太陽能屋頂3kW并網(wǎng)發(fā)電方案

第 1 頁 共 21 頁太陽能屋頂并網(wǎng)發(fā)電方案(3kW)成都西德光能光電股份有限公司2015年 10月 10日 第 2 頁 共 21 頁目錄一、前言 .3二、太陽能環(huán)境分析 .6三、太陽能發(fā)電系統(tǒng)技術(shù) .6（一）太陽能發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介 .7（二）標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng) .8（三）離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu) .10四、小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) .11（一）、小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成 .111、客戶對(duì)系統(tǒng)的要求 .112、系統(tǒng)方案 .11（二）太陽能電池板與太陽能電池模組的選擇 .121、太陽能電池板串聯(lián) .132、采用 3.6kW并網(wǎng)型逆變器構(gòu)成 3kW系統(tǒng) .13（三）分布式直流配電箱設(shè)計(jì) .14（四）并網(wǎng)型光伏逆變器設(shè)計(jì)與選用 .15（五）交流配電箱設(shè)計(jì) .17（六）、防雷設(shè)計(jì) .18（七）、工程用材料 .18（八）、設(shè)備總表 .181、3kWp 太陽能系統(tǒng)前端設(shè)備總表 .18五、屋頂并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量估算 .20 第 3 頁 共 21 頁一、前言全球問題是氣候問題，但對(duì)中國(guó)來說，常規(guī)的污染是主要問題。從美國(guó)能源部對(duì)全世界各國(guó)能源消耗及污染物排放統(tǒng)計(jì)，截至 2006年，中國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量及總電耗已經(jīng)達(dá)到世界第二，GDP 總量為世界第三，大氣污染物排放已經(jīng)接近第一的美國(guó)水平，單位 GDP排放水平在世界前十大 GDP國(guó)家中居首位，比法國(guó)、日本和美國(guó)分別高出 10.2、5.5 和 3.5倍。隨著中國(guó)加入京都協(xié)議簽約，中國(guó)將于 2012年開始承擔(dān)排放對(duì)世界環(huán)境污染的義務(wù)。中國(guó)的 GDP快速增長(zhǎng)，能源消耗也不斷快速增長(zhǎng)，由于火力發(fā)電等煤燃燒，排放物對(duì)大氣的污染越來越嚴(yán)重，可能在近兩年內(nèi)成為世界第一大污染排放國(guó)，從最近的世界經(jīng)濟(jì)大國(guó)首腦峰會(huì)都會(huì)邀請(qǐng)中國(guó)參加，而且每次必談環(huán)境問題來看，世界對(duì)中國(guó)的節(jié)能減排的壓力不斷增大，中國(guó)政府也不斷出臺(tái)節(jié)能減排的支持措施，甚至采取強(qiáng)制措施。最近出臺(tái)對(duì)太陽能發(fā)電的財(cái)政補(bǔ)貼，太陽能與風(fēng)能上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策，正在制定中的能源消費(fèi)稅政策等，都體現(xiàn)了對(duì)高污染能源的限制，對(duì)清潔能源開發(fā)利用的支持。中國(guó)政府為了支持和鼓勵(lì)企業(yè)和民間大力發(fā)展新能源，出臺(tái)了一系列政策。2005年，世行明確大于 500瓦的光伏系統(tǒng)也可得到 REDP項(xiàng)目補(bǔ)貼；在2005年 9月的例行審查中，澄清了系統(tǒng)的補(bǔ)貼范圍（詳見REDP 項(xiàng)目光伏系統(tǒng)銷售贈(zèng)款合格標(biāo)準(zhǔn)”的通知項(xiàng)目辦 光伏（2005）第 006號(hào)） 。根據(jù)世行對(duì)REDP項(xiàng)目的要求以及在過去一年對(duì)大系統(tǒng)補(bǔ)貼方面專家提出的意見，項(xiàng)目辦對(duì)500 瓦以上光伏系統(tǒng)的補(bǔ)貼規(guī)定（試行） 進(jìn)行了修改2006年 1月 1日 中華人民共和國(guó)可再生能源法正式實(shí)施2006年 1月 5日 國(guó)家發(fā)改委發(fā)布可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法 、 可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定2006年 4月 20日 國(guó)務(wù)院能源領(lǐng)導(dǎo)小組審議可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃2006年 5月 30日 財(cái)政部下發(fā)可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法2006年 11月 13日 國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合下發(fā)促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí) 第 4 頁 共 21 頁施意見2009年，財(cái)政部將啟動(dòng)“金太陽示范工程” ，用中央財(cái)政補(bǔ)貼光伏發(fā)電。資金來自“可再生能源專項(xiàng)資金” ，支持光伏發(fā)電技術(shù)在各類領(lǐng)域的示范應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，并形成規(guī)?；?。按照財(cái)政部經(jīng)濟(jì)建設(shè)司的規(guī)劃，預(yù)計(jì)在 2-3年內(nèi)，采取財(cái)政補(bǔ)助方式支持不低于 500兆瓦的光伏發(fā)電示范項(xiàng)目。除了財(cái)政補(bǔ)貼，扶持方式還將有科技支持和市場(chǎng)拉動(dòng)。原則上每?。ê?jì)劃單列市）示范工程總規(guī)模不超過 20兆瓦。據(jù)悉，對(duì)并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目，原則上按光伏發(fā)電系統(tǒng)及其配套輸配電工程總投資的 50給予補(bǔ)助；其中偏遠(yuǎn)無電地區(qū)的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)按總投資的 70給予補(bǔ)助；對(duì)于光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和基礎(chǔ)能力建設(shè)項(xiàng)目，主要通過貼息和補(bǔ)助的方式給予支持。分析認(rèn)為，這是繼太陽能屋頂計(jì)劃后，財(cái)政部再次出臺(tái)光伏發(fā)電補(bǔ)貼計(jì)劃。兩者區(qū)別在于前者主要針對(duì)家庭或企業(yè)自用但發(fā)電不上網(wǎng)，此次針對(duì)并網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃，也就是說今后家庭或企業(yè)自建太陽能并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目，其上網(wǎng)的電價(jià)將得到 50%的補(bǔ)貼，這將增加家庭或企業(yè)自建太陽能項(xiàng)目的主動(dòng)性，對(duì)太陽能新能源企業(yè)構(gòu)成不小的刺激，尤其是龍頭企業(yè)的影響會(huì)更大。2009 年 ， 財(cái) 政 部 、 住 房 和 城 鄉(xiāng) 建 設(shè) 部 出 臺(tái) 了 關(guān) 于 加 快 推 進(jìn) 太 陽 能 光電 建 筑 應(yīng) 用 的 實(shí) 施 意 見 ， 意 見 中 明 確 提 出 實(shí) 施 “太 陽 能 屋 頂 計(jì) 劃 ”,對(duì) 光電 建 筑 應(yīng) 用 示 范 工 程 予 以 資 金 補(bǔ) 助 、 鼓 勵(lì) 技 術(shù) 進(jìn) 步 與 科 技 創(chuàng) 新 、 鼓 勵(lì) 地 方 政府 出 臺(tái) 相 關(guān) 財(cái) 政 扶 持 政 策 、 加 強(qiáng) 建 設(shè) 領(lǐng) 域 政 策 扶 持 等 一 系 列 原 則 措 施 。 現(xiàn) 階段 在 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 達(dá) 、 產(chǎn) 業(yè) 基 礎(chǔ) 較 好 的 大 中 城 市 積 極 推 進(jìn) 太 陽 能 屋 頂 、 光 伏 幕 墻 等光 電 建 筑 一 體 化 示 范 ;積 極 支 持 在 農(nóng) 村 與 偏 遠(yuǎn) 地 區(qū) 發(fā) 展 離 網(wǎng) 式 發(fā) 電 ,實(shí) 施 送電 下 鄉(xiāng) 等 有 關(guān) 規(guī) 定 ,更 是 給 太 陽 能 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 指 明 了 方 向 。 以 太 陽 能 屋 頂 、光 伏 幕 墻 等 光 電 建 筑 一 體 化 為 突 破 口 ,可 能 在 短 期 內(nèi) 讓 人 們 看 到 應(yīng) 用 太 陽 能的 諸 多 好 處 ,也 有 利 于 今 后 大 面 積 推 廣 ,激 發(fā) 產(chǎn) 業(yè) 資 本 投 資 太 陽 能 領(lǐng) 域 的 積極 性 。 太 陽 屋 頂 政 策 限 定 示 范 項(xiàng) 目 必 須 大 于 50kW， 即 需 要 至 少 400 平 方 米的 安 裝 面 積 ， 一 般 居 民 建 筑 很 難 參 與 ， 符 合 資 格 的 業(yè) 主 將 集 中 在 學(xué) 校 、 醫(yī) 院和 政 府 等 公 用 和 商 用 建 筑 。 考 慮 財(cái) 政 部 補(bǔ) 貼 之 后 ， 度 電 成 本 可 降 至 0.58元 /kWh。 光 伏 上 網(wǎng) 電 價(jià) 是 否 能 在 火 電 上 網(wǎng) 電 價(jià) 上 給 予 溢 價(jià) 仍 不 明 確 ， 但 即 使沒 有 溢 價(jià) ， 由 于 發(fā) 電 成 本 低 于 電 網(wǎng) 銷 售 電 價(jià) ， 業(yè) 主 仍 有 動(dòng) 力 建 設(shè) 光 伏 項(xiàng) 目 以發(fā) 電 自 用 ， 替 代 從 電 網(wǎng) 購 電 。 何 況 可 以 期 待 地 方 政 府 給 予 額 外 的 補(bǔ) 貼 政 策 ，發(fā) 電 成 本 將 進(jìn) 一 步 下 降 ?？?慮 財(cái) 政 部 補(bǔ) 貼 之 后 ， 度 電 成 本 可 降 至 0.58 元 /kWh。 光 伏 上 網(wǎng) 電 價(jià) 是否 能 在 火 電 上 網(wǎng) 電 價(jià) 上 給 予 溢 價(jià) 仍 不 明 確 ， 但 即 使 沒 有 溢 價(jià) ， 由 于 發(fā) 電 成 本低 于 電 網(wǎng) 銷 售 電 價(jià) ， 業(yè) 主 仍 有 動(dòng) 力 建 設(shè) 光 伏 項(xiàng) 目 以 發(fā) 電 自 用 ， 替 代 從 電 網(wǎng) 購電 。 第 5 頁 共 21 頁京都議定書形成了 CDM（清潔發(fā)展機(jī)制） 、JI（聯(lián)合履行機(jī)制）及ET（國(guó)際排放交易機(jī)制）三種碳交易機(jī)制。雖然根據(jù)公平及“共同但有區(qū)別的責(zé)任”的原則，不限定發(fā)展中國(guó)家減排，允許發(fā)達(dá)國(guó)家之間互相轉(zhuǎn)讓交換排放量。碳交易市場(chǎng)前景廣闊，有關(guān)專家預(yù)測(cè)，2012 年全球碳交易市場(chǎng)有望超過石油市場(chǎng)成為全球第一大市場(chǎng)。據(jù)世界銀行的預(yù)測(cè)，中國(guó)將占到 2010年世界總CDM（清潔發(fā)展機(jī)制）潛力的 35%至 45%。依據(jù)聯(lián)合國(guó)的規(guī)定，發(fā)達(dá)國(guó)家及其企業(yè)使用現(xiàn)代技術(shù)幫助發(fā)展中國(guó)家通過投資風(fēng)力或水力發(fā)電，或改造能源設(shè)施等以達(dá)到減少溫室氣體排放的目的，由此產(chǎn)生的碳減排額度允許互相轉(zhuǎn)讓，即可以通過一定的組織形式進(jìn)行買賣。按照國(guó)際市場(chǎng)慣例，規(guī)定排放到大氣中的每噸污染性氣體或二氧化碳相當(dāng)于一個(gè)“份額” ，即為一個(gè)“碳信用”單位，每減少噸二氧化碳的排放量，就可獲得等量排放權(quán)。公司如果沒有用完分配給它們的“碳信用” ，即可把剩余的額度賣給需要更多“碳信用”的企業(yè)。目前國(guó)際市場(chǎng)每個(gè)“碳信用”配額每噸CO2的轉(zhuǎn)讓價(jià)格通常為美元至美元。 第 6 頁 共 21 頁二、太陽能環(huán)境分析根據(jù)科學(xué)家測(cè)算，太陽照到地球上的能源總量達(dá)到 12000TW（12000 百萬兆瓦） ，實(shí)際可開采利用的也達(dá)到 600TW，是世界上最大的能源來源。太陽能是取之不竭、用之不盡的、真正綠色環(huán)保的能源。太陽能的利用，正好與人們的工作時(shí)間相同，能源利用效率高，這就是為什么世界各國(guó)都在大力發(fā)展太陽能發(fā)電的根本原因。表 1 寧夏主要城市的輻射參數(shù)表 第 7 頁 共 21 頁三、太陽能發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)太陽能發(fā)電系統(tǒng)，就是利用太陽能的光能或熱能轉(zhuǎn)化為電能的電力系統(tǒng)。（一）太陽能發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介目前世界上太陽能轉(zhuǎn)換成電能的方式主要有三種：1、利用太陽能的光能，通過半導(dǎo)體的太陽能電池板，直接轉(zhuǎn)化成電能，是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要方式；2、利用太陽能的熱能，將水加熱成高溫高壓的水蒸氣，再利用汽輪機(jī)，將高溫高壓的水蒸氣轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；3、利用太陽能的熱能，通過煙囪形成的熱對(duì)流原理，形成高速氣流，推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能。本章主要討論直接利用太陽能電池板，將太陽能光能直接轉(zhuǎn)化成電能的技術(shù)。太陽能發(fā)電（光伏發(fā)電）技術(shù)有以下一些方式：1、標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)：采用單晶硅或多晶硅電池板，固定朝向正午太陽能方向安裝，直接將太陽的光能轉(zhuǎn)換成直流電能，標(biāo)準(zhǔn)型發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率通常在 14%18%；2、太陽能自動(dòng)跟蹤的標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)：采用單晶硅或多晶硅電池板，通過能自動(dòng)朝向太陽能方向的塔架安裝，直接將太陽的光能轉(zhuǎn)換成直流電能，自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的發(fā)電效率通常在 16%20%；3聚光型太陽能發(fā)電系統(tǒng)：采用在太陽能電池板前加裝聚光鏡，以加強(qiáng)太陽光能的強(qiáng)度，從而提高太陽能發(fā)電效率，減少硅片的使用量，聚光型太陽能發(fā)電通常采用自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，聚光型發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率通常在 20%25%；4、透光型太陽能電池板發(fā)電系統(tǒng)：采用單晶硅或多晶硅電池板，能部分透光，適合建筑物頂部作為屋頂，發(fā)電同時(shí)還可以減少室內(nèi)照明用電需求，透光型發(fā)電系統(tǒng)一般效率在 10%左右；5、透視型太陽能電池板發(fā)電系統(tǒng)：在玻璃內(nèi)添加硅電池材料，使玻璃既能發(fā)電又能透視，通常適合于太陽能玻璃幕墻，透視型發(fā)電系統(tǒng)一般效率在 5%6%左 第 8 頁 共 21 頁右； 6、薄膜型太陽能電池板發(fā)電系統(tǒng)：將太陽能電池板做成薄膜，用于覆蓋在建筑物外表，用于發(fā)電，薄膜型太陽能發(fā)電系統(tǒng)一般效率在 3%8%左右?？紤]到相對(duì)較低的投入來發(fā)電，一般在場(chǎng)地比較廉價(jià)時(shí)，對(duì)外觀設(shè)計(jì)要求不高，通常采用標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。（二）標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)依據(jù)輸出供電模式，通常分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型兩種，如下圖所示：太陽電池組列充電控制器放電控制器蓄電池交流負(fù)載- / PCU離網(wǎng)型獨(dú)立 AC輸出供電系統(tǒng)離網(wǎng)型獨(dú)立 AC輸出供電系統(tǒng)主要是為沒有交流市電的地區(qū)，且沒有配備后備柴油發(fā)電機(jī)的，允許交流供電中斷的用戶，如西部農(nóng)村區(qū)域，僅考慮照明、電視等家用電器。太陽能板白天將陽光轉(zhuǎn)化為直流電力，給蓄電池充電儲(chǔ)能，當(dāng)需要用電時(shí)，逆變器將蓄電池的電力轉(zhuǎn)化為 220V交流電供負(fù)載；當(dāng)蓄電池的電量放光后，自動(dòng)停止供電。太陽電池組列充電控制器放電控制器蓄電池交流負(fù)載直/交流轉(zhuǎn)換器整流器輔助發(fā)電機(jī)PCU離網(wǎng)型混合 AC供電系統(tǒng)離網(wǎng)型混合 AC輸出供電系統(tǒng)也主要是為沒有交流市電的地區(qū)，配備有后備柴油發(fā)電機(jī)的，允許交流供電短時(shí)中斷的用戶，如西部農(nóng)村區(qū)域、海島、通信基站等，可考慮家用電器、較重要的設(shè)備供電。太陽能板白天將陽光轉(zhuǎn)化為直 第 9 頁 共 21 頁流電力，給蓄電池充電儲(chǔ)能，當(dāng)需要用電時(shí)，逆變器將蓄電池的電力轉(zhuǎn)化為220V交流電供負(fù)載；當(dāng)蓄電池的電量放光前，自動(dòng)啟動(dòng)輔助發(fā)電機(jī)組供電，同時(shí)給蓄電池再次充電，此供電系統(tǒng)可在保證短時(shí)間間斷的供電基礎(chǔ)上，最大化使用太陽能供電，降低輔助發(fā)電機(jī)的燃油消耗。離網(wǎng)型主備用 AC供電系統(tǒng)離網(wǎng)型主備用 AC輸出供電系統(tǒng)主要是為具有交流市電、且供電狀況不是十分好的地區(qū)，且沒有配備后備柴油發(fā)電機(jī)的，允許交流供電短時(shí)中斷的用戶，由太陽能發(fā)電系統(tǒng)和交流市電供電，如農(nóng)村區(qū)域、通信基站等，可考慮家用電器、較重要的設(shè)備供電。太陽能板白天將陽光轉(zhuǎn)化為直流電力，給蓄電池充電儲(chǔ)能，當(dāng)需要用電時(shí)，逆變器將蓄電池的電力轉(zhuǎn)化為 220V交流電供負(fù)載；當(dāng)蓄電池的電量放光前，自動(dòng)切換到市電供電，同時(shí)給蓄電池再次充電，此供電系統(tǒng)可在保證短時(shí)間間斷的供電基礎(chǔ)上，最大化使用太陽能供電，降低市電的使用率。并網(wǎng)型 AC供電系統(tǒng)大型太陽能發(fā)電系統(tǒng)通常采用并網(wǎng)型 AC供電系統(tǒng)。太陽能發(fā)出的電能與市電供電線路并聯(lián)，給負(fù)載供電。這種電路架構(gòu)非常簡(jiǎn)單，不需要蓄電池儲(chǔ)能，太陽能發(fā)電直接送給負(fù)載或市電中。但是，當(dāng)市電停電時(shí)，直/交流電力轉(zhuǎn)換器會(huì)自動(dòng)停止輸出，以防止太陽能供電系統(tǒng)過載損壞，因此，此供電線路不能保證負(fù)載的不間斷供電。當(dāng)負(fù)載需要的電能少于太陽能發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能時(shí)，太陽能系統(tǒng)給負(fù)載供電的同時(shí)，將多于的電力送往市電（即賣電給電力公司） ，當(dāng)太陽能系統(tǒng)電能不足以給負(fù)載供電時(shí)，太陽能電能全部提供給負(fù)載，不足部分由市電補(bǔ)充（即從電力公司買電） 。當(dāng)前國(guó)內(nèi)要實(shí)現(xiàn)與市電直接并聯(lián)供電，還 第 10 頁 共 21 頁存在許多障礙。（三）離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu)離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、充電控制器、蓄電池組、直/交流轉(zhuǎn)換器及市電與太陽能電相互切換的開關(guān) ATS、防雷系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成，主電路如下圖所示：考慮采用此電路架構(gòu)，主要是因?yàn)椋篴) 在不能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電情況下，主要為負(fù)載提供太陽能電，當(dāng)太陽能電不足以滿足負(fù)載要求時(shí)，再由市電補(bǔ)充提供電能。b) 當(dāng)電力公司允許太陽能電并網(wǎng)時(shí)，只需要更換直/交流轉(zhuǎn)換器就能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電，以降低系統(tǒng)改造成本。離網(wǎng)型主備用太陽能發(fā)電系統(tǒng)示意圖 第 11 頁 共 21 頁四、小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一） 、小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由下列部分構(gòu)成： 太陽能電池模組； 太陽能電池板支架； 直流配電箱（含防雷模塊及信號(hào)） ； 太陽能并網(wǎng)逆變器； 交流配電箱（含防雷模塊、計(jì)量表及 ATS） ； 屋頂避雷針、接地網(wǎng)、等電位、設(shè)備防雷； 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控（包括直流配電箱、太陽能并網(wǎng)逆變器、分布式交流配電箱、電力防雷器件、低壓配電系統(tǒng)、發(fā)電輸電狀況等） 。1、客戶對(duì)系統(tǒng)的要求 該太陽能發(fā)電系統(tǒng)用于屋頂太陽能并網(wǎng)電源系統(tǒng)； 太陽能功率為 3kW，以用戶自用電為主，多余電能送給電網(wǎng)； 該系統(tǒng)采用屋頂斜面安裝架構(gòu)或平屋頂標(biāo)準(zhǔn)支架安裝架構(gòu)；2、系統(tǒng)方案該太陽能發(fā)電系統(tǒng)供率很小，僅為 3kW，因此，并網(wǎng)點(diǎn)為家庭電源并網(wǎng)接入。方案電路圖如下： 第 12 頁 共 21 頁由 3.6kWp并網(wǎng)逆變器構(gòu)成的 3kW系統(tǒng)示意圖（二）太陽能電池板與太陽能電池模組的選擇對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)，我們可以選用單晶硅太陽能電池板或多晶硅太陽能電池板。一般情況下，當(dāng)建設(shè)空間受限或場(chǎng)地成本較高時(shí)，優(yōu)先選用效率高的單晶硅或多晶硅太陽能電池板。 第 13 頁 共 21 頁為減少電力電纜的布線及線路復(fù)雜度及系統(tǒng)的可用性，本設(shè)計(jì)盡量采用功率大的太陽能板，并網(wǎng)逆變器可考慮戶內(nèi)安裝，設(shè)計(jì)如下：根據(jù)所選用的并網(wǎng)逆變器模塊規(guī)格，允許輸入的直流電壓范圍為 150Vdc-450Vdc，最大功率為 2kWp或 3.6kWp，太陽能方陣采取串聯(lián)和/或并聯(lián)方式，接入并網(wǎng)逆變器，其設(shè)計(jì)如下：1、太陽能電池板串聯(lián)對(duì)于 3kW系統(tǒng)，太陽能電池板串聯(lián)后構(gòu)成一組，其開路電壓不能超過并網(wǎng)逆變器的最高輸入電壓，且能盡量地提高太陽能板串聯(lián)后的輸出電壓，以便滿足逆變器最大功率輸出，選擇由 9塊 165Wp薄膜電池板串聯(lián)，則：每組最高開路輸出電壓：29.13Vdc X 9 = 262.2Vdc每組額定輸出電壓： 22.8Vdc X 9 = 205.2Vdc每組額定輸出功率： 165Wp X 9 = 1485Wp每臺(tái)逆變器總輸出功率：1485Wp X 2 = 2970Wp2、采用 3.6kW并網(wǎng)型逆變器構(gòu)成 3kW系統(tǒng)輸入為 2路各 1.65kW輸入，如下圖所示： 第 14 頁 共 21 頁采用 3.6kW并網(wǎng)逆變器的電路此時(shí)，并網(wǎng)逆變器每路輸入功率為：1.485kW X 1 = 1.485kW (<1.8kW)每臺(tái)并網(wǎng)逆變器實(shí)際輸出功率為：1.485kW X 2 = 2.97kW（三）分布式直流配電箱設(shè)計(jì)分布式直流配電箱是將太陽能電池組矩陣的直流輸出，按照太陽能控制器的要求分成若干個(gè)符合控制器輸入電壓及電流要求組，并通過該配電箱匯合后集中將電能送入太陽能控制器。因?yàn)樘柲茈姵亟M放置在室外，為避免被其它物體遮擋陽光，通常放置在最高處，很容易遭受到雷電襲擊，因此，太陽能電 第 15 頁 共 21 頁池模組需要做好雷電防護(hù)。該分布式直流配電箱內(nèi)部配置了防雷模塊，以保護(hù)太陽能控制器免受雷電襲擊。其中，對(duì)防雷器件，采用帶輔助觸點(diǎn)的器件，當(dāng)雷電造成防雷器件損壞后，輔助觸點(diǎn)閉合，可以給出故障信號(hào)，同時(shí)因?yàn)槔讚舸箅娏髁鹘?jīng)直流電纜，導(dǎo)致保護(hù)熔絲熔斷，防止再次雷擊造成后面設(shè)備（如防逆二極管模塊及并網(wǎng)逆變器）的損壞。當(dāng)雷擊故障發(fā)生后，維護(hù)人員收到監(jiān)控發(fā)出的故障及定位信息，能及時(shí)對(duì)損壞器件進(jìn)行更換修復(fù)。當(dāng)太陽能電池板開路、熔絲熔斷或防逆二極管損壞，造成一組太陽能方陣沒有輸出，通過對(duì)逆變器的輸入狀況分析，可以告警并定位故障。直流配電箱與并網(wǎng)型逆變器使用數(shù)量相同，如下：3.6kW逆變器直流配電箱臺(tái)數(shù) 1每串分路額定輸入電壓(Vdc) 205.2每串分路最高輸入電壓(Vdc) 262.2每串分路輸入電流(Adc) 7.24分布式直流配電箱總功率(kWp) 2.97逆變器每端口輸入功率(kWp) 1.485逆變器每端口輸入電流(Adc) 7.24實(shí)際太陽能輸出總功率(kWp) 2.97防雷器件規(guī)格 40kA/820us三極防雷模塊數(shù)量 2（四）并網(wǎng)型光伏逆變器設(shè)計(jì)與選用所選并網(wǎng)逆變器為戶外型，采用分散式逆變并網(wǎng)供電模式，每臺(tái)可接入 14串或 2串 165W多晶硅太陽能電池板：250W多晶硅 3kW系統(tǒng)模組串聯(lián)(塊) 6模組串?dāng)?shù) 2每串額定功率(kW) 1.5每串額定輸出電流(A) 6.9 第 16 頁 共 21 頁3kW系統(tǒng)采用 3.6kW并網(wǎng)逆變器時(shí)：需 3.6kW逆變器臺(tái)數(shù) 1需要太陽能電池板數(shù) 12實(shí)際太陽能輸出總功率(kWp) 3下面為臺(tái)達(dá) PV-2.0、PV-3.6 和 PV-5.0模塊的技術(shù)參數(shù)：電子太陽光電電力調(diào)節(jié)器產(chǎn)品特色： 采用數(shù)個(gè)最大功率追蹤器，以獲得各串太陽光電模組之最佳輸出功率； 寬廣的直流輸入電壓范圍； 全數(shù)位控制，以減少零組件及增加可靠度； 無低頻變壓器設(shè)計(jì)可降低重量與體積； 遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)； 符合美國(guó)、歐洲與日本安全規(guī)格要求。應(yīng)用范圍： 市電并聯(lián)型發(fā)電系統(tǒng)； 獨(dú)立型發(fā)電系統(tǒng)； 混合型發(fā)電系統(tǒng)。太陽能并網(wǎng)發(fā)電逆變器模組 第 17 頁 共 21 頁P(yáng)V-2.0 PV-3.6輸入輸入工作電壓范圍 150-450Vdc額定直流輸入電壓 360Vdc最大輸入電壓 450Vdc最大輸入電流 10Adc 18Adc(9AdcX2)輸入功率控制系統(tǒng) 1MPPT追蹤 2MPPT追蹤輸出額定 AC輸出功率 2000W 3600W最大效率 高達(dá) 95.6%歐洲效率 94.5%額定輸出電壓 208/220/230/240Vac輸出電壓范圍 88%-110%輸出頻率 50或 60Hz輸出頻率范圍 -0.7至+0.5Hz輸出功率因素 0.99輸出總諧波失真 <5%，符合 IEEE1547，EN61000-3-2 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械參數(shù)尺寸 WxDxH (mm) 403x320x169 403x470x169重量(kg) 11.5 18防護(hù)等級(jí) IP54冷卻方式 自然冷卻安全 符合 CE、VDE0126 標(biāo)準(zhǔn)（五）交流配電箱設(shè)計(jì)交流配電箱用來隔離太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與市電，并提供雷電防護(hù)與電力計(jì)量。該交流配電箱可以每路接入 1臺(tái)并網(wǎng)型逆變器，為了保護(hù)電力線路不遭受雷電襲擊，采用了 8/20s，40kA 的防雷模塊，對(duì)每相進(jìn)行雷電防護(hù)。3.6kW逆變器可接入逆變器數(shù) 1配電箱總?cè)萘?kW) 3輸出空開電流(A) 13.6每相防雷等級(jí) 8/20s，40kA 第 18 頁 共 21 頁三極防雷模塊數(shù)量 1電度表 1（六） 、防雷設(shè)計(jì)太陽能系統(tǒng)的防雷，包括避雷針、引下線、接地體、等電位、氣象站、電源線路及信號(hào)線路防雷。本設(shè)計(jì)僅為家庭用戶安裝太陽能發(fā)電裝置，一般屋頂均安裝有避雷網(wǎng)，但由于太陽能板外框?yàn)榧怃J金屬體，很容易通過太陽能板外框受到雷電直接襲擊，為了防護(hù)太陽能系統(tǒng)，應(yīng)在屋頂最高部位安裝避雷針，并通過避雷網(wǎng)直接接地，同時(shí)，太陽能板外框也需要通過避雷網(wǎng)接地。為了防止感應(yīng)雷電對(duì)太陽能板，直流配電箱，并網(wǎng)逆變器，交流配電箱以及通過市電線路對(duì)用電設(shè)備的雷電損壞，在直流配電箱和交流配電箱內(nèi)分別安裝了防雷器件。（七） 、工程用材料設(shè)備齊備后，現(xiàn)場(chǎng)工程包括：太陽能支架、電力電纜、信號(hào)電纜、工程五金材料等需要準(zhǔn)備，材料的用量取決于現(xiàn)場(chǎng)狀況。（八） 、設(shè)備總表1、3kWp 太陽能系統(tǒng)前端設(shè)備總表序號(hào) 設(shè)備名稱 單位 規(guī)格 數(shù)量 備注1 太陽能電池板(250Wp) 塊 / 122 實(shí)際輸出總功率 kWp 3kW 13 太陽能板支架 套 3kW 1 參考 100kW逆變器系統(tǒng)4 分布式直流配電箱 臺(tái) 3kW 15 并網(wǎng)光伏逆變器 臺(tái) 3.6kW 1 第 19 頁 共 21 頁6 分布式交流配電箱 臺(tái) 3kW 17 避雷針 支 3kW 18 工程材料 若干9 工程費(fèi)用 若干 第 20 頁 共 21 頁五、屋頂并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量估算根據(jù)寧夏日照條件多年平均太陽日輻射量（斜面） Ht = 12,952 kJ/m2*d首先，將太陽能電池方陣安裝地點(diǎn)的太陽能日輻射量 Ht，轉(zhuǎn)換成在標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的平均日輻射時(shí)數(shù) H：H = Ht × 2.77810000h（h）式中：2.77810000（h·m2/kJ）為將日輻射量換算為標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)（1000W/m2）下的平均日輻射時(shí)數(shù)的系數(shù)。因此，寧夏標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)（1000W/m2）下的平均日輻射時(shí)數(shù) H和年平均日輻射時(shí)數(shù) Ha為：H = 12,952 * 2.778 / 10000 = 3.598 （h）Ha = H * 365 = 1,313.3 （h）系統(tǒng)效率按 =90%估計(jì)，日發(fā)電量與年發(fā)電量計(jì)算公式如下：W = Pr * H * Wa = Pr * Ha *式中：W ：日發(fā)電量(kWh)；Pr：太陽能系統(tǒng)實(shí)際峰值功率(kWp)；H ：日平均日輻射時(shí)數(shù)（h）；Ha：年平均日輻射時(shí)數(shù)（h）； 第 21 頁 共 21 頁：太陽能發(fā)電系統(tǒng)效率（%）系統(tǒng)架構(gòu) 單位 數(shù)值 備注實(shí)際輸出功率 3kW kWp 3投資總額 3kW 元日平均發(fā)電量 3kW kWh 10.69年平均發(fā)電量 3kW kWh 3,900年 CO2減排量 3kW Tons 3.9 1kg/kWh按電均價(jià) 0.7元年節(jié)省電費(fèi)3kW 元 2,730成都西德光能光電股份有限公司2015 年 10 月 10 日