光伏發(fā)電設(shè)計(jì)全流程解析

光伏發(fā)電設(shè)計(jì)全流程解析伴隨碳達(dá)峰、碳中和“雙碳”政策大力推行，以及新能源市場(chǎng)的利好，目前多個(gè)城市在大力推進(jìn)光伏發(fā)電項(xiàng)目，本篇文章簡(jiǎn)要介紹光伏發(fā)電的整體知識(shí)點(diǎn)。【項(xiàng)目建設(shè)原則】1.了解當(dāng)?shù)毓夥?xiàng)目備案要求。一般情況下，咨詢清楚是否需向能源局、住建局、供電局登記報(bào)備。登記報(bào)備內(nèi)容應(yīng)包含：光伏系統(tǒng)所在地、所有權(quán)人及對(duì)接聯(lián)系人、裝機(jī)容量、光伏組件類型與數(shù)量、安裝形式、安裝位置及安裝面積等信息。2.光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)與總體建筑工程統(tǒng)一規(guī)劃，同步設(shè)計(jì)，同步施工，同步驗(yàn)收?！驹O(shè)計(jì)過程】一．系統(tǒng)分類一般情況下，需首先根據(jù)項(xiàng)目情況確認(rèn)光伏系統(tǒng)的類型，本篇文章介紹的系統(tǒng)類型為并網(wǎng)帶儲(chǔ)能裝置的光伏系統(tǒng)。二、太陽能資源分析地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)。資源度一般以全年總輻射量和全年日照總時(shí)數(shù)表示。我國總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000h，是太陽能資源豐富的國家，具有發(fā)展太陽能的優(yōu)越條件?？蓪⒅袊鴦澐譃?個(gè)太陽能資源帶：1）太陽能資源豐富帶：地區(qū)年平均太陽總輻射量達(dá)6700MJ/m2以上。這一地區(qū)主要為青海西部和西藏西部等地，尤以西藏西部最為豐富。2）太陽能資源較富帶：地區(qū)年平均太陽總輻射量為5400～6700MJ/m2。這一地區(qū)主要包括青海東部、西藏東部、新疆南部、寧夏、甘肅北部、內(nèi)蒙古西部、云南西部等地。3）太陽能資源一般帶：地區(qū)年平均太陽總輻射量為4200～5400MJ/m2。這一地區(qū)主要包括新疆北部、內(nèi)蒙古東部、山東、江西、河南、河北、黑龍江、吉林、遼寧、陜西、甘肅東南部、湖南、湖北、安徽、廣東、廣西、福建、浙江、江蘇、云南東部、海南、臺(tái)灣等地區(qū)。4）太陽能資源貧乏帶：地區(qū)年平均太陽總輻射量小于4200MJ/m2。這類地區(qū)位于四川、貴州兩省部分地區(qū)，是我國太陽能資源最少的地區(qū)。三．設(shè)計(jì)容量計(jì)算1.按照用電負(fù)荷總?cè)萘空急?，滿足規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)要求。以湖北某地為例，根據(jù)項(xiàng)目總用電負(fù)荷確定光伏發(fā)電裝機(jī)容量：根據(jù)電氣設(shè)計(jì)圖紙中的數(shù)據(jù)，該項(xiàng)目中商業(yè)及辦公樓的用電總量及光伏安裝容量如下表：1.按照配建面積計(jì)算。以寧波為例，根據(jù)項(xiàng)目總用電負(fù)荷確定光伏發(fā)電配建面積：總建筑面積≥15萬㎡的住宅小區(qū)，配建指標(biāo)計(jì)算如下：表1戶均光伏計(jì)算因子住宅項(xiàng)目光伏組件配建總面積計(jì)算公式：S≥Exn，其中n—住宅總戶數(shù)。四．設(shè)計(jì)系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般包含光伏方陣、光伏匯流設(shè)備（包括光伏匯流箱、直流配電柜和直流電纜等）、逆變器、交流配電設(shè)備、升壓變、儲(chǔ)能及控制裝置、布線系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備組成。1）光伏組件選擇本篇文章中項(xiàng)目組件擬采用目前行業(yè)常用的270Wp多晶硅太陽能電池組件（晶硅太陽能光伏組件具有電池轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)，與同等容量太陽能電池組件所占面積小，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)）；逆變器選用組串逆變器，并選擇配套交流配電柜。圖1多晶光伏組件圖光伏組件串聯(lián)數(shù)量計(jì)算公式為：其中：KV—光伏組件的開路電壓溫度系數(shù)；KV’—光伏組件的工作電壓溫度系數(shù)，如果產(chǎn)品無此數(shù)據(jù)，用KV代替；N—光伏組件的串聯(lián)數(shù)量（取整數(shù)）；t—光伏組件工作條件下的極限低溫（℃），根據(jù)項(xiàng)目所在城市的氣象資料數(shù)據(jù)取值；t’—光伏組件工作條件下的極限高溫（℃），根據(jù)項(xiàng)目所在城市的氣象資料數(shù)據(jù)取值；Vdcmax—逆變器允許的最大直流輸入電壓（V）；Vmpptmax—逆變器MPPT的電壓最大值（V）；Vmpptmin—逆變器MPPT的電壓最小值（V）；Voc—光伏組件的開路電壓（V）；Vpm—光伏組件的工作電壓（V）。由以上公式，并根據(jù)光伏并網(wǎng)逆變器滿載MPPT電壓范圍520～800Vdc及最大直流電壓1000Vdc，組件串列按照主要以19塊太陽能電池組件串聯(lián)進(jìn)行設(shè)計(jì)，屋頂安裝的光伏陣列為5個(gè)串列；5個(gè)串列接入一臺(tái)光伏并網(wǎng)逆變器輸入端。根據(jù)光伏并網(wǎng)逆變器輸入端有2路MPPT通道，讓發(fā)電量大大提升，通道裝配5套輸入防水接線端子，即5個(gè)光伏串列直接接入一臺(tái)逆變器的MPPT通道，通道接入5個(gè)串列。2）光伏陣列安裝角度計(jì)算借助輔助設(shè)計(jì)軟件PVSYST進(jìn)行數(shù)據(jù)分析如下：從上圖數(shù)據(jù)分析可知，進(jìn)行固定傾角安裝，全年獲得最大能效的角度為方位角為0，傾角為19度，但考慮安裝容量的最大化及與建筑的一體化，本次項(xiàng)目為南偏西16°安裝，與水平面傾角為19度。圖2光伏組件安裝示意圖（安裝間距D計(jì)算省略）對(duì)于光伏發(fā)電的監(jiān)控、防雷接地、消防、對(duì)建筑/結(jié)構(gòu)/給排水/暖通空調(diào)等的相互提資可根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)參考正常工程設(shè)計(jì)即可，本文章不做說明?！究潋?yàn)收】一．分項(xiàng)驗(yàn)收：1.新建項(xiàng)目光伏發(fā)電施工前，需對(duì)屋面防水驗(yàn)收完成。2.既有項(xiàng)目光伏發(fā)電施工前，需對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)、電氣等進(jìn)行全面查驗(yàn)并方案論證。3.在光伏組件及方陣支架就位前，需完成支架、基座和框架的驗(yàn)收。4.在建筑管道井封口前，需進(jìn)行相關(guān)預(yù)留管線的隱蔽工程驗(yàn)收。5.在隱蔽工程隱蔽前，進(jìn)行施工工程質(zhì)量驗(yàn)收。二．在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)投產(chǎn)前，由具備相應(yīng)資質(zhì)的評(píng)估機(jī)構(gòu)進(jìn)行電能質(zhì)量檢測(cè)，并出具電能質(zhì)量評(píng)估報(bào)告。三．驗(yàn)收程序：首先，建設(shè)單位成立驗(yàn)收小組，進(jìn)行竣工驗(yàn)收。第一階段為土建和安裝驗(yàn)收；第二階段為并網(wǎng)驗(yàn)收。新建項(xiàng)目，光伏系統(tǒng)竣工后，進(jìn)行由建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位和供電部門等參與的專項(xiàng)驗(yàn)收。既有項(xiàng)目，光伏系統(tǒng)竣工后，進(jìn)行由建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位和供電部門等參與的聯(lián)合竣工驗(yàn)收?！酒渌f明事項(xiàng)】一．光