屋顶光伏设计方案.docx
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屋顶光伏设计方案
玛丽电缆股份有限公司
屋顶光伏方案
1、项目所在地基本情况
1.1建设用地整体情况
南渤区境处宁绍平原东端。
地形西北和中部为丘陵和平原间隔地区，其丘陵属天台山余脉，以太白山为起点，主山体向东走向，为南渤区主山区；另一条诸山总称灵峰山，基潜入海域，分布一群岛礁。
由灵峰山体相隔，山以西称长山平原，与鄞东平原连成一体，地表高程2-3米。
山以东为大碶、柴桥平原。
越柴桥之狮子岭、昆亭岭、庙岭和黄土岭为东南丘陵岛屿，称穿山半岛。
半岛南北两侧棋布大碶、梅山等岛屿20余座。
环海山间有峡谷平原，系洪积和海积形成。
冲积、坡洪积平原，分布在上傅、上阳等处，形成较宽广的山间谷地。
滨海湖沼平原，主要是大碶平原的高塘、大碶、霞浦一线以南地带，地势平坦、海拔平均2米左右。
滨海海积平原，主要是高塘、大碶、霞浦以北地带，大榭岛、梅山岛、穿山半岛有小面积分布。
玛丽电缆股份有限公司坐落于美丽的东海之滨----南渤港，是一家集科研、制造、工程服务于一体的国家级高新技术企业和国际性电缆服务商。
公司下设三大电线电缆制造基地，占地面积近15万平方米，公司拥有国内外一流的生产设备和检测装备，依托健全、严谨、卓越的管理体系，高压超高压交联电力电缆、中低压电力电缆、电器装备用电缆、特种电缆、军用稳相电缆等产品已广泛应用国家电网、南方电网、大型电厂、轨道交通、石油石化、航空航天、机场、钢铁、联合国维和建设等国内外重点工程领域。
强劲的创新能力，人成功实现产品转型升级，以高压直流电缆、轨道交通电缆、航空航天电缆为代表的新生代产品已成为二次腾飞的核心动力。
项目拟利用电缆股份有限公司现有一期车间，仓库，二期彩钢瓦屋顶，三期彩钢瓦屋顶和钢芯铝绞线车间建造分布式光伏电站。
光伏发电以“自发自用”为主。
厂区内建筑整体朝向以朝南为主，1#厂房屋面为彩钢瓦屋面，屋面倾斜坡度约为3度；
1.2太阳能资源条件
地处宁绍平原，纬度适中，属亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，冬夏季长达4个月，春秋季仅约2个月。
全市的多年平均气温16.4℃，极端气温最高38.6℃，最低-5.5℃，市年平均气温覆盖地区分布为北多南少、西部山区比平原少。
无霜期230～240天，作物生长期300天。
多年平均降水量1442.5mm，山地丘陵一般要比平原多三成，主要雨季有3～6月的春雨连梅雨和8～9月的台风雨和秋雨，主汛期5～9月的降水量占全年的60%。
连续多年平均日照时数1885.6小时。
每MW太阳能的年发电量在100万kWh左右，比较有利于太阳能项目的开发建设。
1、厂区具体负荷情况将根据下一阶段现场调研以及业主提供的数据进行分析与论证，以明确电气接入方案与设计。
2、电价参照省省市电网1-10kV大工业销售电价：
表1-1电价表
峰谷时刻电价
时间
时刻
价格（元）
22:
00-08:
00
谷
0.4486
08:
00-11:
00
峰
0.9326
11:
00-13:
00
谷
0.4486
13:
00-19:
00
峰
0.9326
19:
00-21:
00
尖
1.146
21:
00-22:
00
峰
0.9326
2、项目方案
2.1总体方案
综合太阳能的最大利用率和整体屋面利用率，在1#厂区拟采用平铺方式布置于彩钢瓦屋面。
本项目共布置功率为275Wp单晶的太阳光伏组件8668块，总容量2383.7kWp。
2.2光伏组件
太阳光伏组件的功率规格较多，从1Wp到280Wp国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛。
由于本工程为屋面光伏并网系统，故优先选用单位面积容量大的光伏组件，以减少占屋面面积，降低组件安装量。
通过市场调查，在目前技术成熟的大容量光伏组件规格中，初选的光伏组件容量为260Wp，其各技术参数比较如表2-1所示。
下一工作阶段，参数将根据建设方推荐产品、型号等意向进行适当修正。
表2-1光伏组件技术参数表
组件种类
单位
峰值功率
W
260
开路电压
V
38.1
短路电流
A
9.15
工作电压
V
31
工作电流
A
8.71
外形尺寸（mm×mm×mm）
mm
1640×992×40
重量
kg
18.5
峰值功率温度系数
%/℃
-0.413
开路电压温度系数
%/℃
-0.33
短路电流温度系数
%/℃
0.033
10年功率衰降
%
10
25年功率衰降
%
20
2.3光伏方阵布置
为避免光伏方阵以固定倾角安装后前后出现阴影遮挡，需要设置南北向前后方阵间合理间距。
设计目标为冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：
00到下午3：
00，组件之间南北方向无阴影遮挡。
太阳能光伏组件方阵前后安装时的最小间距D计算方法如图2-1所示：
图2-1光伏阵列南北最小间距示意图
1#厂房彩钢瓦屋面上光伏组件采用平铺方式布置，布置朝向为建筑物朝向布置,所以不考虑南北最小间距。
彩钢瓦屋顶光伏支架选用轻型铝合金导轨，该类型支架具有重量轻，抗风等级强，安装快捷、防腐蚀等特点，能够根据项目的具体特点量身定做，节约成本。
铝合金支架安装示意图如下：
图2-2光伏组件固定方式示意图
屋面构件和屋面设备对光伏组件会产生一定遮挡影响，本项目光伏方阵布置时将与以下构件留出距离：
1、南向和东西向女儿墙；
2、屋面暖通设备；
3、屋面给排水管道；
4、屋面伸缩缝等构件；
5.楼梯间。
表2-2厂房屋面光伏组件固定方式示意图
安装区域
光伏可利用区域面积（㎡）
屋面结构
屋面坡度（º）
光伏方位角（º）
光伏水平倾角（º）
光伏组件数量（块）
光伏接入容量（kWp）
一期厂房
8100
砼
±3°
朝南
22°
1584
411.84
一期仓库
2214
砼
±3°
朝南
22°
418
108.68
二期厂房
3024
彩钢瓦
0°
建筑朝向
屋面倾角一致
1188
308.88
三期厂房
5124
彩钢瓦
0°
建筑朝向
屋面倾角一致
1716
446.16
钢铝绞线车间
3426
彩钢瓦
0°
建筑朝向
屋面倾角一致
1056
232.32
总计
21888
5962
1550.12
图2-3一期厂房光伏组件布置示意图
图2-4仓库光伏组件布置示意图
图2-5二期厂房光伏组件布置示意图
图2-6三期厂房光伏组件布置示意图
图2-7钢铝绞线厂房光伏组件布置示意图
2.4电气接入方案
光伏发电系统主要由光伏组件、直流配电系统、并网逆变器、计量装置及交流配电系统组成。
太阳能通过光伏组件转化为直流电力，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，并入电网。
本期光伏发电工程为分布式光伏发电工程，以“自发自用”为主。
光伏发电单元与原电网的供电单元并列运行，当光伏发电单元投入或退出运行时，不影响原电网及厂区内供电系统的正常运行。
本项目总装机容量为1550.12kWp，拟采用10kV高压并网，共1个并网点，所发电量优先考虑自用，其余量上网。
上网与并网的节点分别安装相应的测量和计量装置。
另外，系统配置一套监控装置，可采用RS485或以太网的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。
最终电气配置方案将根据各个发电单元的实际光伏板布置以及发电情况进行调整、选择，并在下一个阶段工作中确定。
3、发电量与效益
根据光伏发电系统的构成以及光伏组件的光电转换特性，电站的发电量取决于太阳总辐射量及逆变器的转换效率，同时又受到多种因素影响，光伏发电站上网电量可按以下简化公式计算：
Ep=HA×PAZ×K
式中：
HA—水平面太阳能总辐照量（kWh/m2，与气象标准观测数据一致）；PAZ—光伏系统的安装容量，是光伏系统中太阳能组件标准输出功率的总和，kWp；K—综合效率系数。
综合效率系数K是考虑了包括：
光伏组件类型、光伏方阵的倾角、方位角、光伏发电系统可用率、光照利用率、逆变器效率、光伏组件表面污染、线缆损耗、光伏组件转换效率偏离等各种因素后的综合性的光电转换效率。
本项目所在地水平面太阳能总辐照量为1316.3kWh/m2，1#厂房屋面光伏安装总容量为1550.12kWp，综合效率系数取0.78，考虑光伏组件衰减后的平均年发电量为
145万kWh。
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