龚 靔 立

[上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海 200092]

0 引 言

净水厂工程建设作为一个传统行业,与光伏发电工程相结合,具有广阔发展前景。净水厂中设有沉淀池、滤池等大型水处理池,占地面积大,可在池顶上安装太阳能光伏板,能充分利用水厂的空间,对土地进行集约化利用。同时,净水厂需24 h不间断地为城市供水,用电负荷高,采用光伏发电系统可大大降低运行成本。

某净水厂工程位于拉萨,太阳能资源丰富,主要从光伏系统方案、发电量计算以及节能分析等方面对水厂光伏发电系统进行设计。

1 太阳能资源

拉萨市位于西藏自治区东南部,地理坐标为东经91°06′,北纬29°36′。相比于相同纬度东部地区城市,拉萨光照时间更长,光照强度也更强,年平均日照总时数几乎是四川盆地日照总时数的2倍多。拉萨也因此拥有“日光城”的称号。根据资料显示[1],拉萨地区年平均日照总时数3 005.3 h,年太阳总辐射量7 473.3 MJ/m2,属于太阳能资源最丰富地区。

为计算光伏系统的最佳倾角年平均辐射量,一般采用以下公式:

Rβ=S[sin(α+β)/sinα]+D

(1)

式中:Rβ——倾斜方阵面上的太阳总辐射量;

S——水平面上的太阳直接辐射量;

α——午时分的太阳高度角;

β——方阵倾角;

D——散射辐射量,与斜面倾角无关。

根据全球太阳辐射地图,拉萨地区光伏系统方阵最佳倾角为33°,最佳倾角年平均辐射量为8 723 MJ/m2,折合2 423 kWh/m2。

倾斜方阵面上的太阳总辐射量示意图如图1所示。

图1 倾斜方阵面上的太阳总辐射量示意图

2 光伏系统方案设计

2.1 光伏组件选择

现阶段,市场上太阳能电池按照电池的材料主要可以分为晶体硅电池和薄膜电池等几类,其中晶体硅电池又可以分为单晶硅电池与多晶硅电池。……