1、 15kW 分布式光伏户用方案2016 年 12 月屋顶分布式光伏并网电站方案 2目录一、 项目地点及需求信息 31. 项目地址： 32. NASA 气象数据： 33. 当地太阳能资源： 3二、 设计依据 4三、 接入方案 5四、 电站配置方案设计 51. 组件排布方案 52. 屋顶及地面类型及支架选型设计 .53. 太阳能电池组件选型： .104. 并网逆变器选型 115. 防雷并网箱设计 126. 系统接地设计 137. 电缆选型 13五、 系统配置清单 13六、 项目收益测算 14屋顶分布式光伏并网电站方案 3一、 项目地点及需求信息1. 项目地址：江苏淮安地区扶贫户用光伏电站，北纬 3
2、3.6 东经 1192. NASA 气象数据：低温：-2.22高温：29.78雾天：50/年湿度：90%10m 平均风速：3.1m/s3. 当地太阳能资源：1. 年有效利用小时数（最佳倾角 25）：1147h2. 水平面总辐射量：1350kWh/m 3. 最佳倾角每瓦装机首年发电量：1191kWh/kW（备注： 首年发电量数据是根据 Meteonorm7.1 辐射数据以及在项目最佳倾角的前提下，通过 PVsyst 软件计算得出的，数据来源于坎德拉学院。 Meteonorm 数据来源于全球能量平衡档案馆（Global Energy Balance Archive）、世界气象组织（WMO/OMM）
3、和瑞士气象局等权威机构，包含有全球 7750 个气象站的辐射数据，我国 98 个气象辐射观测站中的大部分均被该软件的数据库收录。 光伏组件的光致衰减在首年发电量中考虑；同时，由于光伏组件的特性，从第二年开始，光伏组件每年的发电量会衰减大约 0.75%。）江苏省太阳能资源辐照图屋顶分布式光伏并网电站方案 4二、 设计依据（1） 民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范JGJ 203-2010（2） 太阳能光伏能源系统术语GB2297（3） 光伏电站技术条件 GB37/T 729-2007（4） 民用建筑设计通则GB 50352-2005（5） 建筑结构荷载规范GB 50009-2001（6） 屋面工程
4、技术规范GB 50345-2004（7） 建筑物防雷设计规范GB50057-2010（8） 建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300-2001（9） 建筑电气工程施工质量验收规范GB 50303-2002（10） 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001（11） 光伏系统并网技术要求GB/T 19939-2005（12） 光伏发电站接入电力系统技术规范GBZ 19964-2005（13） 光伏（PV）系统电网接口特征（IEC 61727:2004，MOD） GB/T 20046-2005（14）电能质量 公用电网谐波GB/T 14549-1993（15）电能质量 电压波动和闪变
5、GB 12326-2000（16）电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T 15543-2008（17）电能质量 电力系统供电电压允许偏差GB 12325-2003（18）混凝土结构后锚固技术规程 JGJ 145-2004（19）民用建筑电气设计规范 JGJ 16-2008（20）光伏（PV）组件安全鉴定 GB/T 20047.1-2006（21）电能计量装置技术管理规程DL/T 448-2000（22）安全标志及其使用导则GB 2894-2008（23）电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB 50171（24）电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50168-2006（2
6、5）综合布线系统工程验收规范GB 50148-2010（26）光伏电站设计规范GB50797-2012屋顶分布式光伏并网电站方案 5三、 接入方案系统采用全额上网方式接入当地 380/220V 电网，逆变器容量 3/5kW，光伏组件容量配置 3100kWp/5100kWp，并网点采用过欠压保护器对整个系统进行保护，主要作为逆变器孤岛保护失效后的后备保护，确保系统接入安全。四、 电站配置方案设计1. 组件排布方案太阳能组件选用多晶硅，阵列组合方案选取三种（1）5kW 系统 255W 组件 20 块，双排布置（2）3kW 系统 215W 组件 14 块，双排布置（3）3kW 系统 170W 组件
7、18 块，双排布置2. 屋顶及地面类型及支架选型设计屋顶分为混凝土预制板平屋顶、斜瓦屋顶、彩钢瓦屋顶，地面为平地面，因此将光伏支架种类分为三类：平屋顶与地面按最佳倾角设计支架方案，斜瓦屋顶及彩钢瓦屋顶采用平铺设计支架方案。（1） 平屋顶及地面支架设计平屋顶及地面支架采用最佳倾角方案，因此光伏阵列需考虑风雪载荷及屋顶载荷，光伏阵列需增加水泥配重。支架方案设计：以 5kWp 光伏阵列为例，采用 255W 组件 20 块设计光伏支架， 混凝土屋面太阳能方阵采用主次梁布置，电池板以 25倾角布置； 2x10（电池板）阵列：屋顶分布式光伏并网电站方案 6水泥配重设计：水泥配重按照最大风速 25-30m/
8、s（9 级）设计，2X10 光伏阵列需配置10 个 125kg 水泥配重，每个水泥配重 0.05m，尺寸约为400*400*350mm。屋面载荷：整个光伏阵列及配重平均载荷为 0.58KN/，混凝土屋面设计载荷为2kN/，因此屋面承重满足要求。屋顶分布式光伏并网电站方案 7（2） 斜瓦屋顶支架设计斜瓦屋顶支架采用顺屋顶角度平铺方案，因此光伏阵列只需考虑雪载荷及屋顶载荷，雪载荷支架厂家在选型及结构设计时已考虑，风载荷对其影响很小，不需增加配重。支架方案设计：以 5kWp 光伏阵列为例，采用 255W 组件 20 块设计光伏支架，电池板顺屋顶角度平铺布置， 2x10（电池板）阵列：斜瓦屋顶瓦片下结
9、构为木椽结构或混凝土结构的屋顶一般利用支撑件在椽子或檩条上设立着力点，将支架固定在支撑件上，之后安装组件。支撑件具体形式，根据屋面瓦和椽木规格选取。示意图如下：屋面安装示意图如下：屋顶分布式光伏并网电站方案 8屋面载荷：太阳能板质量： G1=20kg20=400kg支架总荷重：G=136kg组件安装面积：10.1252.97330.1单位面积受力：（400+136）/30.1=17.8kg/ 0.17kN/（3）彩钢瓦屋顶支架设计彩钢瓦屋顶支架采用顺屋顶角度平铺方案，因此光伏阵列只需考虑雪载荷及屋顶载荷，雪载荷支架厂家在选型及结构设计时已考虑，风载荷对其影响很小，不需增加配重。支架方案设计：以
10、 5kWp 光伏阵列为例，采用 255W 组件 20 块设计光伏支架，电池板顺屋顶角度平铺布置， 2x10（电池板）阵列：彩钢屋顶一般利用专用夹具将支撑件固定在彩钢龙骨上，然后将支架固定在支撑件上，之后安装组件。还有的彩钢板底下为混凝土预制板结构，可以把彩钢打穿将支撑件采用膨胀螺栓固定在混凝土预制板上，再做好防水处理即可。彩钢瓦安装支架示意图如下：屋顶分布式光伏并网电站方案 9夹具固定支撑件屋顶分布式光伏并网电站方案 103. 太阳能电池组件选型：根据分布式发电及项目现场的要求，本项目采用高效多晶硅太阳能电池组件。对于电站电池组件选型我们遵循以下原则：1) 在兼顾易搬运条件下，选择大尺寸，高效
11、的电池组件，如180Wp300Wp；2) 选择易于接线的电池组件；3) 组件各部分抗强紫外线（符合 GB/T18950-2003 橡胶和塑料软管静态下耐紫外线性能测定） ；另外，铝边框组件产品性能有以下特点：1）多晶硅电池组件弱光性好；2）太阳电池绒面表面处理和减反射层减少对阳光的反射；3）电池片采用全自动焊接，有良好的接触可靠性；4）低铁超白钢化玻璃覆盖在表面，有很好的机械强度并保证好的透光性；5）后面的背板防止被磨损，撕裂和刺破，起到密封防水和绝缘的作用；6）铝边框上有四个安装孔，2 个接地孔，便于安装和接地；7）接线盒达到 IP65 的防护等级，接线方便，安全并有保护作用；8）接线盒内，
12、设有旁路二极管，可有效减少阴影带来的组件输出功率损失；9) 组件的功率是从接线盒内由接线端子输出的。端子的材料是表面附银浆的 H59，具有优良的耐候、抗腐蚀性能，可确保在产品在寿命期内的可靠输出；10）在接线盒上用 O 型圈，保证其密封性良好；11）接线盒用优质硅胶固定，保证有良好的耐腐蚀性、密封性；12）产品一致性好。5kW 光伏系统采用英利 255W 组件，组件详细参数如下：组件型号 尺寸 组件类型 Vmpp Voc Isc PmaxYL255P-29P 1650*990*40（ mm 多晶硅 30 37.7 9.01 255屋顶分布式光伏并网电站方案 11）YL215P-29P 1650
13、*990*40（ mm）多晶硅 29 36 8.1 215YL170P-23P 1310*990*40（ mm）多晶硅 23 29 8.1 1704. 并网逆变器选型根据配电要求，本方案采用 1 台 5KW 并网逆变器，本产品操作简便，外形设计美观；转换效率高，性能可靠，电网适应能力强，即使在严酷的环境下也能够稳定运行。具体参数如下表所示：型号 5KW最大直流功率（W ） 5400最大直流电压（V） 580MPPT 电压范围（ V） 125550启动电压（V） 125最大直流电流（A） 15输入路数 2MPPT 路数 1直流输入直流端子类型 MC4额定交流功率（W ） 4600最大交流功率（W
14、 ） 5100最大交流电流（A） 25额定输出 230Vac；50/60Hz输出范围 45-55Hz/55-65Hz;310480Vac电流总谐波失真 97.4%效率MPPT 效率 99.9%残余电流保护 集成孤岛保护 集成直流开关 集成（可选）输出过流保护 集成保护绝缘阻抗侦测 集成屋顶分布式光伏并网电站方案 12并网标准 NB-T32004安规 NB-T32004证书与标准电磁兼容 NB-T32004,GB4824尺寸（宽高厚）mm 390*417*142重量（kg） 18安装方式 壁挂式环境温度范围（） -2560（ 45减载）最高工作海拔（m） 2000防护等级 IP65电气隔离 无变
15、压器冷却方式 自然对流噪音等级（dB） 25常规参数通讯方式 USB2.0；RS485 或 WiFi5. 防雷并网箱设计防雷并网箱作用是作为光伏系统接入电网的连接点以及后备保护，以及对线路的浪涌保护，防护等级要求 IP65。1）防雷并网箱技术参数表：设备名称 参数 型号 数量 厂家小型断路器 32A/220V DZ47-60/C32/2P 2 正泰电器自复式过欠压保护器过压保护275V5V欠压保护170V5V电流：32A/ 1 正泰、德力西等浪涌保护器 8/20s，40Ka/230V/2P1 国产接线端子 4P-6P(电网及逆变器进线)/ / /接地铜排 / / 1 /配电箱箱体 IP65 /
16、 1 /2）防雷并网箱原理图:屋顶分布式光伏并网电站方案 136. 系统接地设计光伏阵列、支架、逆变器、并网箱等各接地装置都要通过接地排相互连接以实现共地防止地电位反击。接地电阻必须小于 4。固定的金属支架大约每隔 10m 连接至接地系统。太阳能光伏发电设备和建筑的接地系统通过镀锌钢相互连接，在焊接处也要进行防腐防锈处理。（1）接地体接地体宜采用热镀锌钢材，其规格一般为： 40*40*4 角钢或 40*4 的扁钢，长度一般为 1.5-2.5m。接地体的埋设深度 1-1.5m，连接焊接过的部位要重新做防腐防锈处理。（2）引下线引下线可选用 40*4 扁钢，要求不高的地方也可选用 10-16mm黄
17、绿线接入接地体。7. 电缆选型序号 名称 型号 数量1 交流电缆（三芯） YJV-3*4mm 302 光伏直流电缆 PV1-F14 603 接地引下线 16mm黄绿线 10五、 系统配置清单5kW 系统屋顶分布式光伏并网电站方案 14序号 设备及费用名称 设备型号 数量 单位1 多晶硅组件 YL255P-29P（255W） 20 块2 5kW 光伏并网逆变器 1 台3 光伏支架 1 套4 防雷并网箱 1 台5 交流电缆（三芯） YJV-3*4mm 30 米6 光伏直流电缆 PV1-F14 60 米7 水泥配重 400*400*350 10 个8 接地体（热镀锌角钢） 40*40*4 1 米9 接地引下线 16mm黄绿线 10 米10 运输、施工费用 屋顶分布式光伏并网电站方案 15六、 项目收益测算项目发电量及收益计算依据 PVSYST 软件，计算结果来自坎德拉学院技术支持：1.项目发电估计：2.项目收益测算：淮安属于国家 3 类地区，目前执行 0.98 元/kWh 电价，项目采用全额上网模式，首年发电收入 5952 元，依据组件 0.75%年衰减率逐年递减，项目拟初始投资 40000 元计算，投资回收期 6.9 年：屋顶分布式光伏并网电站方案 16
