項目地勘察

下圖為浙江嘉善地區(qū)某農(nóng)戶自建住宅，南北朝向,，在閑置的樓頂裝上光伏電站,，選用的是300Wp的組件，經(jīng)過測算,樓頂面積可以安裝30塊組件,。

圖1 現(xiàn)場圖

系統(tǒng)設計

組件的朝向、傾角完全一致,，分為三個相同的組串,，每串10塊組件，接到逆變器的直流側(cè),，如下圖所示,。

1、設計方案

圖2 系統(tǒng)設計原理圖

2,、材料清單表

根據(jù)現(xiàn)場勘察結(jié)果和系統(tǒng)設計方案，選擇系統(tǒng)安裝需要的材料設備,，下表為該光伏系統(tǒng)所需材料清單列表,。

表1 材料清單列表

材料設備的選擇

1,、光伏組件的選擇

該用戶希望裝機容量盡量大,，故在設計時幫客戶選擇了300Wp的高效組件，該組件有著優(yōu)異的低輻照性能,，其技術參數(shù)如下：

圖3 300W組件參數(shù)

? 組件的主要參數(shù)Pm=300Wp;

Voc=39.8V, Vmpp=32.6V，Imp=9.19A,，Isc=9.77A,。

? 根據(jù)組件的型號和敷設的數(shù)量計算得到9.0KWp(300Wp*30塊)的裝機容量,。

根據(jù)裝機容量、組件實際排布情況來選擇合適的逆變器,。

2,、并網(wǎng)逆變器的選擇

該項目容量為9kWp且并網(wǎng)電壓為220V，故選擇單相三路GCI-1P8K-4G這款光伏逆變器,，超配比為1.125倍,。

圖4 GCI-1P8K-4G逆變器外觀圖

表2 8kW逆變器電氣參數(shù)

3,、直流側(cè)線纜選擇

直流線纜多為戶外鋪設，需要具備防潮,、防曬,、防寒、防紫外線等性能,，因此分布式光伏系統(tǒng)中的直流線纜一般選擇光伏認證的專用線纜,，考慮到直流插接件和光伏組件輸出電流，目前常用的光伏直流電纜為PV1-F 1*4mm2,。

圖5 光伏直流線纜圖示

4、交流側(cè)線纜的選擇

交流線纜主要用于逆變器交流側(cè)至交流匯流箱或交流并網(wǎng)柜,，可選用YJV型電纜,。長距離鋪設還要考慮到電壓損失和載流量大小，8KW單相機交流線纜推薦使用YJV-3*10mm2,。

表3 交流線纜選型表

圖6 配電箱電氣設計圖

內(nèi)部設備選型說明：

斷路器

斷路器的一端接逆變器,，一端接電網(wǎng)側(cè);交流斷路器一般選擇逆變器最大交流輸出電流的1.25倍以上 ,，8kW逆變器交流輸出最大電流為36.6A，即至少選擇50A的斷路器,。

熔斷器

當浪涌保護器被雷電擊穿失效,，從而造成回路短路故障 ，為切斷短路電流,，需要在浪涌保護器加一組熔斷器,，熔斷器8kW戶用光伏系統(tǒng)典型設計。

浪涌保護器

本項目選用限壓型SPD,，2P的浪涌保護器,，選擇規(guī)格Uc~385V，Imax≥20KA,，In：≥10KA,，Up≤1.5KV,。

自復式過欠壓保護器

過欠壓保護器能夠自動檢測線路電壓，當線路中過電壓和欠電壓超過規(guī)定值時能夠自動斷開,。本項目使用的自復式過欠壓保護器規(guī)格為工作電壓 AC 220V 50HZ,，額定電流50A, 過電壓值 AC270±5V，欠電壓值AC170±5V,保護動作時間≤1s,，延時接通時間≤1min。

刀開關(隔離開關)

刀開關或隔離開關會有明顯的斷開點,，可以后端檢修和維護人員的安全,。刀開關選擇額定電流為63A的刀閘。

系統(tǒng)接線方式

圖7 組件逆變器接入方式

系統(tǒng)安裝施工

1,、支架安裝方案

本次項目為斜屋面琉璃瓦屋頂，在安裝支架時一般采用主支撐構(gòu)件與琉璃瓦下層屋面固定,，來支撐支架主梁及橫梁,，組件與橫梁之間采用鋁合金壓塊壓接。在安裝過程中,，務必要做好屋面的防水工作并且合理的布置線纜,。

第一步：移開琉璃瓦，用自攻螺釘將彎鉤固定

第二步：用T型螺釘栓將導軌固定在彎鉤上,，然后用中壓塊及邊壓塊將光伏組件固定在導軌上

圖8 支架安裝方式

2、組件排布接線方案

光伏方陣的現(xiàn)場安裝,、排布和接線需要注意一下幾個問題：

光伏方陣應謹慎布線

(防止損壞的發(fā)生),，以盡可能減少線與線之間、線與地之間故障發(fā)生的可能性,。

安裝時應檢查所有連接的牢固性和極性

以減少調(diào)試,、運行和后期維護過程中的故障風險和電弧發(fā)生的可能性。

光伏方陣應按使導電回路面積最小的方式布線

以降低雷電導致的過電壓值,。光伏組串正極和負極電纜應從同一側(cè)平行敷設,，參考下圖所示的平行敷設方式。

圖9 橫向排布接線方式

圖10 豎向排布接線方式

圖11 對向排布接線方式

3,、直流線纜制作和接線

圖12 光伏直流線纜制作和接線工具

圖13 光伏直流線纜制作示圖

注：為了確保直流連接器的使用壽命,，請使用專業(yè)扭力扳手擰緊直流端子,。

(擰的過緊端子內(nèi)部可能產(chǎn)生裂痕)

5,、交流線纜接線

圖14 交流線纜制作和連接示圖

6,、接地措施

地線是光伏系統(tǒng)正常運行的關鍵,，在房屋附近土層較厚、潮濕的地點,，挖1.5m深坑根據(jù)供電公司要求,，埋入50*5mm扁鋼或者φ12的圓鋼，添加降阻劑并引出地線,，地線接到組件的支架上,，同時組件邊框也必須接到支架上，接地電阻應小于 4Ω,。

圖15 系統(tǒng)接地示意圖

圖16 現(xiàn)場系統(tǒng)實況圖

收益計算

1,、發(fā)電量估算

圖17 浙江地區(qū)日照時數(shù)表

裝機容量9kW，PR=80%,，浙江地區(qū)的光照按照全年每天3.6小時計算,，(參照——全國各省峰值日照時數(shù))，全年發(fā)電估計時間為1326小時,，預估該項目首年發(fā)電量10512度,。首年衰減為2.5%，25年末最低功率為80%,。

表4 系統(tǒng)發(fā)電評估表

注：10年累計發(fā)電量9.9萬度電，25年累計發(fā)電量超過23萬度電,。

2,、實際應用案例

下面監(jiān)控數(shù)據(jù)為一臺按裝在浙江省嘉興市南湖區(qū)的8kW逆變器在2017年12月08日的發(fā)電情況，通過GPRS監(jiān)控看到在中午13:20出現(xiàn)最高并網(wǎng)功率7.08kW,，累計日發(fā)電量34.7度,。當天天氣非常好，發(fā)電量正常,。

圖18 系統(tǒng)實時并網(wǎng)功率

圖19 系統(tǒng)2017年12月發(fā)電概況

圖20 系統(tǒng)2018年1月發(fā)電概況

結(jié)論

本文以8kW光伏系統(tǒng)設計為例,，在裝機容量盡可能大的前提下進行了光伏電站的各方面設計，包括相關設備的選型,、整體設計方案,、材料清單及發(fā)電量的收益計算,，給后續(xù)光伏電站的施工做了正確的引導，避免了人力物力的浪費,，保證了光伏電站的質(zhì)量和收益,。