75KW家庭并网设计方案 6Word格式.docx
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屋顶采用防水形式排布组件，组件数量30块。
屋顶现状如图1.1。
图1.1平面屋顶图
表1.1工程概况表：
项目名称
建筑竣工时间
10天
地理位置
越南河内
屋顶面积
屋顶有效面积:
60㎡
建筑物用途
住宅屋顶
项目峰瓦值
7350Wp
屋顶类型
平面屋顶
项目安装方式
建筑一体化防水结构
项目建设规模
本太阳能光伏电站设计装机容量7350Wp。
采用型号为245W多晶硅组件245Wp光伏组件30块，8块组件串联为1路，共计1路，11块组件串联为1路，共计2路采用，2KW和4.6KW并网逆变器各一台。
项目建筑类型
本项目工程建筑类型为在平面屋顶搭建一体化防水结构支架，形成规则的太阳能电池阵列，属于与屋顶结合的用户侧并网光伏发电项目。
能效分析
系统效率主要考虑的因素有：
灰尘、雨水遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗等等。
①光伏阵列效率η1:
光伏阵列在1000W/㎡太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比。
光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括:
组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响、最大功率点跟踪（MPPT）精度、以及直流线路损失等。
根据经验数据：
功率匹配损失小于2%；
灰尘影响损失小于2%；
太阳电池组件温度和最大功率点跟踪（MPPT）精度影响率：
3%；
直流线路损失:
应小于3%。
除去以上损失，光伏阵列效率η1=90.36%。
②逆变器的转换效率η2:
逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。
对于高效并网逆变器可取η2=97%。
③交流线损效率η3＝96％。
④非正常倾角:
η4=92%
系统总效率为η＝η1×
η2×
η3×
η4＝90.36%×
97%×
96％×
92%=77.4%。
预计发电量
表1.5.1第一年各月份平均发电量
月份
月平均发电量（Kwh）
一月份
427
二月份
443
三月份
628
四月份
676
五月份
788
六月份
759
七月份
789
八月份
782
九月份
729
十月份
650
十一月份
563
十二月份
518
第一年发电量
7752
图1.5.1第一年各月份发电量
该计算结果显示，该范项目第1年预计发电量约为7752KW•h，约为7752度电。
预计节能量
经初步计算，与相同发电量的火电相比，相当于平均每年节约：
标准煤：
年平均节约2.51t
二氧化碳：
年平均减排6.68t；
二氧化硫：
年平均减排0.05t；
氮氧化物：
年平均减排0.02t；
第2章技术设计方案
建筑维护体系结构
本项目实施建筑屋面为钢结构建筑一体化防水结构，综合考虑太阳能屋面的构造及固定要求，对于太阳照射角度合适并且太阳能辐射量最大，电池组件与屋面平行安装，倾角大约25度。
排水措施：
所有建筑屋面排水均采用自然排水。
防水措施：
所有屋面防水等级满足建筑防水要求，所有太阳能电池组件支架与屋面固定处采用相应的防水保护措施。
设计标准
IEC61215晶体硅光伏组件设计鉴定和定型
IEC6173O.l光伏组件的安全性构造要求
IEC6173O.2光伏组件的安全性测试要求
SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护—导则》
GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》
GB/Z19964-2005《光伏发电站接入电力系统的技术规定》
GB/T20046-2006《光伏系统电网接口特性》（IEC61727：
2004）
GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》
GB12325-2003《电能质量电力系统供电电压允许偏差》
GB／T14549-1993《电能质量公用电网谐波》
GB50057-2000《建筑物防雷设计标准》
DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》
GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》
DL/T404-2007《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》
国家电网发展（2009）747号《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（试行）》
设计原则
1．美观性
与建筑结合，美观大方。
在不改变原有建筑风格和外观的前提下，设计安装太阳能光伏阵列的结构和布局。
2．高效性
光伏系统在考虑的美观的前提下，在给定的安装面积内，尽可能高的提高光伏组件的利用效率，达到充分利用太阳能，提供最大发电量的目的。
3．安全性
设计的光伏系统应该安全可靠，不能给建筑物内的其他用电设备带来安全隐患。
尽可能的减少运行中的维修维护工作，同时应考虑到方便施工和利于维护。
4．太阳辐射量
为增加单位面积并网光伏电站的输出能量，我们根据情况最大限度的做到了避免太阳能电池板之间的相互遮挡；
避免房屋屋顶边缘、周围可能的建筑物以及其它障碍物对电池板的遮挡，保证所有太阳能电池板（组件）在9点~15点之间接受阳光。
5．电缆设计
为减小线路上的电压降损失，提高系统的输出能量，降低电缆上消耗的成本。
在设计中保证光伏组件至逆变器至并网交流配电箱的电力电缆保持在最合理距离，以减少电缆的使用量。
设计方案
设计原理
本屋顶光伏发电项目利用光电转换原理，通过太阳能电池组件将太阳能转换成直流电能，然后通过两相光伏并网逆变器将直流电能转换成可利用的二相交流电能。
如下为光伏设计原理示意图：
并网发电工作原理示意图
系统设备及光伏组件布置
系统主要设备配置
（1）太阳能电池组件：
采用245W多晶硅组件，共30块，装机容量7350Wp。
（2）并网逆变器：
整个项目采用2kW和4.6KW逆变器各1台。
（3）太阳能支架：
钢结构建筑一体化防水结构。
（4）配电设备：
采用光伏专用配电设备，交流配电箱具有防雷、隔离、过载、过热、短路、过压、欠压等保护功能。
整个项目总装机容量7350Wp，采用正向与建筑物平行，倾角约为25°
的安装方式。
并网逆变器、交流配电箱。
所有线缆通过线管走线.
设备选型设计
1、组件选型
本项目综合考虑光伏组件的性能、稳定性、性价比、安装方式、当地辐照特点等方面因素，采用多晶硅245Wp1650×
992mm，使用寿命25年。
组件各部分抗强紫外线（符合GB/T18950-2003橡胶和塑料管静态紫外线心能测定）；
线缆等应抗扭折和摩擦。
本项目选择的的电池组件特点为：
高转换效率、高质量，组件安装方便、快捷，被广泛应用在独立发电系统、并网发电系统、光伏水泵等许多领域的组件产品。
采用高标准的结构：
电池组件在恶劣的环境下，仍然保证较高转换效率。
详细参数见下表：
序号
项目
单位
技术参数
备注
1
太阳电池种类
多晶硅
2
光伏组件型号
156P-245
3
光伏组件尺寸结构
1650mm×
992mm×
40mm
4
光伏组件重量
kg
19
电参数
最大输出功率
Wp
245
最大功率偏差
±
3%
开路电压（Voc）
V
37.5
短路电流（Isc）
A
8.49
5
最佳工作电压
30.84
6
最佳工作电流
7.95
7
组件全面积光电转换效率
%
13.5
8
反向电流能力或组串直流保险规格
16
9
填充因素FF
0.74
10
典型I-V曲线
11
开路电压温度系数
%/K
-0.34
12
短路电流温度系数
+0.04
13
功率衰降
（1）
第1年功率衰降
≤2
前3年功率衰降
≤3.5
（2）
前10年功率衰降
≤10
（3）
25年功率衰降
≤20
极限参数
工作温度范围
℃
-40～+85
储存温度范围
通风、干燥、相对湿度小于60%，温度低于50℃
最大系统电压
1000VDC
最大抗风能力
Km/h
130
最大荷载能力
Pa
5400
封装参数
组件尺寸
长
1650mm
宽
992mm
高
安装尺寸
1020mm
946mm
重量
18.2
可靠性参数
平均无故障间隔时间（MTBF）
年
25
平均故障修复时间（MTTR）
小时
72
质保期
2、逆变器选型
光伏并网逆变器是光伏电站的核心设备之一，其基本功能是将光伏电池组件输出的直流电转换为交流电；
此外，它还有自动运行、自动停止功能、等。
本工程按照项目的实际装机容量7350Wp选择合理逆变器，根据装机容量确定逆变器型号为新电元2KW和4.6KW光伏并网逆变器各1台。
2KW光伏并网逆变器技术参数
4.6KW光伏并网逆变器技术参数
组件排布设计
本项目,7350kWp，详细组件排布图如下：
图2.4.1组件排布图
系统设计
本光伏系统装机容量为7350Wp，共计安装组件30块。
组件采用8块一串的形式1串，11块一串共计2串。
系统图如下：
图2.4.2电气图
并网方案
并网接入
整个屋顶电站所发电经逆变后汇入交流配电柜（逆变器和配电柜），交流配电柜中配备计量装置及断路器、防雷等电气设备。
电能计量仪表按照电力行业标准DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》及DL/T614-2007《多功能电能表》规定选择适用的电能表，并配套合适的电压和电流互感器，对上网电量、自用电电量进行检测计量，其选型、维护、运行均需满足相应国家或电力行业标准。
安全措施
1、防触电措施
每个太阳能电池组件的直流开路电压较低,但是若串联一定数量的太阳能电池组件，则会输出很高的直流电压，以下安全措施是防触电的有效对策：
作业时在太阳能电池组件表面铺设遮光板，遮挡太阳光。
戴好低压绝缘手套。
使用已有绝缘处理的工具。
不要在雨天作业（不但存在触电隐患，而且会因湿滑导致坠落事故）。
2、组件串联电缆的连接
一般的布线是指交流布线，而且负载并联接线工程占一半以上，而太阳能光伏发电系统的电气工程主要以直流布线工程为主，而且串联、并联的接线场合很多，因此对于极性要特别注意。
施工相关的标准：
为防止高电压和电流的产生，在连接电缆之前，可以先使用一块不透明材料将组件完全遮盖，然后再进行电缆连接。
不要接触组件带电的末端或电线。
但是，如果依据当地的安全法规，在操作过程中采取了适当的保护，上述的要求则是不必要的。
在安装时不要戴金属首饰。
使用被许可的绝缘工具。
在干燥的条件下进行安装，同时也确保所使用的工具的干燥。
组件主要被用在户外，在闪电时有被雷击的危险，接地电缆应该良好地连接到组件框架；
如支撑框架由金属制作，支撑框架的表面应该进行电镀处理，具有良好的导电性能。
接地电缆也应该良好地连接到金属材料的支撑框架上。
组件的接地电阻小于10欧姆。
3、同步闭环控制功能：
实时对外部电网的电压、相位、频率的信号进行采样并比较，始终保证逆变器输出与外部电网同步，电能质量稳定可靠，不会污染电网。
4、具有自动关闭与运行功能：
逆变器实时对外部电网的电压、相位、频率、直流输入及交流输出的电压、电流信号进行检测，当出现一切情况时会自动进行保护，断开交流输出；
当故障消失，电网恢复正常时，逆变器会进行检测并延时一定的时间后，才恢复交流输出并自动并网运行，可靠性能良好。
保护功能：
具有过压、失压、频率检测与保护、过载过流、漏电、防雷、自动隔离电网。
5、防孤岛保护：
光伏电站必须具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，其防孤岛保护应与电网侧线路保护相配合。
光伏电站的防孤岛保护必须同时具备主动式和被动式两种，应设置至少各一种主动和被动防孤岛保护。
主动防孤岛保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等；
被动防孤岛保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化率等。
结论
太阳能光伏建筑一体化发电系统，可以有效地利用建筑物屋顶，且在承重安全及渗漏方面等不会对建筑物造成任何损害，同时，无需占用宝贵的土地资源，这对于土地昂贵的城市尤为重要。
太阳能光伏发电系统可原地发电，原地使用，减少了电力输送的线路损耗。
由于太阳能电池板阵列一般安装在屋顶及墙面上直接吸收太阳能，因此太阳能光伏发电系统同时降低了墙面及屋顶的温升，减轻了建筑的空调负荷，降低了空调的能耗，太阳能光伏发电系统正是在白天用电高峰期供电，从而舒缓高峰电力需求。
太阳能发电作为国家乃至全球的战略性新型能源产业，对于低碳绿色能源的综合利用，降低企业及地区能耗有着非常重要的作用。
同时，从长远的角度看，太阳能将成为未来的重要的可再生能源，家庭安装可以自给自足同时余电上网。
另外，由于屋顶太阳能电池组件直接吸收太阳能发电，降低了屋顶的温度，减轻了建筑物的空调负荷，降低了空调能耗，对屋顶起到隔热作用。
。
综上所述，响应国家政策，利国、利民、利己，具有充分的可行性。
附表一、
货物名称
数量
太阳能组件
30
块
245Wp
并网逆变器2KW
台
并网逆变器4.6KW
交流配电箱
支架
套
电缆
配件
附表二、
屋顶载重情况一览表
车间名称
屋顶面积（㎡）
安装数量（块）
太阳能组件安装面积（㎡）
安装总重（kg）
每平方米负重（kg/㎡）
车间
60
51
25961
22
升级会员 