家用24KW分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計光伏發(fā)電技術(shù)課程設(shè)計

1、家用4.24KW分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計（光伏發(fā)電技術(shù)課程設(shè)計） TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第1章緒論3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 項目背景3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 光伏發(fā)電應(yīng)用3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 光伏發(fā)電應(yīng)用前景4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 第2章 家庭分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)組成

2、6 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 家用光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document BIPV電池方陣設(shè)計 8 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document BIPV關(guān)鍵部件規(guī)劃與選型 9 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document BIPV系統(tǒng)部件選擇106.3.3 BIPV配電及電網(wǎng)接入錯誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第3章 象山家

3、庭4.24KW分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計 15 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 系統(tǒng)設(shè)計15 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 太陽能光伏組件選配 15 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 逆變器選型15 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 方陣設(shè)計16 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 接入系統(tǒng)方案 17光伏電站應(yīng)具有適當?shù)目闺姶鸥蓴_的能力，絕緣等

4、級能夠承受電網(wǎng)正常的過電壓，站內(nèi)設(shè)備應(yīng)能滿足系統(tǒng)短路電流要求。由于本次光伏采用分散并網(wǎng)方式，并網(wǎng)點空氣路器應(yīng)滿足并網(wǎng)光伏電站容量開斷的要求。第4章 光伏系統(tǒng)安裝與管理 20 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 光伏系統(tǒng)施工方案20土建方案 20軌道安裝20 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 光伏組件安裝22 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 逆變器與交流配電箱安裝22 HYPERLINK l bookmark40 o Current Documen

5、t 防雷及電氣調(diào)試22-II -第1章緒論項目背景象山家庭4.24KW分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計是在學習光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用、并網(wǎng)光 伏發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計、光伏系統(tǒng)的開發(fā)等相關(guān)理論課程后所設(shè)置的重要的綜合性實踐 教學環(huán)節(jié)，課程的任務(wù)是通過選題的設(shè)計、安裝和調(diào)試，鞏固已學的理論知識，綜合應(yīng)用所 學知識，進行光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計，從而培養(yǎng)工程實踐能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)嚴肅認真的工 作作風和科學態(tài)度。通過查閱資料、選定方案、設(shè)計電站、安裝調(diào)試、寫報告等過程，得到 一次科學研究工作的啟蒙訓練，也為以后工作奠定堅實的基礎(chǔ)。光伏發(fā)電應(yīng)用2010年，我國新增光伏發(fā)電裝機約 500MWV累計達800MW但與我國飛速發(fā)展

6、的光伏制 造業(yè)相比，在光伏應(yīng)用領(lǐng)域的前進步伐明顯滯后于我國光伏制造業(yè)。2000年，我國太陽能電池產(chǎn)量僅為3MWV到2007年年底達到1088MWV超過歐洲（1062.8MW和日本（920MW,躍居 世界第一位。2010年，我國太陽能電池產(chǎn)量達到10GW約占全球光伏電池產(chǎn)量的一半。目前, 我國光伏發(fā)電的應(yīng)用市場處于起步階段。從當前光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域來看，現(xiàn)主要廣泛應(yīng)用于 工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、國防及人們生活方面，預計到 21世紀中葉，太陽能光伏發(fā)電將成為重要 的發(fā)電方式，在可再生能源結(jié)構(gòu)中占有一定比例。當前太陽能光伏發(fā)電主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：.通信領(lǐng)域的應(yīng)用。主要包括無人值守微波中繼站，光纜通信系統(tǒng)及維護

7、站，移動通信 基站，廣播、通信、無線尋呼電源系統(tǒng)，衛(wèi)星通信和衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)，農(nóng)村程控電話、載 波電話光伏系統(tǒng)，小型通信機，部隊通信系統(tǒng)，士兵 GPSK電等。.公路、鐵路、航運等交通領(lǐng)域的應(yīng)用。如鐵路和公路信號系統(tǒng)，鐵路信號燈，交通警 示燈、標志燈、信號燈，公路太陽能路燈，太陽能道釘燈、高空障礙燈，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)， 高速公路、鐵路無線電話亭，無人值守道班供電，航標燈燈塔和航標燈電源等。.石油、海洋、氣象領(lǐng)域的應(yīng)用。如石油管道陰極保護和水庫閘門陰極保護太陽能電源 系統(tǒng)，石油鉆井平臺生活及應(yīng)急電源，海洋檢測設(shè)備，氣象和水文觀測設(shè)備，觀測站電源系 夕本畢 譏寸0.農(nóng)村和邊遠無電地區(qū)應(yīng)用。在高原、海

8、島、牧區(qū)、邊防哨所等農(nóng)村和邊遠無電地區(qū)應(yīng) 用太陽能光伏戶用系統(tǒng)、小型風光互補發(fā)電系統(tǒng)等解決日常生活用電問題，如照明、電視、 收錄機、DVD、衛(wèi)星接收機等的用電，也解決了手機、手電筒等隨身小電器充電的問題，發(fā)電功率大多在及瓦到幾百瓦。應(yīng)用 15kW的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)或并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)作為村莊、 學校、醫(yī)院、飯館、旅社、商店等的供電系統(tǒng)。應(yīng)用太陽能光伏水泵，解決了無電地區(qū)的深 水井飲用、農(nóng)田灌溉等用電問題。另外還有太陽能噴霧器、太陽能電圍欄、太陽能黑光滅蟲 燈等應(yīng)用。.太陽能光伏照明方面的應(yīng)用。太陽能光伏照明包括太陽能路燈、庭院燈、草坪燈，太陽能景觀照明，太陽能路標標牌、信號指示、廣告燈箱照明等：還有

9、家庭照明燈具及 手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、割膠燈、節(jié)能燈、手電等。圖1.1太陽能應(yīng)用實例.大型光伏發(fā)電系統(tǒng)（電站）的應(yīng)用。大型光伏發(fā)電系統(tǒng)（電站）是 10kW200MW的 地面獨立或并網(wǎng)光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。.太陽能光伏建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)（BIPV）。BIPV將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合， 充分利用建筑的屋頂和外立面，使得大型建筑能實現(xiàn)電力自給、并網(wǎng)發(fā)電，這將是今后的一 大發(fā)展方向。.太陽能電子商品及玩具的應(yīng)用。包括太陽能收音機、太陽能鐘、太陽帽、太陽能充電 器、太陽能手表、太陽能計算器、太陽能玩具等。.其他領(lǐng)域的應(yīng)用。包括太陽能電動汽車，電動自行車，

10、太陽能游艇，電池充電設(shè)備， 太陽能汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；還有太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)，海水淡 化設(shè)備供電，衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。1.3光伏發(fā)電應(yīng)用前景回顧100年間能源工業(yè)的發(fā)展歷史，人類正在消耗地球50萬年歷史中積累的有限能源資 源煤和石油，雖然極大地解放了生產(chǎn)力，但同時也向人類敲響了常規(guī)能源面臨枯竭的警鐘根據(jù)有關(guān)材料顯示，人類己確知的石油儲備將用40多年，天然氣60余年，煤大約200年。另外，以化石能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，對人類環(huán)境的破壞顯而易見，每年排放的二氧化碳達 210萬噸，并呈上升趨勢，從而造成冰雪消融，冰川退縮，全球氣候變暖。能源短缺和環(huán)境 保護是21世紀

11、經(jīng)濟發(fā)展和能源領(lǐng)域最重要的課題。目前國際上對太陽能資源已經(jīng)十分重視。1954年貝爾實驗室第一塊單晶硅太陽能電池面世，為世界能源提供了一個新的希望。在 20世紀70年代以來，世界上許多國家掀起了開發(fā)利用太陽能和可再生能源的熱潮。利用太 陽能發(fā)電的光伏發(fā)電技術(shù)被用于許多需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆 瓦級電站，小到玩具，光伏電源無處不在。由于太陽能光伏發(fā)電的諸多優(yōu)點，其研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)及市場開拓已經(jīng)成為當 今世界各國，特別是發(fā)達國家激烈競爭的主要熱點。世界實力大國都制定了雄心勃勃的光伏 發(fā)電近期規(guī)劃：到2010年日本計劃累計裝機容量將達到 5GW,德國為2.7GW,歐盟為

12、3GW, 美國為4.7GW,澳大利亞為0.75GW,印度、中國等發(fā)展中國家估計為1.52GW。統(tǒng)計表明 到2010年，世界光伏系統(tǒng)累計裝機容量預計將達到1415GW。據(jù)權(quán)威機構(gòu)預測，2020年光伏發(fā)電在世界電力生產(chǎn)中所占比例將達 1%, 2050年約占25%。由此可見，光伏發(fā)電具有 廣闊的市場和發(fā)展前景。世界第一塊光伏電池太陽能利用前景圖1.2太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用第2章家庭分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)組成家用光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有別于大型集中式并網(wǎng)光伏電站，建筑物屋頂并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計，由于受制于安裝光伏組件的可用面積，其首先考慮的問題有所不同。另外，在建筑物上安裝的并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)點一般在電

13、網(wǎng)的配電側(cè)(400V、230V),屬于分布式發(fā)電系統(tǒng)，其特點為：并網(wǎng)點在配電側(cè)；電流是雙向，可以從電網(wǎng)取 電，也可以向電網(wǎng)送電；大部分光伏電量直接被負載消耗，自發(fā)自用；分“上網(wǎng)電價” 并網(wǎng)方式(雙價制)和“凈電表計量”(平價制)。它不同于在輸電側(cè)(10kV、35kV 110kV)并網(wǎng)的大型集中式光伏電站。屋頂分布式光伏電站如圖2.1所示。圖2.1屋頂分布式光伏系統(tǒng).屋頂分布式光伏電站建設(shè)意義全球建筑物自身能耗約占世界總能耗的三分之一左右，光伏建筑一體化是太陽能利用最佳的形式。具優(yōu)點如下：(1)可以有效地利用建筑物屋頂和幕墻，無需占用寶貴的土地資源；(1)能有效地減少建筑能耗，實現(xiàn)建筑節(jié)能。并網(wǎng)

14、光伏系統(tǒng)在白天陽光照射時發(fā)電，也是 用電高峰期，從而舒緩高峰電力，多余的電力并入電網(wǎng)；(2)原地發(fā)電、原地用電，在一定距離范圍內(nèi)可以節(jié)省電站送電網(wǎng)的投資；(3)光伏組件陣列一般安裝在屋頂及墻的南立面上直接吸收太陽能，因此建筑集成光伏系統(tǒng)不僅提供了電力，而且還降低了墻面及屋頂?shù)臏厣?4)安裝簡便，可以任意選擇發(fā)電量；(5)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)沒有噪音、沒有污染物排放、不消耗任何燃料，具有綠色環(huán)保概念，增加樓盤的綜合品質(zhì).屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)分類按光伏系統(tǒng)是否接人公共電網(wǎng)分，可分為并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏系統(tǒng)。按光伏系統(tǒng)是否具有儲能裝置分，分為帶有儲能裝置的系統(tǒng)和不帶儲能裝置的系統(tǒng)。按光伏系統(tǒng)其太陽電池組件的

15、封裝形式分，分為建材型光伏系統(tǒng)、構(gòu)件型光伏系統(tǒng)、安 裝型光伏系統(tǒng)。通常所說光伏與建筑一體化 (building integrated photovoltaic , BIPV),是指光伏系 統(tǒng)與建筑物功能及外觀協(xié)調(diào)、有機結(jié)合，其中也包括BAPV.屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)組件類型在BIPV設(shè)計與安裝中使用建材型光伏組件、構(gòu)件型光伏組件、安裝型光伏組件3種不同的光伏組件，如下圖6-2所示。(a)建材型光伏組件(b)構(gòu)件型光伏組件(c)安裝型光伏組件圖2.2 BIPV電池組件(1)建材型光伏組件(material photovoltaic module)將太陽電池與瓦、磚、卷材、玻璃等建筑材料復合在一起成為不

16、可分割的建筑構(gòu)件或建 筑材料，如光伏瓦、光伏磚、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墻、光伏采光頂?shù)取?2)構(gòu)件型光伏組件(elemental photovoltaic module)與建筑構(gòu)件組合在一起或獨立成為建筑構(gòu)件的光伏組件，如以標準普通光伏組件或根據(jù) 建筑要求定制的光伏組件構(gòu)成雨篷構(gòu)件、遮陽構(gòu)件、欄板構(gòu)件等。(3)安裝型光伏組件(building attached photovoltaic module)在屋頂或墻面上架空安裝的光伏組件，與地面安裝的組件幾乎一樣。光伏與建筑結(jié)合可 分為如下一些形式：采用普通太陽電池組件，安裝在傾斜屋頂原來的建筑材料之上；采用特殊的太陽電池組件，作為建筑材料安裝在

17、傾斜屋頂上； 采用普通太陽電池組件，安裝在平屋頂原來的建筑材料之上； 采用特殊太陽電池組件，作為建筑材料安裝在平屋頂上； 采用普通或特殊太陽電池組件，作為幕墻安裝在南立面上； 采用特殊的太陽電池組件，作為建筑幕墻安裝在南立面上； 采用特殊的太陽電池組件，作為天窗材料安裝在天窗上； 采用普通或特殊的太陽電池組件，作為遮陽板安裝在建筑物上BIPV電池方陣設(shè)計在BIPV系統(tǒng)中，即要注重建筑物系統(tǒng)美觀，也要注意光伏系統(tǒng)發(fā)電效率問題。.太陽電池方陣安裝的朝向與發(fā)電量估算太陽電池方陣與建筑相結(jié)合，有時不能自由選擇安裝的朝向。不同朝向的太陽電池方陣 發(fā)電量不同，不能按照常規(guī)方法進行發(fā)電量計算?？梢愿鶕?jù)圖2.

18、3對不同朝向太陽電池方陣的發(fā)電量進行基本估計。圖2.3朝向與發(fā)電量東假定向南傾斜緯度角安裝的太陽電池方陣發(fā)電量為100；其他朝向全年發(fā)電量均有不同程度減少;在不同地區(qū)，不同的太陽輻射條件下，減少的程度不同.太陽電池方陣的遮擋太陽電池方陣與建筑相結(jié)合，右時也不可避免東地會受到遮擋。遮擋對于晶體硅太陽電池的發(fā)電量影響大，而對于非晶硅太陽電池的影響小。一塊晶體硅太陽電池組件被遮擋 1/10的面積，功率損失將達50%;而非晶硅太陽電池組件受到同樣遮擋，功率損失只有10%如果太陽能電池不可避免會被遮擋，應(yīng)當盡量選用非晶硅電池。.太陽能電池方陣的溫升和通風太陽能電池方陣與建筑相結(jié)合還應(yīng)當注意太陽能電池方陣

19、的通風設(shè)計，以避免太陽能電池方陣溫度過高，造成發(fā)電效率低(晶體管太陽能電池組件的結(jié)溫超過25度時，每升高1度功率損失大約千分之四)。太陽能電池方陣的溫升與安裝位置和通風情況有關(guān)。具體情況如下：(1)作為立面墻體材料，沒有通風，溫升非常高，功率損失9%(2)作為屋頂建筑材料，沒有通風，溫升很高，功率損失5.4%(3)安裝在南立面，通風較差，溫升很高，功率損失4.8%;(4)安裝在傾斜屋頂，通風較差，溫升很高，功率損失 3.6%;(5)安裝在傾斜屋頂，有較好通風，溫升很高，功率損失2.6%(6)安裝在平屋頂，通風較好，溫升很高，功率損失2.1%;(7)普通方式安裝在屋頂，有很大的通風間隙，溫升損失

20、最小。.太陽電池組件的選擇太陽電池與建筑相結(jié)合不同于單獨作為發(fā)電裝置使用，作為建筑的一部分，除了發(fā)電， 還要考慮其他功能，如使室內(nèi)和室外隔離、防雨、抗風、隔熱、隔噪、美觀及作為建筑材料 供建筑設(shè)計師選用。為了與建筑結(jié)合和安裝方便，可將太陽能電池組件制作成太陽電池瓦，也可以制作專用 托架或?qū)к?，方便地將普通太陽安裝其上。為了便于安裝，與建筑結(jié)合的太陽電池組件常常 制作成無邊框組件，且接線盒一般安裝在組件側(cè)面，而不像普通組件一樣安裝在背面。太陽電池組件還可以與各種不同的玻璃結(jié)合制作成特殊的玻璃幕墻或天窗，如隔熱玻璃 組件、防紫外線玻璃組件；隔聲玻璃組件、夾層安全玻璃組件及防盜或防彈玻璃組件、防火

21、組件等。BIPV關(guān)鍵部件規(guī)劃與選型由于屋頂分布式光伏電站與建筑物相結(jié)合，且接入點在電網(wǎng)的配電側(cè)，在進行BIPV設(shè)計 時要注意如下幾點：.工業(yè)與民用建筑光伏系統(tǒng)應(yīng)進行專項設(shè)計或作為建筑電氣工程設(shè)計的一部分。.光伏組件或方陣的選型和設(shè)計應(yīng)與建筑結(jié)合，在綜合考慮發(fā)電效率、發(fā)電量、電氣和 結(jié)構(gòu)安全、適用美觀的前提下，合理選用構(gòu)件型和建材型光伏組件，并與建筑模數(shù)相協(xié)調(diào)， 滿足安裝、清潔、維護和局部更換的要求。.光伏系統(tǒng)輸配電和控制用纜線應(yīng)與其他管線統(tǒng)籌安排，安全、隱蔽、集中布置，滿足 安裝維護的要求。.光伏組件或方陣連接電纜及其輸出總電纜應(yīng)符合光伏 (PV)組件安全鑒定第一部分：結(jié)構(gòu)要求(GB/T 20

22、047.1)的相關(guān)規(guī)定。.在人員有可能接觸或接近光伏系統(tǒng)的位置，應(yīng)設(shè)置防觸電警示標識。.并網(wǎng)光伏系統(tǒng)應(yīng)具有相應(yīng)的并網(wǎng)保護功能。.光伏系統(tǒng)應(yīng)安裝計量裝置，并應(yīng)預留檢測接口。.光伏系統(tǒng)應(yīng)滿足光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB/T 19939)關(guān)于電壓偏差、閃變、頻率偏差、諧波、三相不平衡度和功率因數(shù)等電能質(zhì)量指標的要求。BIPV系統(tǒng)部件選擇屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由光伏方陣、光伏接線箱、逆變器(限于包括交流線路系 統(tǒng))、蓄電池及其充電控制裝置(限于帶有儲能裝置系統(tǒng))、電能表和顯示電能相關(guān)參數(shù)的儀 表組成。光伏系統(tǒng)中各部件的性能應(yīng)滿足國家或行業(yè)標準的相關(guān)要求，并應(yīng)獲得相關(guān)認證。.光伏陣列選型(1)屋頂分布

23、式光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏陣列應(yīng)根據(jù)新建建筑或既有建筑的使用功能、電網(wǎng)條 件、負荷性質(zhì)和系統(tǒng)運行方式等因素，確定光伏系統(tǒng)為建材型、構(gòu)件型或安裝型。(2)根據(jù)建筑設(shè)計及其電力負荷確定光伏組件的類型、規(guī)格、安裝位置和可安裝場地面積，使光伏組件規(guī)格與現(xiàn)有安裝面積達到最優(yōu)配對。(3)根據(jù)盡量采用最佳傾角且便于清除灰塵、 保證組件通風良好的原則確定光伏組件的安 裝方式。(4)根據(jù)逆變器的額定直流電壓、最大功率跟蹤控制范圍、光伏組件的最大輸出工作電壓及其溫度系數(shù)，確定光伏組件的串聯(lián)數(shù)(或稱光伏組件用或組用)0(5)根據(jù)總裝機容量及光伏組件用的容量確定光伏組件中的并聯(lián)數(shù)。(6)同一組用及同一子陣內(nèi)，組件電性能參數(shù)宜

24、盡可能一致，其中最大輸出功率Pm、最大工作電流Im的離散性應(yīng)小于土 3%(7)建材型光伏系統(tǒng)和構(gòu)件型光伏系統(tǒng)在建筑設(shè)計時，就需要統(tǒng)籌考慮電氣線路的安裝布置，同時要保證每一塊建材型光伏組件和構(gòu)件型光伏組件金屬外框的可靠接地。.光伏接線箱(匯流箱)選配(1)光伏接線箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置匯流銅母排或端子。(2)每一個光伏組件用應(yīng)分別由線纜引至匯流母排，在母排前分別設(shè)置直流分開關(guān)，并設(shè)置直流主開關(guān)。(3)光伏接線箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置防雷保護裝置。(4)光伏接線箱的設(shè)置位置應(yīng)便于操作和檢修，宜選擇室內(nèi)干燥的場所。設(shè)置在室外的光-10 -伏接線箱應(yīng)具有防水、防腐措施，其防護等級應(yīng)為IP65或以上。.逆變器選配(1)獨立光伏系

25、統(tǒng)逆變器的總額定容量應(yīng)根據(jù)交流側(cè)負荷最大功率及負荷性質(zhì)選擇。(2)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)逆變器的總額定容量應(yīng)根據(jù)光伏系統(tǒng)裝機容量確定；并網(wǎng)逆變器的數(shù)量應(yīng)根據(jù)光伏系統(tǒng)裝機容量及單臺并網(wǎng)逆變器額定容量確定。并網(wǎng)逆變器的選擇還應(yīng)遵循以下 原則。并網(wǎng)逆變器應(yīng)具備自動運行和停止功能、最大功率跟蹤控制功能和防止孤島效應(yīng)功能。不帶工頻隔離變壓器的并網(wǎng)逆變器應(yīng)具備直流檢測功能。無隔離變壓器的并岡逆變器應(yīng)具備直流接地檢測功能。具有并網(wǎng)保護裝置，與電力系統(tǒng)具備相同的電壓、相數(shù)、相位、諧波、頻率及接線方 式。應(yīng)滿足高效、節(jié)能、環(huán)保的要求。另外，從圖6-3及電池組件特性可知，不同種類的電池輸出功率不同；同種電池，安裝 在建筑不

26、同位置的陣列，由于受光不同，輸出功率也不同。所以建筑各面接收到的太陽輻射 不同，電池板產(chǎn)生電流不同，故有不同的發(fā)電效率。因此選配逆變器時一定要根據(jù)這些特點 選配，即相同電池板、相同串并聯(lián)連接、安裝在同一建筑面，選擇一臺功率相配的逆變器。在屋頂分布式光伏電站在逆變器選配時，為了安全，盡量選帶隔離變壓器的逆變器；如 是小功率逆變器(5kW以下)可選用帶高頻隔離變壓器白逆變器，因為逆變器具有的MPP助能，為了得到最大發(fā)電效率，按不同電池板、不同建筑面安裝分別配置逆變器；如財力允許， 可選擇模塊化結(jié)構(gòu)、具有分模塊進入退出控制功能的逆變器。例如，在河北漢盛辦公樓，屋頂安裝 21.6kWp,南立面19kW

27、p西立面9.5kWp,逆變器 不能配1臺50kW勺，而是屋頂和南立面各配1臺20kW西立面配1臺10kW 其建筑物結(jié)構(gòu) 如圖2.4所示。-11 -.直流線路選配(1)耐壓等級應(yīng)高于光伏方陣電壓的1.25倍。(2)額定載流量應(yīng)高于短路保護電器整定值,短路保護電器整定值應(yīng)高于光伏方陣的標稱短路電流的1.25倍。(3)滿發(fā)狀態(tài)下，線路電壓損失應(yīng)控制在 3%Z內(nèi)。.光伏系統(tǒng)防雷和接地保護應(yīng)符合以下要求。(1)光伏系統(tǒng)防直擊雷和防雷擊電磁脈沖的措施應(yīng)嚴格遵守建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(GB50057)的相關(guān)規(guī)定。(2)光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)接口設(shè)備的防雷和接地措施應(yīng)符合光伏(PV)發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護一一導則(SJ/T

28、11127)的相關(guān)規(guī)定。.建材型光伏系統(tǒng)應(yīng)遵循以下原則。(1)建材型光伏組件必須具備建筑材料本身固有的功能，且對原有的建材功能無影響。(2)建材型光伏組件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須符合太陽能光伏與建筑一體化應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(以下簡稱規(guī)程)第4.4節(jié)的要求。.構(gòu)件型光伏系統(tǒng)應(yīng)遵循以下原則。(1)構(gòu)件型光伏組件必須具備建筑構(gòu)件本身固有的功能，且對原有功能無影響。(2)構(gòu)件型光伏系統(tǒng)為保留建筑構(gòu)件本身固有的功能時，若影響到組件接收太陽輻射的一 致性，對每一串組件需要用阻塞二極管隔離，或單獨使用控制器或者逆變器。2.5 BIPV 配電及電網(wǎng)接入.配電系統(tǒng)(1)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)配變電間設(shè)計除應(yīng)符合規(guī)程外，應(yīng)符合 10kV及以

29、下變電所設(shè)計 規(guī)范(GB 50053)、35llOkV及以下變電所設(shè)計規(guī)范(GB 50059)的相關(guān)要求。(2)光伏系統(tǒng)的配變電間應(yīng)根據(jù)光伏方陣規(guī)模和建筑物形式采取集中或分散方式布置。(3)光伏系統(tǒng)的變壓器官選用于式變壓器。.系統(tǒng)接入電網(wǎng)(1)光伏系統(tǒng)與公共電網(wǎng)并網(wǎng)應(yīng)滿足當?shù)毓╇姍C構(gòu)的相關(guān)規(guī)定和要求。(2)光伏系統(tǒng)以低壓方式與公共電網(wǎng)并網(wǎng)時，應(yīng)符合光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB/T19939) 的相關(guān)規(guī)定。(3)光伏系統(tǒng)以中壓或高壓方式(lOkV及以上)與公共電網(wǎng)并網(wǎng)時，電能質(zhì)量等相關(guān)部 分應(yīng)參照光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB/T19939),并應(yīng)符合以下要求。-12 -光伏系統(tǒng)并網(wǎng)點的運行電壓為額定

30、電壓的 90%- 110%寸，光伏系統(tǒng)應(yīng)能正常運行。光伏系統(tǒng)在并網(wǎng)運行6個月內(nèi)應(yīng)向供電機構(gòu)提供有關(guān)光伏系統(tǒng)運行特性的測試報告, 以表明光伏系統(tǒng)符合接人系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定。(4)光伏系統(tǒng)與公共電網(wǎng)之間應(yīng)設(shè)隔離裝置，并應(yīng)符合下列規(guī)定。光伏方陣與逆變器之間、逆變器與公共電網(wǎng)之間應(yīng)設(shè)置隔離裝置。光伏系統(tǒng)在并網(wǎng)處應(yīng)設(shè)置并網(wǎng)專用低壓開關(guān)箱(柜)，并應(yīng)設(shè)置專用標識和“警告”、“雙電源”等提示牲文字和符號。(5)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的安全及保護要求可參照光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求(GB/T19939),并應(yīng)符合以下要求。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)應(yīng)具有自動檢測功能及并網(wǎng)切斷保護功能。光伏系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)接入條件和供電部門要求選擇安裝并網(wǎng)保護裝

31、置，并應(yīng)符合光 伏(PV)系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性(GB/T20046)的相關(guān)規(guī)定和繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程 (GB/T14285)的功能要求。當公用電網(wǎng)電能質(zhì)量超限時，光伏系統(tǒng)應(yīng)自動停止向公共電網(wǎng)供電，在公共電網(wǎng)電能 質(zhì)量恢復正常范圍后的一段時間之內(nèi)，光伏系統(tǒng)不得向電網(wǎng)供電?；謴筒⒕W(wǎng)延時時間由供電 部門根據(jù)當?shù)貤l件確定。(6)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的控制與通信應(yīng)符合以下要求。根據(jù)當?shù)毓╇姴块T的要求，配置相應(yīng)的自動化終端設(shè)備與通信裝置，采集光伏系統(tǒng)裝 置及并網(wǎng)線路的遙測、遙信數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)實時傳輸至相應(yīng)的調(diào)度主站。在并網(wǎng)光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口/公共聯(lián)絡(luò)點應(yīng)配置電能質(zhì)量實時在線監(jiān)測裝置，并將可測 量到的所有電能質(zhì)

32、量參數(shù)(電壓、頻率、諧波、功率因數(shù)等)傳輸至相應(yīng)的調(diào)度主站。(7)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)當?shù)毓╇姴块T的關(guān)口計量點設(shè)置原則確定電能計量點，并應(yīng)符合以下要求。光伏系統(tǒng)在電能關(guān)口計量點配置專用電能計量裝置。電能計量裝置應(yīng)符合電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程(DL/T5137)和電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程(DL/T448)的相關(guān)規(guī)定。(8)作為應(yīng)急電源的光伏系統(tǒng)應(yīng)符合下列規(guī)定。應(yīng)保證在緊急情況下光伏系統(tǒng)與公共電網(wǎng)解列，并切斷光伏系統(tǒng)供電的非特定負荷。開關(guān)柜(箱)中的應(yīng)急回路應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)急標志和警告標識。光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的自動切換開關(guān)應(yīng)選不自復方式。-13 -.電能儲存系統(tǒng)(1)電能儲存系統(tǒng)宜選用壽命鈦、

33、充放電效率高、自放電小等性能優(yōu)越的蓄電池。(2)電能儲存系統(tǒng)應(yīng)符合電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程(DL/T 5044)和家用太陽能光伏電源系統(tǒng)技術(shù)條件和試驗方法(GB/T 19064)的相關(guān)要求。.電量計量方式由于分布式光伏發(fā)電以自發(fā)自用為主，其補償電價不同于用戶的用電電價，所以采用雙 表制，一塊表用于記錄太陽能發(fā)電系統(tǒng)送入電網(wǎng)的電量，另一塊用于記錄用戶用電量。并網(wǎng)光伏發(fā)電可以采用發(fā)電、用電分開計價的接線方式，也可以采用“凈電表”計價的 接線方式。德國和歐洲大部分國家都采用雙價制，由電力公司高價收購太陽能光伏發(fā)電的電 量平均0.55歐元/(kWh),用戶用電則僅支付常規(guī)的低廉電價0.060.1歐

34、元/ (kWh), 這種政策稱為“上網(wǎng)電價”政策。在此情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)當在用戶電表之前并入電網(wǎng)。美國和日本采用初投資補貼，運行時對光伏發(fā)電不再補電價，但是允許用光伏發(fā)電的電量抵消用戶從電網(wǎng)的用電量，電力 公司按照用戶電表的凈值收費，稱為“凈電表”計量制度。此時，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)當在用戶 電表之后接人電網(wǎng)。當然，隨著光伏發(fā)電成本不斷降低，各國的補助額也在下調(diào)。由于我國目前還沒有對城市配電測安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)實行高電價，因此，大多數(shù)項目 采用“凈電表”配電方式?！皟綦姳怼敝茊蜗嗪腿噙B接方式的示意圖如圖所示。圖2.5凈電量計量-14 -第3章象山家庭4.24KW分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計系統(tǒng)設(shè)

35、計典型的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)主要由太陽能電池組件方陣、逆變器、交流配電箱、光伏計量表、 數(shù)據(jù)采集器組成圖3.1并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理框圖太陽能光伏組件選配太陽電池組件的功率規(guī)格較多，從1Wp到300Wp國內(nèi)均有生產(chǎn)廠商生產(chǎn)，且產(chǎn)品應(yīng)用 也較為廣泛。由于本工程為屋面光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，故優(yōu)先選用單位面積容量大的電池組件，以 減少占屋面面積，降低單位裝機容量所需的組件數(shù)量。通過市場調(diào)查，在目前技術(shù)成熟的大 容量電池組件規(guī)格中，初選的電池組件容量為 265Wp,其各技術(shù)參數(shù)如表1所示。下一工作 階段，參數(shù)將綜合考慮建設(shè)方要求、產(chǎn)品性能等因素進行適當修正。表1組件技術(shù)參數(shù)表W265開路電壓V37.07短路電流A8

36、.75工作電壓V31.18工作電流A8.18外形尺寸（mrrX mm（ mm）mm1640X990X35重量kg17.81峰值功率溫度系數(shù)%/C-0.45開路電壓溫度系數(shù)%/c-0.35短路電流溫度系數(shù)%/c0.04逆變器選型逆變器，是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的一種電氣設(shè)備。目前國內(nèi)生產(chǎn)的并網(wǎng)逆變器系列產(chǎn)-15 -品技術(shù)相對比較成熟。本項目擬選用錦浪 7kW組用式逆變器，該逆變器的優(yōu)點是多路 MPPT 功率跟蹤技術(shù)提高發(fā)電效率，適合多地形的光伏電站，同時不占用多余空地。在運行過程中如果發(fā)生故障，則故障的影響面較小。逆變器技術(shù)參數(shù)如表2,表2 4kW逆變器技術(shù)參數(shù)表輸入最大輸入功率最大輸入電壓最小工

37、作電壓 最大輸入電流（每路）MPPT電壓范圍MPPT路數(shù)輸入連接端數(shù)輸出額定輸出功率最大輸出電流總電流波形畸變率額定電網(wǎng)電壓功率因數(shù)范圍 效率最大效率歐洲效率/中國效率保護4.6kW600V120V11A90520V224kW21A1.5%（額定功率）220V0.8超前0.8滯后98.7%97.3%/97.3%方陣設(shè)計為避免光伏方陣以固定傾角安裝后前后出現(xiàn)陰影遮擋，光伏設(shè)計需要設(shè)置南北向前后方陣問合理間距。設(shè)計目標為冬至日（一年當中物體在太陽下陰影長度最長的一天）上午 9:00到下午3: 00,組件之間南北方向無陰影遮擋。太陽能電池組件方陣前后安裝時的最小問距D計算方法如圖3.2所示：-16

38、-圖3.2光伏陣列南北最小間距示意圖本工程為分布式光伏發(fā)電應(yīng)用工程，考慮安裝美觀及發(fā)電效率，本項目光伏組件沿屋面 朝向布置。綜合考慮陰影遮擋和裝機容量，光伏組件方陣以平鋪方式置于用戶屋頂。屋面構(gòu)件和屋面設(shè)備對光伏組件會產(chǎn)生一定遮擋影響，光伏方陣布置時將與以下構(gòu)件留 出距離：屋面設(shè)備；屋面給排水管道；屋面伸縮縫構(gòu)件等。考慮到現(xiàn)有屋頂結(jié)構(gòu)的承載能力，最終的光伏布置及結(jié)構(gòu)方案將根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)的有效圖 紙和實際承載能力進行調(diào)整、選擇，并在下一個階段工作中確定。接入系統(tǒng)方案.并網(wǎng)能效分析系統(tǒng)能效分析：并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的總效率由光伏陣列的效率、逆變器效率、交流并網(wǎng)等三 部門組成。該項目實際發(fā)電功率為 4.24K

39、WP刈0%=3.392千瓦。2負荷平衡分析孤島效應(yīng)保護、過熱保護、過載保護、接地保護、逆向功率保護等，裝置異常時自動脫 離系統(tǒng)。逆變器必須具備快速監(jiān)測孤島且監(jiān)測到孤島后立即斷開于電網(wǎng)連接的能力。3防孤島檢測及安全自動裝置220伏電壓等級部署防孤島檢測及安全自動裝置，采用具備防孤島能力的逆變器。4調(diào)度關(guān)系220伏分散接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)，調(diào)度關(guān)系為用戶自行調(diào)度。5自動化裝置配置采用分布式的中自監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)光伏發(fā)電站運行工況監(jiān)視、控制，同時要求光伏電站-17 -內(nèi)裝設(shè)氣象環(huán)境參數(shù)檢測裝置。監(jiān)控系統(tǒng)具備上傳相關(guān)信號至相關(guān)調(diào)度的相應(yīng)接口6信號采集220伏接入的分布式光伏發(fā)電項目，只需上傳發(fā)電量信息。7電

40、量計算運營模式為全部上網(wǎng)時，設(shè)置單套并網(wǎng)電能表，便于電量計量。并網(wǎng)電能表設(shè)在并網(wǎng)點。并安裝負荷控制裝置的位置，具備上傳電量信息的功能。電能計算裝置的配置和技術(shù)要求，應(yīng)符合DL/T448電能計算裝置技術(shù)管理規(guī)程和DL/5202電能量計量系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程,以及相關(guān)標準、規(guī)程要求。8系統(tǒng)通信只需上傳發(fā)電量信息，采用無線傳輸方案。9二次安全防護220伏分散接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)，調(diào)度關(guān)系為用戶自行調(diào)度。無需二次安防措施。10并網(wǎng)方案根據(jù)負荷平衡分析，用戶為自發(fā)自用余額上網(wǎng)，建議通過1回線路，以220伏接入公用箱變或配電箱低壓母線。并網(wǎng)方案示意圖 3.3如下：圖3.3接入方案11電能質(zhì)量太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)通過

41、光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，在通過并網(wǎng)型逆變器將直 流電能經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流電能的過程中，會產(chǎn)生諧波。由于逆變器的存在，應(yīng)按照 GB/T145499-93電能質(zhì)量共有電網(wǎng)諧波的要求，對諧波 水平進行實測后采取相應(yīng)的措施。同時并網(wǎng)后再電壓偏差、電壓波動和閃變、電壓不平衡度 等方面應(yīng)滿足相應(yīng)國標要求。-18 -12無功功率和電壓根據(jù)國家電網(wǎng)公司光伏接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定，小型光伏電站可不具備無功功率和電壓調(diào) 節(jié)功能，但應(yīng)滿足有功功率大于額定功率的 50%時，功率因數(shù)應(yīng)不小于0.98 （超前或滯后） 輸出有功功率在20%50%之間時，功率因數(shù)應(yīng)不小于0.95 （超前或滯后）。-19 -第4章 光伏系統(tǒng)安

42、裝與管理4.1光伏系統(tǒng)施工方案4.1.1土建方案1根據(jù)你的規(guī)劃決定掛鉤安裝的方向。移去標記處的瓦片 （盡量做到輕拿輕放）。2用三根6X80的木螺栓把掛鉤固定在屋椽上。3掛鉤不允許壓在瓦片上，如有必要，用木板把掛鉤墊起來。4如果有必要，用角磨機或錘子把瓦片上會擋住掛鉤通過的部分切除以便于瓦片能平趟 在下面的瓦片上。如果用的是弧形瓦，仍有必要切除一個切口。5注意!請匆將安裝好的掛鉤作為梯子，因為這種極端的壓力會把下面的瓦片壓壞。6安裝變?yōu)槠酵呶菝鏁r，一定得切掉瓦片上會擋住掛鉤的一角。7將T形卡塊組件預裝到瓷瓦掛鉤上面。圖4.1琉璃瓦屋面支架系統(tǒng)組成4.1.2軌道安裝1軌道的安裝。如果你設(shè)置的軌道由

43、不同長度的軌道組成，安裝時應(yīng)總是從最短的開始。用M8的內(nèi)六角螺栓、平墊片、彈墊和 T型卡塊把每行軌道安裝在掛鉤上（請不要鎖緊，使 螺栓保留2到3圈的牙）鎖緊扭矩為10N m。2可以通過利用掛鉤長孔和十字卡或內(nèi)六角螺栓之間的松連接的優(yōu)勢，優(yōu)化調(diào)整軌道的水平和垂直位置。如右圖4.2所示。-20 -圖4.2導軌與掛鉤連接示意圖3為了方便使用T型卡塊，你必須保證內(nèi)六角螺栓的螺牙不穿過 T型卡塊的孔底。把T 型卡塊定位在軌道的槽中，并輕輕地旋進螺栓2到3圈。此時，螺栓仍然可以在軌道內(nèi)自由滑動，把螺栓滑至最終要連接中壓塊、側(cè)壓塊或掛鉤的位置，旋上螺栓并鎖緊。（推薦扭力：8 N - m）04將對稱軌道連接件

44、倒扣處對著對稱軌道倒扣處，并向里滑50mm。5將對稱軌道連接件與對稱軌道鎖緊，鎖緊扭矩為10N m。6重復以上步驟，把其余的夾具及軌道按圖紙尺寸規(guī)劃安裝完成。圖4.3平屋面支架系統(tǒng)組成1、混凝土配重壓塊采用 C25以上強度混凝土預制而成，整體外尺寸制作誤差5mm,預埋件誤差土 1mm,在其強度達到80%以上方可移動運輸，在屋面上移動是應(yīng)緩慢放下，避 免破壞屋面防水層或給屋面結(jié)構(gòu)造成安全隱患，按照圖紙間距依次擺放。如圖4.4所示圖4.4水泥墩放置示意圖2、按照設(shè)計圖紙尺寸要求，組裝三腳架，保證支架傾角。3、按照圖紙尺寸規(guī)劃，安裝好所有的三角架。安裝時應(yīng)使用拉尼龍線保證所有的預裝支 架下端都在同一高度同一直線上，可通過柱腳調(diào)節(jié)水平直線度。4、后柱之間采用圓鋼 8固定。5、完成調(diào)整后保證所有螺栓組件都鎖緊，M10鎖緊扭矩25N m。 M8鎖緊扭矩為-21 -10N - m。4.2光伏組件安裝1將太陽能板放在兩根軌道上豎向安裝，安裝時將太陽能組件按照圖紙尺寸放置，量好 軌道離電池板邊緣的長度達到設(shè)計數(shù)值（若無設(shè)計圖紙，通常為25-30mm）后用側(cè)壓塊組件和中壓塊組件固定，此時，螺栓不必完全擰緊，待光伏組件調(diào)整好后再進行緊