【科普】村級(jí)光伏扶貧電站典型設(shè)計(jì)方案

:2017年7月，國家能源局、國務(wù)院扶貧辦公布的《關(guān)于“十三五”光伏扶貧計(jì)劃編制有關(guān)事項(xiàng)的通知》提出，以村級(jí)光伏扶貧電站為主要建設(shè)模式，村級(jí)電站應(yīng)在建檔立卡貧困村建設(shè)，單個(gè)村級(jí)電站容量控制在300千瓦左右（具備就近接入條件的可放大至500千瓦）。

目前光伏扶貧模式有集中式電站、戶用電站、村級(jí)光伏扶貧電站、光伏農(nóng)業(yè)電站四大類。集中式電站一般在2MW到20MW之間，需要指標(biāo)，占地比較大，投資也比較大，一般用于鎮(zhèn)一級(jí)集中扶貧，如何投資，管理和分配是一個(gè)大問題，電村電網(wǎng)容量較少，有很多地方不適合建大型電站；戶用電站一般是3-5kW，安裝在貧困戶家里，不需要占用地面，容量也不大，但是貧困戶的房屋一般比較破舊，安裝不方便，也難以保證25年的壽命；光伏農(nóng)業(yè)電站不占用農(nóng)地，可以一邊發(fā)電，一邊種植農(nóng)作物，但對土地要求較高，初始投入大，對電站管理也比較高。村級(jí)電站建設(shè)對于電網(wǎng)接入的要求稍低，經(jīng)過“十二五”改造之后，農(nóng)村電網(wǎng)目前可接入光伏電站容量大大增加，基礎(chǔ)配套設(shè)施能夠滿足需求。同時(shí)，在“十三五”農(nóng)村電網(wǎng)改造和建設(shè)過程中，國家電網(wǎng)也明確承諾，對發(fā)展光伏扶貧的貧困村，對電網(wǎng)的改造給予優(yōu)先支持，電站建好后需及時(shí)實(shí)現(xiàn)電站并網(wǎng)。

目前，我國12萬8000個(gè)貧困村有一半適合建村級(jí)電站，村級(jí)電站將成為“十三五”時(shí)期光伏扶貧的主要模式。村級(jí)電站的建設(shè)規(guī)模普遍比較小，更容易協(xié)調(diào)落實(shí)建設(shè)用地；此外，村級(jí)電站扶貧模式解決了貧困村無集體經(jīng)濟(jì)收入的問題。據(jù)了解，在全國各地推進(jìn)精準(zhǔn)扶貧的過程中，村級(jí)集體經(jīng)濟(jì)收入很難得到有效解決。2014年建檔立卡識(shí)別出12.8萬貧困村，其中90%沒有集體經(jīng)濟(jì)收入，而村級(jí)電站的收益除分給貧困戶外，其余由村集體獲得，如果村集體有了經(jīng)濟(jì)收入，就可以有效解決“空殼村”的問題。

1、選擇合適的光伏組件

光伏組件有多晶硅，單晶硅，薄膜三種技術(shù)路線，各種技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在同等條件下，光伏系統(tǒng)的效率只和組件的標(biāo)稱功率有關(guān)，和組件的效率沒有直接關(guān)系。2017年組件出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如PREC、多主柵、無主柵、N型組件、雙面發(fā)電組件，要根據(jù)實(shí)際情況選擇，技術(shù)組件技術(shù)成熟，國內(nèi)一線和二線品牌的組件生產(chǎn)廠家質(zhì)量都比較可靠，要選擇從可靠的渠道去購買。光伏組件有60片電池和72片電池兩種，72片組件面積大、重量沉，搬運(yùn)與安裝的難度相比60片更大一些，在坡度較大的山地以及屋頂，選擇60片更有優(yōu)勢，另外各廠家60片的產(chǎn)能要更高一些。72片組件單塊功率大，相同裝機(jī)容量情況下，功率大的組件使用的總數(shù)量少，組件數(shù)量少意味著組件間連接點(diǎn)少，線纜用量少，系統(tǒng)整體損耗也會(huì)有所降低。60片or72片在選擇時(shí)，盡量從設(shè)備安裝條件、組件每瓦價(jià)格、廠家供貨量、裝機(jī)容量、系統(tǒng)造價(jià)幾個(gè)因素綜合考慮。

2、選擇合適的電氣技術(shù)方案

逆變器作為光伏系統(tǒng)的橋梁，成本占比低但對系統(tǒng)成本和發(fā)電量影響大。按照安裝環(huán)境的不同，設(shè)計(jì)兩種逆變器方案。平地?zé)o遮擋，光照條件好的地區(qū)，建議選擇單路MPPT，單級(jí)結(jié)構(gòu)的逆變器，可以提高系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本；地形復(fù)雜山丘電站，存在朝向不一致和局部遮擋的現(xiàn)象，且不同的山丘遮擋特性不一樣，帶來組件失配問題，不得不選擇多路MPPT，那么每路MPPT2個(gè)組串輸入的逆變器會(huì)是較好的選擇，無熔絲易損件、故障定位準(zhǔn)確度高，維護(hù)更簡單。

逆變器是光伏系統(tǒng)最容易出故障的設(shè)備之一，設(shè)計(jì)和安裝時(shí)要注意，有經(jīng)驗(yàn)的EPC安裝商，逆變器故障率要比沒有經(jīng)驗(yàn)的安裝商低30%以上，所以經(jīng)驗(yàn)很重要。逆變器運(yùn)輸和安裝時(shí)，要輕拿輕放，避免里面的接頭松動(dòng)。溫度對逆變器主要部件壽命影響較大，逆變器要避免陽光直曬，安裝在通風(fēng)散熱的地方；組件和逆變器匹配要注意，逆變器不要長時(shí)間工作在滿載狀態(tài)。

3、80kW村級(jí)光伏扶貧電站方案

方案1，系統(tǒng)采用72片340Wp光伏組，20串12并共240塊組成，總功率81.6KWp。采用1臺(tái)80KW光伏逆變器，接入380V線，送入光伏并網(wǎng)接入配電箱，再接入10kV柱上變壓器380V母線端。

方案2，系統(tǒng)采用60片280Wp光伏組件，24串12并共288塊組成，總功率80.64KWp。采用1臺(tái)80KW光伏逆變器，接入380V線，送入光伏并網(wǎng)接入配電箱，再接入10kV柱上變壓器380V母線端。

逆變器最大直流電壓（最大陣列開路電壓）為1100V，最大功率電壓跟蹤范圍為200~1000V，MPPT路數(shù)為6路/2并。每個(gè)太陽電池組件額定工作電壓為38V，開路電壓為47V，在環(huán)境溫度為25±2℃、太陽輻射照度為1000W/m2的額定工況下，20個(gè)太陽電池串聯(lián)支路額定工作電壓為760V，開路電壓940V，均在逆變器允許輸入范圍內(nèi)，可確保正常工作。在工況變化時(shí)考慮在平均極端環(huán)境溫度為-25℃時(shí)，太陽能電池組件串的最大開路電壓為20×38×(0.3%×50+1)=1081V，滿足1100V最高電壓要求。

系統(tǒng)配置

4、常用村級(jí)光伏扶貧系統(tǒng)配置

5、常用村級(jí)光伏扶貧電站系統(tǒng)方案

（1）60kW電氣方案

（2）70kW電氣方案

（3）80kW電氣方案1

（4）80kW電氣方案2