关于屋顶建设分布式光伏发电项目的屋顶结构设计建议Word文档下载推荐.docx

1、月日照百分率1187.662191.963220.267164.354165.25594.4312199.764186.0190.2224.5171.657205.5693206.8233.3194.85361262.071245.54198.3228.058209.9271.1273.770245.85332.9293.266258.159278.9282.2279.26302.268174.8293.3304.67297.9302.3240.9285.9262.7230.2518294.8285.4222.3231.8253.960255.69172.1189.2215.0229.9216

2、.4213.410234.2243.6204.9232.1225.165206.27511217.6228.976140.846188.0214.2189.512171.8128.935178.8139.749193.1141.948合计、平均2816 65 2804 63 2451 58 2750 62 2813 2612 60 二、光伏并网系统方案设计2.1 光伏发电系统设计原则光伏系统（方阵）与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合。由于光伏系统（方阵）与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。光伏系统（方阵）与建筑的集成是

3、BAPV的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求，同时还要兼顾建筑的基本功能要求。DGJ32/J87-2009太阳能光伏与建筑一体化应用技术规程； 2.2 光伏阵列设计 方案拟采用多晶硅太阳能电池组件280Wp（以最终设计为准）。多晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高，稳定性好，寿命长，与同等容量太阳能电池组件所占面积小，价格低廉，因此多晶硅太阳能电池组件已在光伏市场占主导地位，得到大量推广应用。 逆变器在并网发电时，光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制，以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。 在设计光伏组件串联数量时，应注意以下几点：1）接至同一

4、台逆变器的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。2）需考虑光伏组件的最佳工作电压（Vmp）和开路电压（Voc）的温度系数，串联后的光伏阵列的Vmp应在逆变器MPPT 范围内，Voc应低于逆变器输入电压的最大值。2.2.1 光伏阵列的间距设计为保证项目建设的示范效果及整个光伏发电系统的经济性，经对区域安装太阳能光伏电池组件进行分析，利用区域空闲面积作如下光伏组件安装、布置方案分析： 根据当地的阳光照射条件，应考虑阳光照射强度最大的时间段，与独立光伏发电系统需要照顾冬天发电量不同，并网光伏发电系统只需考虑全年总发电量最大。一般确定原则：冬至当天9:0015:00太阳电池方阵不应被遮挡。

5、光伏方阵阵列间距或可能遮挡物与方阵底边垂直距离应不小于D。计算公式如下：D=0.707H/tanarcsin（0.648cos-0.399sin）式中： 为纬度（在北半球为正、南半球为负），银川纬度取北纬38.5； H 为光伏方阵阵列或遮挡物与可能被遮挡组件底边高度差。2.2.2 光伏阵列的支架安装设计 项目安装场址一般为建筑平坦或有一定倾角的水泥屋面，光伏支架基础初步采取钢筋混凝土独立基础2x4（2行4列）。项目采用的支架系统。主体受力部件采用定制的钢铝材料，并配套相应的卡块、底座、铰接头，使安装现场无需二次加工及焊接，安装人员采用几件简单的工具即可完成全部安装工作，施工安装快捷简便并易于维

6、护。2.2.3 屋面负荷分析 应根据屋面实际情况进行分析，再结合当地气候信息条件综合分析屋面承重能力，包括风荷载、雪荷载和恒荷载，配合光伏支架系统的优化设计，减少光伏组件本身对屋面施加的压力，使得屋面承重能力大大提高。2.3光伏并网发电系统 方案中的光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、交流汇流箱、计量装置及配电系统组成。太阳能能量通过光伏组件转化为直流电力，再通过并网逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电馈入电网。在太阳能电池组件按配置串联设计形成光伏串列后直接接到并网逆变器的输入端，逆变器的输出交流侧通过交流配电箱或计量表并入用户侧低压电网。另外，系统可配置1套监控装

7、置，可采用 RS485 或 Ethernet（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。下图是光伏发电系统框图。2.4 并网逆变器2.4.1 技术要求（1） 单台智能逆变器的最大输出功率为40kW。（2） 智能逆变器具有极性反接保护、短路保护、过载保护、恢复并网保护、孤岛效应保护、过温保护、交流过流及直流过流保护、直流母线过电压保护、电网断电、电网过欠压、电网过欠频、低电压穿越、光伏阵列及智能逆变器本身的绝缘检测、残余电流检测及保护功能等。 （3） 智能逆变器的每路直流输入电缆线径为4mm或6mm的光伏专用电缆， 并网逆变器交流总输出支持3*10mm多股硬线，支持无N线输出

8、三相三线系统。（4）智能逆变器采用太阳电池组件最大功率跟踪技术（MPPT）。（5）智能逆变器具有有功功率输出控制功能，并能远程控制。（6）智能逆变器能够自动化运行，运行状态可视化程度高。 （7） 智能逆变器具有故障数据自动记录存储功能。 （8） 噪音水平（dB）：小于30dB （检测点与设备水平距离1m处测量） （9） 逆变器统计及上报数据：输入各路组串电压，电流，各路MPPT总功率，输出电压，电流，电网频率，功率因数，有功功率，无功功率，逆变器温度，当天发电量，总发电量，逆变器效率，开机时间，关机时间等。（10） 逆变器远程控制支持：开机/关机、功率因素设置、有功功率设置、无功功率设置。（1

9、1） 智能逆变器第三方认证测试报告 a） 金太阳认证测试和报告 b） 国家电网出具的零压/低电压穿越报告 c） 国家电网出具的谐波测试报告 2.4.2 技术参数产品型号SUN2000-40KTL 效率保护最大效率98.80%输入直流开关支持欧洲效率98.40%防孤岛保护输入输出过流保护最大输入功率40800W输入反接保护最多输入电压1000V组串故障检查最大输入电流23A直流浪涌保护类型最低工作电压200V交流浪涌保护MPPT电压范围500-800V绝缘阻抗检查额定输入电压680VRCD检测输入路数常规参数MPPT数量尺寸/宽*高*厚550*770*270mm输出重量49kg额定功率36000

10、W工作温度-250C+600C额定输出电压3*277/480V冷却方式自然对流输出电压频率50/60Hz相对湿度0100%最大输出电流48A输入端子Amphenol H4功率因数0.8超前.0.8滞后输出端子防水PG头+OT端子最大谐波失真3%防护等级IP65显示与通信夜间自耗电1W显示LED拓扑无变压器RS485噪音系数29dBUSBPLC选配2.5 监控系统设计光伏逆变器集中监控系统是对一个区域内的所有逆变器进行集中监控，监控途径可分为电脑端网页监控或者通过手机客户端进行监控。用户通过手机客户端监控软件可以随时随地监控，客户打开手机的无线数据（GPRS）或者WIFI 连接到能上网的路由器，

11、开启监控软件即可查看逆变器的数据。而在电脑端，用户不需要安装监控软件，通过浏览器登录相应的IP 地址，输入帐户名即可查看数据。 以下是集中监控软件的应用框图：ZigBee 无线通信系统 光伏逆变器ZigBee 无线通信是把逆变器数据通过无线设备传输到采集器上，适用于一个区域内多台逆变器的集中监控。采用ZigBee 无线通信，数据采集器端需要安装一台Zigbee无线协调器，光伏逆变器里已内置ZigBee 无线模块，用户只需通过界面设置无线参数，使逆变器连接到无线协调器上，组成无线网络即可进行数据传输。 以下是ZigBee 无线数据传输的框图：三、系统效益分析3.1 经济效益分析 （1）年发电量估

12、算 多晶硅组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，光伏组件的光电转换效率衰减速率为第2年不超过3，10年不超过10，25年衰减不超过20%。按宁夏地区年平均有效发电日辐照量为4.606（ kWh/m2.a），平均年有效发电辐照量1640（ kWh/m2.a）计算。平均年有效发电小时数1642.5小时计算。例：银川某分布式光伏装机容量50kW，日常用电电价0.5元。预测发电量系统容量光伏组件表面辐射量系统总效率全年发电量约等于：5088%1642.5=7.227万kWh（2）年获益年均电费可节约7.227万kwh0.5元/kwh=3.6135万元。可获得国家补贴7.227万kwh0.42=3.0

13、35万元。 年获益=年节约电费+国家补贴 =3.6135+3.035 =6.6485万元（3）25年总发电量按照实际装机容量1.29MWp计算的上网年等效利用小时数为：7.227万kWh 50kW =1445.4小时按以上公式计算，按装机容量50kW计算，得出首年发电量为7.227万kWh, 25年总发电量=年发电量x25年衰减损耗 = 7.227 x25*（1-20%） =144.54万kWh，（4）25年总获益（25年后电站仍可以正常运行创造利润） 25年可获益=年获益x25年x系统效率 =6.6485 x25年x80% =132.97万元工程静态投资按8元/瓦计算，投资共计40万元，投资

14、回收期约6年。（5）25年净收益=25年总收益-项目投资金额 =132.97-40 =92.97万元3.2 社会环境效益分析光伏发电是一种清洁的能源，既不直接消耗资源，同时又不释放污染物、废料，也不产生温室气体破坏大气环境，也不会有废渣的堆放、废水排放等问题，有利于保护周围环境，是一种绿色可再生能源。 太阳能光伏电场生产过程是将太阳能转化为电能，不产生任何污染物，因此太阳能光伏电场的建设代替火电场的建设，可大大减少对周围环境的污染，充分利用可再生的、清洁的自然资源，节约不可再生的化石能源，减少污染、保护人类赖以生存的生态环境，此外还可节约用水，减少相应的废水、废渣和温室气体的排放等，其社会环境

15、效益是非常明显的。而且，在我国绝大多数地区，日照资源特性比较好，空闲的屋顶较多，安装太阳能光伏系统在屋面，不但可以提高有限的土地资源利用率，同时还能有效地对建筑物实现有效的隔热，另外，随着社会经济发展，能源及环境问题日益引起全社会的关注，可再生能源的开发与利用显得越来越迫切，我国面临着煤、油、电供应全面紧张的局面，能源供应与环境容量一直是社会经济发展的重要制约因素。开发和利用可再生能源是我国社会经济发展的重要战略举措。随着中华人民共和国可再生能源法及其实施细则的颁布与实施，我国可再生能源开发利用将会出现更好的发展前景，而这种能有效实现可再生能源的并网输电技术必然会得到大规模的推广与应用。因此，

16、市场潜力巨大，不存在应用技术推广的市场风险。2013年7月，国务院印发国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见，把扩大国内市场、提高技术水平、加快产业转型升级作为促进光伏产业持续健康发展的根本出路和基本立足点，预计20132015年，年均新增光伏发电装机容量1000万千瓦左右，到2015年总装机容量达到3500万千瓦以上。随着国内光伏市场的快速发展，光伏应用必定实现自身更大的发展跨越与技术提升。四、关于屋顶结构设计的建议利用闲置屋顶与可再生能源相结合，充分体现现代屋顶与光伏相结合的经济活跃体系。同时通过示范效应推进光伏产业发展，提高环境效益、经济效益和社会效益。在银川市建设光伏发电站，可起到良

17、好的宣传节能与环保意识，体现节能与环保身体力行的带头作用。项目的实施将对于充分挖掘类似闲置屋顶资源的充分利用，实现包括太阳能、风能等可再生能源的低成本规模化开发利用起到重大的示范作用和强有力的社会影响力。为了降低项目投资建设成本，最大化利用屋顶资源，建议在新建建筑设计图内增加分布式光伏发电项目建设所需基本要求：（1）屋顶荷载设计为能上人屋顶，屋顶尽量减少遮阴建筑装饰。（2）安装光伏组件的位置应避开屋顶通风管道、安全通道等设施，设备设施尽量位于屋顶的北边，以增加屋顶有效利用面积。（3）光伏组件布局距离东西南三面女儿墙有适当的距离，避免女儿墙遮挡，影响发电效率。4.1 斜屋顶结构坡屋顶角度建议设计30-350左右。南侧坡面比北侧坡面长，屋脊线向后移，增大南坡面积，增加分布式光伏发电项目的安装容量。屋顶设计安装太阳能电池组件的支架基础样式如下图说明：基础墩纵向和横向设计成2米间距，基础墩中间预埋U形锚栓。屋面结构和荷载满足安装太阳能系统，太阳能系统每平米约25kg。（一）平屋顶结构下图为基础平面布局图，每个光伏发电单元8个基础（4*2排布），根据屋顶面积规划发电单元数量。前后排间距为5500mm，左右相连两单元的基础间距为2200mm。基础立面图单元基础平面图