高档别墅2KW光伏方案.doc

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高档别墅2KW光伏

发电系统

一、建设光伏发电系统的意义

“十二五”期间，我国将重点发展光伏发电技术，着力提高技术水平；实现我国从光伏产业大国向光伏产业强国的迈进；促进光伏发电从补充能源、替代能源逐步向主要能源、主导能源的战略转型。

目前国家电网和国家能源部正在大力促进光伏发电等新能源发电行业，支撑分布式新能源并网发电事业。

光伏发电既可以自发自用，也可以余电上网，实现绿色电力生产，达到节能减排目标。

二、项目概况

项目安装2000W多晶硅电池组件，使用2KW并网逆变器组成并网发电系统，电量可优先供家庭负载使用，余量在输送给国家电网，光伏发电电能质量安全可靠，完全满足电网要求，不会对其电网产生不良影响。

本2KW发电系统拟建设在别墅屋顶上，采用平铺与屋顶倾斜面的安装方式。

2.1项目地理位置及环境

项目位于舒城万佛湖旁别墅群，地处江淮之间，大别山东脉，距省城合肥80公里，舒城县城24公里，地理坐标北纬31.31°，东经116.77°，海拔高程151m米属北亚热带湿润季风气候区，四季分明，雨量充沛，光照充足，光、热资源丰富，详细资料见下表：

月

空气温度

相对湿度

每日的太阳辐射-水平线

大气压力

风速

地面温度

℃

%

kWh/m2/d

kPa

m/s

℃

一月

2.8

78.6%

2.66

100.9

1.1

4.1

二月

4.8

76.2%

2.94

100.7

1.3

6.5

三月

9.2

76.8%

3.44

100.3

1.6

10.8

四月

16.1

74.7%

4.26

99.7

1.7

17.6

五月

21.4

75.6%

4.54

99.3

1.5

22.1

六月

24.5

80.5%

4.63

98.8

1.4

25.3

七月

27.6

81.2%

4.66

98.7

1.5

27.2

八月

26.6

83.5%

4.39

98.9

1.3

26.3

九月

22.1

82.3%

3.86

99.6

1.1

23.0

十月

16.6

80.9%

3.19

100.3

1.0

18.2

十一月

10.2

78.6%

2.91

100.7

1.0

12.0

十二月

4.8

76.7%

2.56

101.0

1.1

6.2

年平均数

15.6

78.8%

3.67

99.9

1.3

16.6

测量于（m）

10.0

0.0

表1-1全年的地理气候信息（来源于NASA气象资料）

2.2供电技术条件

工作电压：

单相AC220V/50Hz

发电类型：

太阳能光伏并网发电，自发自用余量上网

阵列容量：

2000W

逆变器额定功率：

2000W

2.3太阳能安装区域选择

组件铺设于屋顶倾斜面上，朝向为正南或南偏东西方，具体安装角度根据别墅屋顶而定，其中两套别墅如下。

图2-1别墅样图

（1）

图2-2别墅样图

（2）

三、光伏并网发电系统设计

3.1系统原理

系统采用太阳能组件型号为JAP6（BK）60-250/3BB（250W），共8块，配置一台2000W光伏并网逆变器，以及配电箱（含计量）和通讯模块（可选配），系统总容量为2000W。

太阳能组件发出的直流电经过逆变器，逆变成交流电，再经过配电箱后直接并入用户侧220V低压电网。

配电箱内置断路器、防雷器以及双向电能计量表，发电系统产生的电优先供给负载使用，多余电量通过双向电能计量表后送入电网，产生卖电收益。

图3-1家庭光伏发电示意图

图3-2系统电气连接图

3.2设计方案

3.2.1组件安装方式

本项目别墅屋顶为倾斜面屋顶，按照屋顶倾角平铺方式安装。

即将太阳能板平行安装于斜屋顶上，采用铝合金挤压导轨，斜装卡件，卡块和各种各样的屋顶挂钩能够被高度预装从而使安装简便快捷，节省人力成本和安装时间。

定制的长度可以消除现场焊接和切割的必要，所有的结构零件均为高强度不锈钢和阳极氧化铝合金从而保证了安装地点的高防腐性，结构强度及美观性。

图3-3安装方式图

图3-4安装效果图

3.2.2光伏阵列布置

根据别墅屋顶倾斜度安装组件，以B型别墅为例，其朝南屋顶倾斜度为27°，组件长度1.65m，宽0.99m，俯视水平投影长度为1.47m，宽0.99m，4块组件并排摆放，前后2排，共8块组件，组件间距10mm，总投影占地面积=3.99x2.95=11.77m2,根据别墅屋顶的面积，结合所选太阳能电池组件型号的尺寸，作了以下排布：

图3-5组件屋顶铺设图

2.2.3电站功率分布设计

在屋顶可安装区域内，采用平铺固定安装方式。

太阳能电池型号为JAP6（BK）60-250/3BB，共8块，总容量为2KW。

太阳能组件采用8串的方式接入一台2KW并网逆变器，逆变器输出通过低压配电箱直接并入用户所在低压用电网。

3.2.4主要设备选型

（1）组件

本项目拟采用晶澳太阳能产品中的主流型号：

功率250W多晶硅电池组件。

该组件的性能参数如下表所示：

表3-1晶澳太阳能250W多晶硅电池组件性能参数

型号

JAP6（BK）60-250/3BB

最大功率，Pmax

250W

开路电压，Voc

37.54V

最佳工作电压，Vmp

29.98V

短路电流，Isc

8.84A

最佳工作电流，Imp

8.34A

组件转换效率

15.29%

最大系统电压

1000VDC（IEC）/600VDC（UL）

熔丝电流

15A

工作温度

-40~85℃

组件尺寸

1650×991×40mm

重量

18.5kg

接线盒

防护等级IP67

线缆截面积

4mm2

连接器

MC4兼容接头

最大功率温度系数

-0.45%/℃

开路电压温度系数

-0.33%/℃

短路电流温度系数

0.062%/℃

选用的组件已通过信息产业部化学物理电源产品质量监督检测中心检测、CE认证、UL认证、VDE认证、CQC认证及Intertek认证。

（2）并网逆变器

并网逆变器是光伏并网系统的控制核心，对太阳能产生的电流进行转换与控制的设备。

户用型光伏并网逆变器输出的功率等级范围通常为1KW~30KW或者几十千瓦以下，这类的逆变器通常要满足以下几个要求：

l单相或三相低/中压并网；

l无变压器设计，大于96%的转换效率；

l壁挂式安装，IP65防护等级，满足户外使用条件；

l整机轻便，显示界面友好，造型美观等。

以上这些基本要求实际上满足了最终用户、系统集成商以及安装商等各方面的需求。

户用型光伏并网逆变器能够安全可靠的并网运行，方便安装和维护。

本项目拟采用1台单相输出的2KW并网逆变器，暂推荐安徽颐和新能源并网逆变器，型号为EHE-N2KTL。

表2-2安徽颐和并网逆变器技术参数

输入

最大输入功率（DC1/DC2）

2200W

最大输入电压

520V

启动电压

150V

MPPT电压范围

125~420V

输入路数

1

MPPT数量

1

MPPT效率

99.9%

输入端子最大允许电流

13A

PV电池板短路电流

16.25A

输出

额定输出功率

2000W

最大输出电流

10A

额定电网电压

220Vac（单相）

电网电压范围

180~260Vac

额定电网频率

50Hz/60Hz

电网频率范围

47.5~51.5Hz

总电流波形畸变率

<3%（额定功率）

直流分量

<0.5%In

保护

孤岛保护

具备

直流反接保护

具备

交流短路保护

具备

漏电流保护

具备

直流开关

可选

直流保险丝

无

过压保护

压敏电阻

系统

最大效率

96.5%

欧洲效率

95.5%

隔离方式

无变压器

防护等级

IP65

夜间自耗电

0W

工作温度范围

－25～＋60℃

相对湿度

0~95%无凝露

冷却方式

自然冷却

最高海拔

4000m（＞2000m降额）

显示

动态图形液晶

通讯

RS485（RJ45端子），WiFi（可选）

满足标准

EN50178;IEC/EN62109-1;IEC/EN62109-2;IEC61727IEC/EN62116;VDC-AR-N4105（orCGC/GF004:

2011）;IEC/EN6100-6-2:

IEC/EN6100-6-4:

  IEC/EN6100-3-3:

ENEL-Guide（Italy）;G83/1;AS/NZS3100.2;AS4777.2;AS4777.3;2005;

机械

尺寸（宽×高×深）

325/475/170（mm）

安装方式

壁挂式

重量

14kg

（3）配电箱

本项目采用标准配电箱，具体也可以根据用户实际安装容量进行定制设计。

配电箱内置交流断路器和电能计量装置。

3.2.5系统配置清单

表2-3系统配置清单

序号

部件名称

规格

单位

数量

备注

1

光伏组件

JAP6（BK）60-250/3BB（250Wp）

块　

8

具备相关认证资格

2

并网逆变器

2KW（单相）

台　

1

推荐CEHE

3

交流配电箱

台

1

含断路器、双向电表

5

监控系统

套

1

可选配

6

光伏电缆

2PFG1*4mm²

米

100

待定

7

交流电缆

YJV-3*2.5mm2

米

20

待定

8

接地系统

套

1

9

支架

2KW

套

1

10

安装附件

套

1

3.2.6系统成本估算

表2-4设备成本估算

序号

系统部件名称

规格

单位

数量

单价（元）

总价（元）

备注

1

光伏组件

JAP6（BK）60-250/3BB（250Wp）

块

8

2

并网逆变器

2KW

台

1

推荐CEHE

3

交流配电箱

台

1

具断路器，含双向计量表

7

光伏电缆

2PFG1*4mm²

米

100

8

交流电缆

YJV-3*2.5mm2

米

20

9

支架

套

1

10

其他辅材及费用

11

监控系统

套

1

可选

合计

四、发电量预测及效益分析

太阳能为清洁能源，政府一直大力支持新能源发展，鼓励企业个人安装分布式发电项目，对其给予政策支持、经济补助、安装申报绿色通道等便利，各省最新政策对分布式发电项目在国家补助的基础上还有地方补助。

4.1发电量概算

项目点经纬度为北纬31.31°，东经116.77°，根据NASA气候条件（表1.1），可以算出2KW的年发电量如下：

由上可知本项目2KW的安装量年发电量为2356KWh。

4.2经济效益

对发电经济收益进行核算，按两种极端情况：

1、所发电量全部输送到电网，卖给国家，按现阶段国家对光伏应用示范区的电量补贴标准暂定每度按当地脱硫电价0.42元，国家对分布式家庭发电每度0.45元补贴，在国家补贴的基础上安徽省对分布式发电在补贴0.25元/度，这样可以折算每度1.12元的收益，每年发电收益：

M1=1.12x2356=2638.7元，总成本25000元收回年限N1=25000/2638.7=9.5