导读
2017年被认为是户用光伏系统爆发是增长元年,如今【jīn】光伏越来【lái】越火【huǒ】,但大多数小【xiǎo】伙伴对户用光伏系统【tǒng】的建造非【fēi】常【cháng】模【mó】糊。

这次小编将从组【zǔ】件【jiàn】、逆变【biàn】器、线缆【lǎn】、配电【diàn】柜的选型到整体【tǐ】设计方案和详细清单以及【jí】电【diàn】站收益预【yù】测全方面分享8kW光伏电站设计过程。

01项目地勘察

下图为浙【zhè】江【jiāng】嘉善【shàn】地区某农户自建住宅,南北朝向,在闲置【zhì】的【de】楼顶【dǐng】装上光【guāng】伏电站,选用的是300Wp的组件,经【jīng】过测算,楼【lóu】顶【dǐng】面积可以安装【zhuāng】30块组件。

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图1 现场图

02系统设计

组【zǔ】件的朝向、倾角【jiǎo】完全一致,分为三个【gè】相同的组串,每串【chuàn】10块【kuài】组件【jiàn】,接到逆【nì】变器的直流侧,如【rú】下图所示。

1、设计方案

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图2 系统设计原理图

2、材料清单表

根【gēn】据现场勘察结【jié】果和系统设【shè】计方案【àn】,选择系统安装需要的材料设备【bèi】,下【xià】表为该光伏系统所需材【cái】料清单【dān】列表。

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表1 材料清单列表

03材料设备的选择

1、光伏组件的选择

该用户希【xī】望装【zhuāng】机容量尽【jìn】量【liàng】大,故在设计时帮客【kè】户【hù】选择了300Wp的高效组【zǔ】件【jiàn】,该组件有着优异的低辐照性能【néng】,其【qí】技术参数如下:

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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【zǔ】件的型号和【hé】敷【fū】设的【de】数量计算得到9.0KWp(300Wp*30块)的装机容量。

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【mù】容量为9kWp且并网电压为220V,故选择单相【xiàng】三【sān】路【lù】GCI-1P8K-4G这款光伏逆变器,超配比为1.125倍。

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图4 GCI-1P8K-4G逆变器外观图

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表2 8kW逆变器电气参数

3、直流侧线缆选择

直【zhí】流线缆多【duō】为户外铺设,需要具备防【fáng】潮、防晒【shài】、防寒【hán】、防紫外线等【děng】性能,因此【cǐ】分布式光伏系统中的【de】直流线缆一般选【xuǎn】择光【guāng】伏认证的专用【yòng】线缆,考虑到直流【liú】插【chā】接件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。

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图5 光伏直流线缆图示

4、交流侧线缆的选择

交流线【xiàn】缆【lǎn】主要用于【yú】逆【nì】变器交【jiāo】流【liú】侧至交流汇流箱【xiāng】或交流【liú】并网柜【guì】,可选用YJV型电缆。长【zhǎng】距离铺设还要考虑到电压损失和载【zǎi】流量大小,8KW单相机交【jiāo】流线缆推荐使用YJV-3*10mm²。

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表3 交流线缆选型表

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图6 配电箱电气设计图

内部设备选型说明:

断路器

断路【lù】器的【de】一端接【jiē】逆变【biàn】器,一【yī】端接【jiē】电网侧【cè】;交流断路器一般选择逆变器【qì】最大交流输出电流的1.25倍以上【shàng】 ,8kW逆变器交流输出最大电【diàn】流为36.6A,即至少选择【zé】50A的断【duàn】路器。

熔断器

当浪涌保【bǎo】护器被雷电击穿失效,从而造成回【huí】路短路故【gù】障【zhàng】 ,为切断短【duǎn】路【lù】电流,需要【yào】在【zài】浪涌保护器加一【yī】组熔断【duàn】器,熔【róng】断器8kW户用光伏【fú】系统典型设计。

浪涌保护器

本项目选用限压型SPD,2P的【de】浪涌保【bǎo】护器,选【xuǎn】择规格【gé】Uc~385V,Imax≥20KA,In:≥10KA,Up≤1.5KV。

自复式过欠压保护器

过【guò】欠【qiàn】压保护器能够自动【dòng】检测线路电压【yā】,当【dāng】线路中过电压和欠电压超过【guò】规定值时能【néng】够自动【dòng】断开。本项目使用的自复式过【guò】欠压【yā】保护【hù】器规【guī】格为工作电压【yā】 AC 220V 50HZ,额定【dìng】电流50A, 过电压值 AC270±5V,欠电压值【zhí】AC170±5V,保护动作时间≤1s,延时接【jiē】通时间≤1min。

刀开关(隔离开关)

刀开关或【huò】隔离开关会【huì】有明显【xiǎn】的断开点【diǎn】,可【kě】以后【hòu】端检修和维护【hù】人员的安全。刀开关选择额【é】定电流为63A的刀闸【zhá】。

系统接线方式

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图7 组件逆变器接入方式

04系统安装施工

1、支架安装方案

本次项目为斜屋面【miàn】琉【liú】璃瓦屋顶,在安装【zhuāng】支架【jià】时一般采【cǎi】用【yòng】主支撑构件与琉【liú】璃瓦下层屋面固定,来支撑支架主梁及横梁,组件【jiàn】与横梁【liáng】之间采用铝合金压块压【yā】接。在安装过程中【zhōng】,务【wù】必要做好屋面【miàn】的【de】防水工作并【bìng】且合理【lǐ】的布置线缆【lǎn】。

第一步:移开琉璃瓦,用自攻螺钉将弯钩固定

第【dì】二步:用T型螺钉栓将导轨固定在弯钩上,然【rán】后用【yòng】中【zhōng】压块及边压块【kuài】将【jiāng】光伏组【zǔ】件固定在导轨上

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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

(防止损坏【huài】的发【fā】生),以尽可能【néng】减少线与线之【zhī】间、线与地之【zhī】间故障发生的【de】可能性。

➤安装时应检查所有连接的牢固性和极性

以减【jiǎn】少调试、运行和后期维护过程【chéng】中的故障风【fēng】险【xiǎn】和电弧发【fā】生的可能性。

➤光伏方阵应按使导电回路面积最小的方式布线

以降低雷电【diàn】导致的过电压值。光【guāng】伏组串【chuàn】正极【jí】和负极电缆应从同一侧【cè】平行敷设【shè】,参考下图所示【shì】的平行【háng】敷设【shè】方式。

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图9 横向排布接线方式

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图10 竖向排布接线方式

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图11 对向排布接线方式

3、直流线缆制作和接线

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图12 光伏直流线缆制作和接线工具

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图13 光伏直流线缆制作示图

注:为了确保直流【liú】连【lián】接器的【de】使用【yòng】寿命,请【qǐng】使用专业【yè】扭力扳手拧紧直流【liú】端子。(拧的【de】过紧端子内部可能产生裂痕)

4、交流线缆接线

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图14 交流线缆制作和连接示图

5、接地措施

地线是【shì】光伏系统正常【cháng】运行【háng】的关【guān】键,在房屋附近土层较厚、潮湿的地点,挖1.5m深坑根据供电公司要【yào】求,埋入50*5mm扁钢或【huò】者【zhě】φ12的【de】圆钢,添加降阻剂并引出地线,地线接到【dào】组件的支架【jià】上,同【tóng】时组件边【biān】框也【yě】必【bì】须接到支架【jià】上,接【jiē】地电阻应小于 4Ω。

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图15 系统接地示意图

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图16 现场系统实况图

05收益计算

1、发电量估算

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图17 浙江地区日照时数表

装机容量9kW,PR=80%,浙江【jiāng】地区的光照按照【zhào】全【quán】年每天【tiān】3.6小时计算,(参照——全【quán】国【guó】各省峰值日照时数),全年发【fā】电估【gū】计时间【jiān】为1326小【xiǎo】时,预估该项目首年发电量10512度。首年衰减为2.5%,25年末【mò】最低功【gōng】率【lǜ】为80%。

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表4 系统发电评估表

注:10年累计发电量9.9万【wàn】度电,25年累计发电量超过23万度【dù】电【diàn】。

2、实际应用案例

下面监控数据为一台按装在浙江省嘉兴市南【nán】湖区的8kW逆变器在【zài】9-21的【de】发电情况,通【tōng】过GPRS监控【kòng】看到【dào】在【zài】中午13:20出现最高【gāo】并【bìng】网功率7.08kW,累计日发电【diàn】量34.7度。当天【tiān】天气【qì】非常好,发【fā】电量正常。

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图18 系统实时并网功率

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图19 系统2017年12月发电概况

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图20 系统2018年1月发电概况

06结论

本文以8kW光伏【fú】系统设【shè】计为例,在装机容量尽可能大的前提下进行了光伏电站的各【gè】方面设计,包括相关设【shè】备的【de】选型、整体【tǐ】设计方【fāng】案、材【cái】料清单【dān】及发电量的收益计算,给后续光伏电站的【de】施工做了正确的引【yǐn】导,避免了【le】人力物【wù】力【lì】的浪【làng】费【fèi】,保证了光伏电站的【de】质【zhì】量和收益。

来源:锦浪科技