太陽能屋頂并網(wǎng)發(fā)電方案

上海。。太陽能屋頂并網(wǎng)發(fā)電方案(3kW)目錄TOC\o"1-4"\h\z\u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) 8（一）太陽能發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介 8（二）標(biāo)準(zhǔn)型太陽能發(fā)電系統(tǒng) 11（三）離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu) 13四、小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15（一）、小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成 151、客戶對(duì)系統(tǒng)的要求 152、系統(tǒng)方案 15（二）太陽能電池板與太陽能電池模組的選擇 161、太陽能電池板串聯(lián) 242、采用3kW并網(wǎng)型逆變器構(gòu)成3kW系統(tǒng) 24（三）分布式直流配電箱設(shè)計(jì) 25（四）并網(wǎng)型光伏逆變器設(shè)計(jì)與選用 26（五）交流配電箱設(shè)計(jì) 28（六）、防雷設(shè)計(jì) 29（七）、工程用材料 29（八）、設(shè)備總表 291、3kWp太陽能系統(tǒng)前端設(shè)備總表 29五、屋頂并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量估算 31六、實(shí)際工程案例 33

一、前言全球問題是氣候問題，但對(duì)中國來說，常規(guī)的污染是主要問題。從美國能源部對(duì)全世界各國能源消耗及污染物排放統(tǒng)計(jì)，截至2006年，中國發(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)接近第一的美國水平，單位GDP排放水平在世界前十大GDP國家中居首位，比法國、日本和美國分別高出10.2、5.5和3.5倍。隨著中國加入京都協(xié)議簽約，中國將于2012年開始承擔(dān)排放對(duì)世界環(huán)境污染的義務(wù)。中國的GDP快速增長，能源消耗也不斷快速增長，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，從最近的世界經(jīng)濟(jì)大國首腦峰會(huì)都會(huì)邀請(qǐng)中國參加，而且每次必談環(huán)境問題來看，世界對(duì)中國的節(jié)能減排的壓力不斷增大，中國政府也不斷出臺(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《中華人民共和國可再生能源法》正式實(shí)施2006年1月5日國家發(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日國務(wù)院能源領(lǐng)導(dǎo)小組審議《可再生能源中長期發(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)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)。原則上每省（含計(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?，F(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?？紤]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。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?！毒┒甲h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)展中國家減排，允許發(fā)達(dá)國家之間互相轉(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)合國的規(guī)定，發(fā)達(dá)國家及其企業(yè)使用現(xiàn)代技術(shù)幫助發(fā)展中國家通過投資風(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。按照國際市場(chǎng)慣例，規(guī)定排放到大氣中的每噸ＨＦＣ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１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１５美元至１８美元。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都在大力發(fā)展太陽能發(fā)電的根本原因。福建氣候福建靠近北回歸線，受季風(fēng)環(huán)流和地形的影響，形成暖熱濕潤的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，熱量豐富，全省70%的區(qū)域≥10℃的積溫在5000-7600℃之間，雨量充沛，光照充足，年平均氣溫17-21℃，平均降雨量1400-2000毫米，是中國雨量最豐富的省份之一，氣候條件優(yōu)越，適宜人類聚居以及多種作物生長。氣候區(qū)域差異較大，閩東南沿海地區(qū)屬南亞熱帶氣候，閩東北、閩北和閩西屬中亞熱帶氣候，各氣候帶內(nèi)水熱條件的垂直分異也較明顯。表1我國主要城市的輻射參數(shù)表城市緯度Φ日輻射量Ht最佳傾角Φop斜面日輻射量修正系數(shù)Kop哈爾濱45.68°12703Φ＋3°158381.1400北京39.80°15261Φ＋4°180351.0976烏魯木齊43.78°14464Φ＋12°165941.0092上海31.17°12760Φ＋3°136910.9900福建34.30°12781Φ＋14°129520.9275廣州23.13°12110Φ－7°127020.8850福州26.08°12001Φ＋4°124510.8978拉薩29.70°21301Φ－8°241511.0964大城市平均1374615204泉州市的地理位置是：東經(jīng)117°34′～119°05′和北緯24°22′～25°56′之間。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)前國內(nèi)要實(shí)現(xiàn)與市電直接并聯(lián)供電，還存在許多障礙。（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)椋涸诓荒軐?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。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

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：由3kWp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。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3kWp，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：29.13VdcX9=262.2Vdc每組額定輸出電壓：22.8VdcX9=205.2Vdc每組額定輸出功率：165WpX9=1485Wp每臺(tái)逆變器總輸出功率：1485WpX2=2970Wp光伏組件的選型為了有效利用太陽光，必須選擇光電轉(zhuǎn)換效率高的光伏組件作為系統(tǒng)的發(fā)電單元。項(xiàng)目采用了SKY-190M型的單晶硅太陽能電池組件，其參數(shù)見表2。表2單晶硅SKY-190M的主要參數(shù)項(xiàng)目名稱技術(shù)參數(shù)峰值功率190W峰值電壓36.6V峰值電流5.19A開路電壓44.9V短路電流5.49A尺寸1580*808*35mm重量16kg開路電壓溫度系數(shù)-0.31%/℃工作溫度-40℃～+85℃2、采用3kW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：采用3kW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：1.485kWX1=1.485kW(<1.8kW)每臺(tái)并網(wǎng)逆變器實(shí)際輸出功率為：1.485kWX2=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：3kW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/8~20us三極防雷模塊數(shù)量2（四）并網(wǎng)型光伏逆變器設(shè)計(jì)與選用逆變器的選擇并網(wǎng)逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件和技術(shù)關(guān)鍵。并網(wǎng)逆變器可將光伏組件發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并且還可以對(duì)轉(zhuǎn)換的交流電的頻率、電壓、電流、相位、有功和無功、電能品質(zhì)（電壓波動(dòng)、高次諧波）等進(jìn)行控制。項(xiàng)目根據(jù)安裝容量選擇SUG3000逆變器，采用世界先進(jìn)的高頻技術(shù)，最大轉(zhuǎn)換率97.2%，MPPT跟蹤精度高達(dá)99.5%。最大功率點(diǎn)電壓可達(dá)500V，可串聯(lián)更多的電池板，減少直流端損耗；高品質(zhì)的產(chǎn)品和全天候室內(nèi)外應(yīng)用。IP65的保護(hù)等級(jí)可以保證設(shè)備在各種惡劣環(huán)境下仍然穩(wěn)定工作。其參數(shù)見表1。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： 165W多晶硅3kW系統(tǒng)模組串聯(lián)(塊)9模組串?dāng)?shù)2每串額定功率(kW)1.485每串額定輸出電流(A)7.243kW系統(tǒng)采用3kW并網(wǎng)逆變器時(shí)：需3kW逆變器臺(tái)數(shù)1需要太陽能電池板數(shù)18實(shí)際太陽能輸出總功率(kWp)2.97尚高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、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PV-2.0PV-3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10Adc18Adc(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2000W3600W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)403x320x169403x470x169重量(kg)11.518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8/20μs，40kA的防雷模塊，對(duì)每相進(jìn)行雷電防護(hù)。3kW逆變器可接入逆變器數(shù)1配電箱總?cè)萘?kW)2.97輸出空開電流(A)13.5每相防雷等級(jí)8/20μs，40kA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(165Wp)塊3kW182實(shí)際輸出總功率kWp3kW2.973SUG太陽能板支架套3kW1參考100kW逆變器系統(tǒng)4SUG分布式直流配電箱臺(tái)3kW15SUG并網(wǎng)光伏逆變器臺(tái)3kW16SUG分布式交流配電箱臺(tái)3kW17SUG避雷針支3kW18工程材料若干9工程費(fèi)用若干附件一：報(bào)價(jià)清單太陽能發(fā)電系統(tǒng)供貨清單部件名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量合價(jià)（元）備注太陽能電池板SUG-165M塊1811880壽命25年并網(wǎng)逆變器SUG3K臺(tái)13000高效率、低噪音直流防雷匯流箱SUGBOX-3KDC臺(tái)防護(hù)等級(jí)IP65監(jiān)控系統(tǒng)SOLAREYE套無線傳輸，大屏LCD顯示交流配電箱SUGBOX-3KAC臺(tái)1500雙向儀表臺(tái)1支架系統(tǒng)SUG光伏專用項(xiàng)12400線纜及輔材SUG光伏專用項(xiàng)100米500安裝費(fèi)項(xiàng)1運(yùn)費(fèi)項(xiàng)1稅費(fèi)項(xiàng)1供方合計(jì)報(bào)