廣東益生科技光伏有限公司40KW分布式并網(wǎng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

深圳英利新能源有限公司廣東生益科技股份有限公司40KW分布式并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案深圳英利新能源有限公司2015年2月3日目錄1.項(xiàng)目概況 32、太陽(yáng)能資源概況 43、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 44、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 54.1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 54.1.1、總體布置 54.1.2光伏陣列布置圖 54.1.4、太陽(yáng)能性能參數(shù) 74.1.5組件外形及封裝尺寸圖 84.2、安裝支架設(shè)計(jì) 94.2.1材料分類 94.2.2支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型 104.3、逆變器設(shè)計(jì) 114.3.1逆變器選型分析 114.3.2逆變器技術(shù)參數(shù) 114.4、防雷接地系統(tǒng) 134.5數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊 145、項(xiàng)目材料清單及造價(jià)一覽表 156、效益分析 156.1、發(fā)電效益 156.2、節(jié)能減排效益 177.總結(jié) 181.項(xiàng)目概況項(xiàng)目地點(diǎn)位于廣東生益科技股份有限公司東莞松山湖廠區(qū)，擬在地下車庫(kù)上地面排布光伏陣列，接入房屋低壓側(cè)配電箱并網(wǎng)，可安裝40KW系統(tǒng)。整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)接入廠房配電箱380V低壓側(cè)，光伏發(fā)電量可通過(guò)配電箱內(nèi)外送至公共電網(wǎng)，外送電量由供電局按照脫硫燃煤上網(wǎng)電價(jià)收購(gòu)，同時(shí)光伏系統(tǒng)所發(fā)電量無(wú)論是樓房自用還是上網(wǎng)收購(gòu)，業(yè)主均可享受國(guó)家發(fā)放0.42元/度光伏發(fā)電補(bǔ)貼。項(xiàng)目所在地理位置概況如下表1：光伏屋頂?shù)乩砦恢酶艣r項(xiàng)目單位數(shù)量備注裝機(jī)容量KWp40維度（北緯）(°)22.96Google地球經(jīng)度（東經(jīng)）(°)113.89海拔高度m19.8最佳傾角有效日照小時(shí)數(shù)h3.98根據(jù)NASA氣象庫(kù)獲得水平面有效日照小時(shí)數(shù)h3.87地理位置：2、太陽(yáng)能資源概況東莞年平均氣溫為23.1℃，最冷的1月份平均氣溫仍達(dá)15.5℃，而7月份平均氣溫為29℃，年無(wú)霜期長(zhǎng)達(dá)346天，年均日照時(shí)數(shù)1873.7小時(shí)。停車場(chǎng)上方空地周圍無(wú)其他樹木遮擋的情況下，水平面年均日照有效時(shí)長(zhǎng)可達(dá)3.87小時(shí)，最佳傾角年均日照有效時(shí)長(zhǎng)達(dá)3.98小時(shí)（NASA太陽(yáng)能資源數(shù)表）。NASA太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)表：3、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介光伏并網(wǎng)系統(tǒng)原理圖如下，主要設(shè)備為太陽(yáng)能光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器，其他配件包括安裝支架、配電箱、直流交流電纜、斷路器、熔絲、防雷器等。太陽(yáng)能組件是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的核心設(shè)備，轉(zhuǎn)換效率在15%以上，供應(yīng)商保證壽命25年，保證25年內(nèi)組件功率輸出保持在80%以上，實(shí)際壽命可長(zhǎng)達(dá)50年以上。光伏并網(wǎng)逆變器是將組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)交流電的關(guān)鍵設(shè)備，逆變器的直流MPPT功率跟蹤模塊可跟蹤光伏組件的功率輸出，使實(shí)際發(fā)電量能夠最大程度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，目前大功率并網(wǎng)類逆變器轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到98%以上。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)原理圖4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)4.1.1、總體布置結(jié)合項(xiàng)目地址的實(shí)際情況，就近接入附近的公用電網(wǎng)。光伏組件采用20串8并的方式，通過(guò)1臺(tái)40KW組串式逆變器并入電網(wǎng)，具體接入方案以電網(wǎng)接入方案為準(zhǔn)。4.1.2光伏陣列布置圖考慮地面所在地的地理位置概況，及空地的設(shè)施遮擋情況，我們對(duì)地面空地進(jìn)行了初步的陣列排布，初步計(jì)算可裝機(jī)容量為40KWp。組件排列效果圖如下所示：4.1.3、光伏系統(tǒng)布置效果圖分布式光伏地面電站安裝后效果可參照以下工程實(shí)例：4.1.4、太陽(yáng)能性能參數(shù)（1）安裝容量本項(xiàng)目光伏組件安裝所在地，采用熱浸鍍鋅碳鋼支架架高固定。使用深圳英利SZYL-250-30型號(hào)的250W多晶光伏組件160片，總裝機(jī)容量為40kWp。本光伏組件產(chǎn)品獲得IEC61215和IEC61730證書，以及金太陽(yáng)、TUV、UL和JET認(rèn)證等。英利組件因其一致的優(yōu)良品質(zhì)得到全球同行的廣泛認(rèn)可，2012~2013年連續(xù)成為全球光伏組件出貨量第一的光伏供應(yīng)商，贏得了全球市場(chǎng)。（2）技術(shù)參數(shù)SZYL-P250-30型號(hào)組件技術(shù)參數(shù)如下表3：表3測(cè)試條件Am1.5，Ee=1000W/m2，C=25oC±2o電氣參數(shù)組件規(guī)格型號(hào)SZYL-P250-30電池片材質(zhì)多晶硅電池片數(shù)量60片連接形式串聯(lián)峰值功率Pm250峰值電壓VPm30V峰值電流IPm8.33A開路電壓VOC37.5V短路電流ISC9.08A組件效率15.3%機(jī)械特性尺寸（H*W*D）1650*990*50重量19.5Kg面積1.6m2溫度系數(shù)峰值功率TK-0.45%/℃開路電壓TK-0.33%/℃短路電流TK+0.06%/℃其它參數(shù)最大系統(tǒng)電壓V1000溫度范圍-45℃~+85℃抗風(fēng)力130Km/h①電池片的額定溫度46±2℃說(shuō)明：我公司的組件測(cè)試條件均在符合GB/T6495.1-1996標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)模擬器，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下（電池溫度：25±2℃，幅照度：1000W/㎡，標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜幅照度符合GB/T6495.3-1996規(guī)定）進(jìn)行。絕緣試驗(yàn)、溫度系數(shù)的測(cè)量、額定工作溫度的測(cè)量、額定工作溫度下的性能、低幅照度下的性能、室外曝露試驗(yàn)、熱斑耐久實(shí)驗(yàn)、紫外試驗(yàn)、熱循環(huán)試驗(yàn)、濕-冷試驗(yàn)、濕-熱試驗(yàn)、引線端強(qiáng)度試驗(yàn)、扭曲試驗(yàn)、機(jī)械載荷試驗(yàn)、冰雹試驗(yàn)均嚴(yán)格按符合GB/T9535-1998規(guī)定的條件進(jìn)行。4.1.5組件外形及封裝尺寸圖4.2、安裝支架設(shè)計(jì)4.2.1材料分類光伏支架從選用材料上可分為鋼材型和鋁材型支架，鋼材型支架通常使用Q235B鋼材，表面熱浸鍍鋅55-80μm，鋁材型支架主要使用6063T6鋁合金，表面采用陽(yáng)極氧化采用陽(yáng)極氧化5-10μm。鋁合金型材質(zhì)量輕、外表美觀、防腐蝕性能極佳，一般用于對(duì)承重有要求的屋頂電站、強(qiáng)腐蝕環(huán)境，如彩鋼板屋頂、化工廠電站等，采用鋁合金支架則會(huì)有更好的效果。（2）鋼材強(qiáng)度高、承受荷載時(shí)撓度變形小，一般用于普通情況下的電站或用于受力比較大的部件。（3）造價(jià)方面：一般情況下，基本風(fēng)壓在0.6kN/m2，跨度在2m以下，鋁合金支架造價(jià)為鋼結(jié)構(gòu)支架的1.3-1.5倍。在小跨度體系中，（如彩鋼板屋頂）鋁合金支架與鋼結(jié)構(gòu)支架造價(jià)相差比較小，并且在重量方面鋁合金比鋼支架要輕很多，所以非常適合用于屋頂電站。在大風(fēng)地區(qū)、跨度要求比較大采用鋼支架在經(jīng)濟(jì)上有明顯的效益。4.2.2支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型綜臺(tái)本項(xiàng)目40kWp光伏系統(tǒng)所在地理位置、后期維護(hù)及投資成本考慮，組件建議選用固定安裝方式，以最佳傾角22度方式制作水泥墩光伏支架，采用2行5列的排布方式，前后間距1.42米。使用熱浸鍍鋅碳鋼材料，配臺(tái)混泥土基礎(chǔ)、鋁導(dǎo)軌支架等結(jié)構(gòu)部件將組件固定在地面上。安裝示意圖如圖所示：4.3、逆變器設(shè)計(jì)4.3.1逆變器選型分析光伏系統(tǒng)中，逆變器作為電氣設(shè)備中最重要的部件，擁有至關(guān)重要的地位。目前來(lái)說(shuō)逆變器分為兩種類型：組串型逆變器和集中型逆變器，組串型逆變器的明顯區(qū)別是容量較小，一般為3kW到30kW，集中型多為100kW以上（目前多為100kW、250kW、500kW、1MW規(guī)格）。過(guò)去組串型逆變器用于小型光伏系統(tǒng)，如民用戶，集中型逆變器用于大型光伏系統(tǒng)。近年來(lái)組串型逆變器也在大型電站中應(yīng)用，最重要的原因是組串型逆變器的發(fā)電量更高，可比集中型逆變器發(fā)電量多達(dá)5%~10%，因?yàn)榻M串型逆變器具有更多的MPPT功率追蹤模塊，有效降低組件不匹配損失和陰影損失，而集中型逆變器的優(yōu)勢(shì)在于其成本更低，集中在逆變器房，管理方便，受逆變器房保護(hù)，對(duì)IP防護(hù)等級(jí)要求低。本項(xiàng)目預(yù)選用古瑞瓦特40KW組串式光伏并網(wǎng)逆變器，最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到98.2%，2-4路MPPT。能適應(yīng)復(fù)雜的地面環(huán)境，提升發(fā)電量。逆變器為25年設(shè)計(jì)使用壽命，年可用率高達(dá)99.7%，擁有業(yè)界最高防雷等級(jí)，內(nèi)置交直流防雷模塊。產(chǎn)品符合中國(guó)金太陽(yáng)認(rèn)證、歐盟CE、意大利Enel-GUIDA和CEI0-21認(rèn)證，完全保證施工及配電操作的電氣安全。4.3.2逆變器技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)如下表：40KW組串逆變器實(shí)物圖4.4、防雷接地系統(tǒng)太陽(yáng)能光伏電站為三級(jí)防雷建筑物，太陽(yáng)能系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)，滿足雷電防護(hù)分區(qū)、分級(jí)確定的防雷等級(jí)要求。防雷和接地涉及到以下的方面：（可參考GB50057-94《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》）避免將光伏電站建在雷電易發(fā)生的和易遭受雷擊的位置；防止直擊雷：方陣支架全部為鋼結(jié)構(gòu)，連接件也為不銹鋼螺栓連接，組件邊框?yàn)殇X合金，將組件邊框與支架鋼結(jié)構(gòu)連接，再連接到建筑避雷帶，并與整個(gè)建筑暗網(wǎng)連接，利用建筑接地體將雷電流引入地下。所有接地都連接在一個(gè)接地體上，接地電阻滿足其中的最小值，不允許設(shè)備串聯(lián)后再接到接地干線上。光伏電站對(duì)接地電阻值的要求較嚴(yán)格，因此要實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),采用復(fù)合接地體，接地機(jī)的根數(shù)以滿足實(shí)測(cè)接地電阻為準(zhǔn)?？偟膩?lái)講，光伏系統(tǒng)的接地包括以下方面：(1）地線是避雷，防雷的關(guān)鍵。在進(jìn)行配電室基礎(chǔ)建設(shè)和太陽(yáng)電池方陣基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)．造擇電廠附近土層較厚、潮濕的地點(diǎn)。挖l～2米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線。引出線采用35mm2銅芯電纜，接地電阻應(yīng)小于4歐姆。(2)直流側(cè)防雷措施：電池支架應(yīng)保證良好的接地。太陽(yáng)能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱。匯流箱內(nèi)含高壓防雷器保護(hù)裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經(jīng)過(guò)多級(jí)防雷裝置可有效地避免雷擊導(dǎo)致設(shè)備的損壞。(3)交流側(cè)防雷措施：每臺(tái)逆變器的交流輸出經(jīng)交流防雷柜(內(nèi)含防雷保護(hù)裝置)接入電網(wǎng)，可有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導(dǎo)致設(shè)備的損壞，所有的機(jī)柜要有良好的接地。4.5數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊1)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)擬在光憂并網(wǎng)逆變器內(nèi)裝設(shè)電流傳感器和電壓傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量太陽(yáng)能電池方陣的峰值電壓和峰值電流，變流輸出電壓和變流輸出電流。SRC(數(shù)據(jù)采集控制器)可時(shí)時(shí)讀取逆變器的測(cè)量數(shù)持號(hào)(vpv、Ipv、Ppv、vac、Iac、Pac)，通過(guò)計(jì)算可以得到整個(gè)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的累積發(fā)電量，當(dāng)天累積發(fā)電量以及整個(gè)系統(tǒng)瞬時(shí)功率。數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)顯示界面示意圖2)數(shù)據(jù)通訊在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器和SBC數(shù)據(jù)采集控制器中都配有RS485通訊適配器，SBC和逆變器通過(guò)通訊適配器都掛在RS485總線上，從而實(shí)現(xiàn)SBC實(shí)時(shí)讀取逆變器的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和故障信息。上位機(jī)通過(guò)獲取SBC讀取的測(cè)量數(shù)據(jù)，從而了解逆變器的測(cè)量的參數(shù)，通過(guò)專業(yè)監(jiān)控軟件可以計(jì)算出太陽(yáng)能電池方陣的峰值功率和交流輸出功率，同時(shí)可以積分計(jì)算每天累計(jì)發(fā)電量，同時(shí)變換格式可供外部顯示。5、項(xiàng)目材料清單及造價(jià)一覽表主要設(shè)備性能參數(shù)單位備注太陽(yáng)能組件深圳英利250w多晶組件160塊組件支架熱浸鍍鋅碳鋼支架及水泥墩結(jié)構(gòu)1套逆變器古瑞瓦特組串并網(wǎng)逆變器1套監(jiān)控系統(tǒng)1套接地防雷裝置1套光伏電纜根據(jù)實(shí)際測(cè)算直流電纜根據(jù)實(shí)際測(cè)算光伏連接器根據(jù)實(shí)際測(cè)算交流電纜根據(jù)實(shí)際測(cè)算交流配電箱1套安裝配件線管，螺栓，扎帶等1套設(shè)計(jì)圖紙組件安裝圖、電氣連接圖、設(shè)備布置圖等1套包裝運(yùn)輸費(fèi)用技術(shù)指導(dǎo)費(fèi)用總報(bào)價(jià)400000RMB（此為初步報(bào)價(jià)，具體以設(shè)計(jì)圖紙及施工工程量清單為準(zhǔn)）6、效益分析6.1、發(fā)電效益本項(xiàng)目系統(tǒng)總效率約80%（包含組件效率損失、低壓匯流及逆變損失、交流并網(wǎng)效率損失后的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換總效率），組件水平鋪設(shè)后年平均每日有效時(shí)長(zhǎng)為3.98h。組件效率逐年衰減，年衰減效率在0.8%以內(nèi)，以0.8%計(jì)，按照國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的相關(guān)規(guī)定，國(guó)家補(bǔ)貼為為0.42元/KWh，工業(yè)用電電價(jià)為0.9元/KWh（東莞企業(yè)工業(yè)用電價(jià)格）。本項(xiàng)目發(fā)電收益為1.32元/KWh。整個(gè)系統(tǒng)年發(fā)電效益估算為如下：年份組件功率及

系統(tǒng)效率衰減年發(fā)電量

(kWh/year)收益

(萬(wàn)元)電站盈利

(萬(wàn)元)0100.00%199%45212.115.97-34.03297.80%44217.455.84-28.20397.10%43900.965.79-22.40496.40%43584.485.75-16.65595.70%43267.995.71-10.94695.00%42951.515.67-5.27794.30%42635.025.630.36893.60%42318.545.595.95992.90%42002.055.5411.491092.20%41685.575.5016.991191.50%41369.085.4622.461290.80%41052.605.4227.871390.10%40736.115.3833.251489.40%40419.635.3438.591588.70%40103.145.2943.881688.00%39786.665.2549.131787.30%39470.175.2154.341886.60%39153.695.1759.511985.90%38837.205.1364.642085.20%38520.725.0869.722184.50%38204.235.0474.762283.80%37887.755.0079.772383.10%37571.274.9684.732482.40%37254.784