鲁地拉水库漂浮式光伏电站研究

摘要

漂浮式光伏电站可以突破水深三米无法施工的限制，只要有水的地方都可以建设，能够解决在深水区无法建设光伏电站的现状。漂浮式光伏电站的建设受制于漂浮基础材料的寿命、漂浮基础间的连接强度、漂浮基础在深水域和水位落差大的水域的可靠固定、经济可行性等未解难题。 本论文以鲁地拉漂浮式光伏电站模型为对象，旨在以漂浮基础材料、漂浮基础间的连接强度、漂浮式光伏电站的可靠固定、经济可行性为视角，通过工程设计、受力分析、仿真、有限元分析、经济可行性分析以及小规模试点实践运营等方法，力图为解决漂浮式光伏电站的技术和经济难题提供参照， 文中运用了流体动力学知识、气象学知识，使用了PVSYST光伏发电软件、AutoCAD设计软件、PRo-E3D软件、ANSYSworkbench有限元分析软件、经济评价软件，采用了Meteonorm、NASA专业数据，数据详实，计算方法可靠。 本论文最终解决的问题包括: (1)使用改性后的PE材料做成浮动基础，满足光伏电站整体设计寿命超过20年的要求。 (2)极限风压对漂浮式光伏电站的影响可以通过综合固定的方式加以控制，水流对光伏电站的影响可以忽略不计。 (3)文中给出了一种漂浮式光伏电站的设计方案，包括浮动基础的结构设计，浮动基础间的连接方式以及浮动基础在水中的固定方式。 (4)通过仿真分析，计算出文中设计的漂浮式光伏电站结构强度满足要求。 (5)本文根据实际情况分析得出漂浮式光伏电站的成本构成，通过经济分析后认为:在现阶段，使用本文设计的漂浮式光伏电站经济可行，具有投资价值。 (6)本文通过试点电站的实践运营，以及与普通陆地光伏电站进行对比分析，验证了文中设计的漂浮式光伏电站的设计合理性，其发电量符合预期，投资收益较对比的普通陆地光伏电站高。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1漂浮式光伏电站的优点

1．2漂浮式光伏电站的现状

1．2．1国内现状

1．2．2国际现状

1．3建设漂浮式光伏电站需要解决的问题

1．4本论文拟研究的主要内容

2鲁地拉水库概况

2．1地理概况

2．2气象资料

2．3太阳能资源分析

2．4本章结论

3鲁地拉水库漂浮式光伏电站设计

3．1设计参数和要求

3．1．1设计参数

3．1．2设计要求

3．2光伏组件设计

3．2．1太阳能电池

3．2．2光伏组件

3．3．1漂浮基础材料

3．3．2漂浮基础结构型式

3．3．3浮基的设计

3．3．4连接基的设计

3．3．5浮基与组件问的固定

3．4漂浮基础的固定

3．5鲁地拉水库漂浮式光伏电站的工程设计

3．5．1规划漂浮式电站的规模

3．5．2光伏子方阵设计

3．5．3光伏方阵的串并联设计

3．5．4逆变器的选型

3．5．5光伏发电单元容量选择

3．5．6光伏发电单元接线

3．5．10双绕组变压器设计

3．5．11光伏发电单元接线

3．5．12施工图设计

3．6本章结论

4鲁地拉水库漂浮式光伏电站关键技术研究

4．1 PE使用寿命的可行性研究

4．2光伏组件间的遮挡设计

4．3漂浮式光伏电站的受力分析

4．3．1漂浮式光伏电站质量计算

4．3．2风压对漂浮式光伏电站的影响

4．3．3水流对漂浮式光伏电站的影响

4．4本章结论

5鲁地拉水库漂浮式光伏电站的仿真分析

5．1建立仿真模型

5．2仿真模型约束和载荷

5．2．1 PE材料参数及网格模型

5．2．2约束和载荷i

5．3分析结果

5．3．1正迎风面分析结果

5．3．2侧迎风面分析结果

5．4本章结论

6鲁地拉水库漂浮式光伏电站的经济可行性

6．1发电量预测

6．1．1光伏组件的基础数据

6．1．2太阳能方阵的方位角和倾斜角

6．1．3并网光伏系统发电效率评估

6．1．4发电量计算

6．2投资估算

6．2．1资金来源

6．2．2编制原则及依据

6．2．3基础价格

6．2．4费率

6．2．5工程投资概算表

6．3财务评价

6．3．1概述项目规模、年均上网电量及建设工期

6．3．2资金筹措

6．3．3财务评价

6．4本章结论

7设计验证

7．1试点电站与设计电站的发电量对比分析

7．2试点电站与陆地电站的发电量对比分析

7．3季节变化对漂浮式电站的影响分析

7．4投资收益对比分析

7．5本章结论

8结论

致谢

参考文献

附录