2017年被认为是户用光伏系统【tǒng】爆发是增长元年，如【rú】今光伏越来越【yuè】火，但大多数小伙伴对户用【yòng】光伏系统的建造非常【cháng】模糊。这次小编将从组件、逆变器、线缆【lǎn】、配【pèi】电柜的选型到【dào】整体设计方【fāng】案和详【xiáng】细清单以及电站收益【yì】预【yù】测全【quán】方面分享8kW光伏电站设计过程。
1项 目 地 勘 察
下图为浙江嘉【jiā】善【shàn】地区【qū】某农【nóng】户自建住宅【zhái】，南北朝向，在闲置的楼顶【dǐng】装【zhuāng】上光伏电站，选用的是300Wp的组件，经过测算,楼【lóu】顶面积可【kě】以【yǐ】安装30块【kuài】组【zǔ】件。
▲图1 现场图
2系 统 设 计
组件的【de】朝向【xiàng】、倾角完全一致，分为三【sān】个相【xiàng】同的【de】组串，每串10块【kuài】组件，接到【dào】逆变器的直【zhí】流侧，如下图所示。
1、设计方案
▲图2 系统设计原理图
2、材料清单表
根【gēn】据【jù】现场勘察结果和系统设【shè】计方案【àn】，选【xuǎn】择系统安装需要【yào】的材料设备，下表【biǎo】为该光伏系统所需材【cái】料清单列表。
▼表1 材料清单列表
3材 料 设 备 的 选 择
1、光伏组件的选择
该用【yòng】户希【xī】望装【zhuāng】机容量尽量大，故在【zài】设【shè】计时【shí】帮客户选择【zé】了300Wp的【de】高效组件，该组件有着优异的低辐照性能，其技术参数如下：
▲图3 300W组件参数
➀ 组件的主要参数Pm=300Wp；
Voc=39.8V, Vmpp=32.6V，Imp=9.19A，Isc=9.77A。
➁ 根【gēn】据组件的型【xíng】号和敷设的数量计【jì】算得【dé】到【dào】9.0KWp（300Wp*30块）的装机容量【liàng】。
根据装机容量、组件实际排布情况来选择合适的逆变器。
2、并网逆变器的选择
该项目容量为9kWp且【qiě】并【bìng】网电压【yā】为220V，故选择单【dān】相【xiàng】三路GCI-1P8K-4G这款光伏逆变器，超配比为1.125倍。
▲图4 GCI-1P8K-4G逆变器外观图
▼表2 8kW逆变器电气参数
3、直流侧线缆选择
直【zhí】流线缆多为户外铺设，需要具备防潮、防【fáng】晒、防寒、防紫外【wài】线【xiàn】等性能，因此分布式光伏系统【tǒng】中的直流线缆一般选【xuǎn】择光【guāng】伏认证的专用线缆【lǎn】，考虑到直流插接【jiē】件【jiàn】和光伏组件输出电流，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F 1*4mm²。
▲图5 光伏直流线缆图示
4、交流侧线缆的选择
交流线缆主【zhǔ】要用于逆变器交【jiāo】流侧至【zhì】交【jiāo】流【liú】汇【huì】流【liú】箱或交流【liú】并网柜，可选用YJV型【xíng】电缆。长距离铺【pù】设还要考虑到电压损失和载流量【liàng】大小【xiǎo】，8KW单相机交流【liú】线缆推荐使用YJV-3*10mm²。
▼表3 交流线缆选型表
▲图6 配电箱电气设计图
内部设备选型说明：
断路器
断路器【qì】的一【yī】端接逆变器【qì】，一端【duān】接电网侧【cè】；交流断路器一般选择逆【nì】变器最大交流【liú】输出电流【liú】的【de】1.25倍以【yǐ】上 ，8kW逆变器交流输出最大电流为36.6A，即至少【shǎo】选择【zé】50A的【de】断路器。
熔断器
当浪涌【yǒng】保【bǎo】护器被雷电击穿失效【xiào】，从而造成回路短路故障 ，为切【qiē】断短路【lù】电流【liú】，需要在浪涌【yǒng】保护器加【jiā】一组熔断器【qì】，熔【róng】断器8kW户用光伏系统典型设计。
浪涌保护器
本项【xiàng】目【mù】选用【yòng】限压型SPD，2P的浪涌保护器，选择规格Uc~385V，Imax≥20KA，In：≥10KA，Up≤1.5KV。
自复式过欠压保护器
过欠压【yā】保护器能够【gòu】自动检测【cè】线路电压【yā】，当线路中过电压和欠电压超过规定值时【shí】能够自动断开。本项目使用【yòng】的自复【fù】式过欠压保护器【qì】规【guī】格【gé】为【wéi】工作电压【yā】 AC 220V 50HZ，额定【dìng】电流50A, 过电压值 AC270±5V，欠电压【yā】值AC170±5V,保护动作时间≤1s，延【yán】时接通时间≤1min。
刀开关（隔离开关）
刀开关或隔【gé】离开关会有明【míng】显的断开【kāi】点【diǎn】，可以【yǐ】后端检【jiǎn】修和维护【hù】人【rén】员的安全。刀开关选择额定电流为63A的刀闸。
系统接线方式
▲图7 组件逆变器接入方式
4 系 统 安 装 施 工
1、支架安装方案
本次【cì】项目为斜屋面琉璃瓦屋顶【dǐng】，在安装【zhuāng】支【zhī】架时一般采【cǎi】用主支撑【chēng】构件与琉璃瓦下层屋面固【gù】定，来【lái】支撑支架主梁【liáng】及横梁，组件与横【héng】梁之间采用铝合【hé】金压块压接。在安装过程中【zhōng】，务必要做好屋面的【de】防水工作并且合【hé】理的布置线缆。
第一步：移开琉璃瓦，用自攻螺钉将弯钩固定
第【dì】二步【bù】：用T型螺钉栓将导轨固【gù】定在弯钩【gōu】上，然后用中压块及【jí】边压块将光【guāng】伏【fú】组件固定在导【dǎo】轨上
▲图8 支架安装方式
2、组件排布接线方案
光伏方阵的现场安装、排布和接线需要注意一下几个问题：
➤光伏方阵应谨慎布线
（防【fáng】止损坏的发生），以尽【jìn】可能减少线与线之【zhī】间、线【xiàn】与地之间故【gù】障发生的【de】可能性。
➤安装时应检查所有连接的牢固性和极性
以减少调【diào】试、运行和后期维护过程中的故【gù】障【zhàng】风【fēng】险和【hé】电弧发生的【de】可能性。
➤ 光伏方阵应按使导电回路面积最小的方式布线
以降【jiàng】低雷电导【dǎo】致的过电压值。光伏组串正【zhèng】极和负极【jí】电缆应【yīng】从同一侧平行敷【fū】设【shè】，参考下图所示的平行敷【fū】设【shè】方式。
▲图9 横向排布接线方式
▲图10 竖向排布接线方式
▲图11 对向排布接线方式
3、直流线缆制作和接线
▲图12 光伏直流线缆制作和接线工具
▲图13 光伏直流线缆制作示图
注：为了确保直流【liú】连接【jiē】器的使用寿命，请【qǐng】使【shǐ】用专业扭【niǔ】力【lì】扳手拧紧直流端子。
（拧的过紧端子内部可能产生裂痕）
5、交流线缆接线
▲图14 交流线缆制作和连接示图
6、接地措施
地线【xiàn】是光【guāng】伏系统正常【cháng】运行【háng】的关键，在【zài】房屋附【fù】近土【tǔ】层较厚、潮【cháo】湿的地点，挖【wā】1.5m深坑根据供电公司要求，埋入50*5mm扁钢【gāng】或者φ12的圆钢，添【tiān】加降阻【zǔ】剂并引出地线【xiàn】，地线接到组件的【de】支【zhī】架上，同时组件边框也必【bì】须接到支架上，接地电阻【zǔ】应小于 4Ω。
▲图15 系统接地示意图
▲图16 现场系统实况图
5收 益 计 算
1发电量估算
▲图17 浙江地区日照时数表
装【zhuāng】机容量9kW，PR=80%，浙江地区的光照按照【zhào】全【quán】年每天3.6小时计【jì】算，（参照——全【quán】国各省【shěng】峰值日照【zhào】时【shí】数），全年发电估计时间为【wéi】1326小时，预估该项目首年发电【diàn】量10512度。首【shǒu】年衰减为【wéi】2.5%，25年末最低功率为【wéi】80%。
▼表4 系统发电评估表
注：10年累计发电量9.9万【wàn】度电，25年累计发电量超【chāo】过23万【wàn】度电。
2实际应用案例
下【xià】面监控数据为一【yī】台按装在浙江省嘉兴市南【nán】湖区的8kW逆变器【qì】在【zài】9-21的发电【diàn】情况【kuàng】，通【tōng】过【guò】GPRS监【jiān】控看到在中【zhōng】午13:20出现最高并网功率7.08kW，累计日发电【diàn】量34.7度。当天天气非常【cháng】好，发电量正常。
▲图18 系统实时并网功率
▲图19 系统2017年12月发电概况
▲图20 系统2018年1月发电概况
6结 论
本文以【yǐ】8kW光伏系【xì】统设计为例，在装机容量尽可能【néng】大的前提下进【jìn】行了光伏电站的各【gè】方【fāng】面设【shè】计，包括【kuò】相关设备的【de】选型【xíng】、整体设计方案、材料清单及发【fā】电量的收益计【jì】算【suàn】，给【gěi】后续光伏电站的施工做了正确的【de】引导，避免了【le】人力物力的浪费，保证了【le】光伏电站的【de】质【zhì】量【liàng】和【hé】收益。
来源：锦浪科技
