省的标准电价，我们电站发的每度电能够有0.45元收入，持续运行25年后，将会获得2007021.504*0.45=903159元，也就是90多万，减去我们为电站投资的41.57万，我们25年内能够获得大约50万的纯利润收入参考文献
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关于光伏组件发展论文（光伏什么是光伏组件）的问题分享到这里就结束啦，希望可以解决您的问题哈！
