關(guān)于10kW光伏系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)全過程的分析和介紹

1.1 項(xiàng)目簡介 項(xiàng)目安裝在某公司的彩鋼瓦屋頂上，屋頂面積在100平，其能夠鋪設(shè)40塊光伏組件。最終預(yù)設(shè)的光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量可達(dá)10kW左右，根據(jù)勘察初步規(guī)劃采用一臺(tái)10KW三相雙路的逆變器接入到380V低壓電網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案。后期計(jì)算按照上海光照條件。最終設(shè)計(jì)的光伏組件排布圖如下所示：

圖1 彩鋼瓦屋頂光伏組件排布圖

1.2 組件選型 選用常見的晶硅組件，以下是一組常見的組件參數(shù)。

圖2 組件性能參數(shù)GW10KN-DT可超配至13kW,根據(jù)上海光照條件，考慮全壽命周期進(jìn)行合理超配，項(xiàng)目選用260Wp組件。

1.3 支架選型 10KW的光伏項(xiàng)目可以安裝在很多地方，譬如車棚、別墅、戶用平屋頂、商用彩鋼瓦屋頂?shù)取?/p>

標(biāo)號(hào)1為別墅瓦屋頂、標(biāo)號(hào)2為戶用屋頂、標(biāo)號(hào)3為商用彩鋼瓦屋頂，標(biāo)號(hào)4為商用平屋頂。用戶可以根據(jù)不同的屋頂選擇相應(yīng)的支架。 本文講述的項(xiàng)目安裝在商用的彩鋼瓦屋頂上。光伏支架采用夾具型的安裝方式，其具體的安裝流程如下所示：

1）將夾具螺絲固定在彩鋼瓦上，采用內(nèi)六角螺絲固定，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，一次性固定所有的彩鋼瓦夾具。 2）將導(dǎo)軌用內(nèi)六角螺栓與滑塊螺母固定在夾具上 3）將光伏組件按照?qǐng)D紙放置于橫梁上，第一塊組件放置完畢后，采用單側(cè)壓塊的方式固定。 4）然后依次放置其他組件，采用單雙側(cè)壓塊緊貼光伏組件的方式，依次用螺絲將組件固定好。 在安裝過程中，小固提醒您務(wù)必要做好屋面的防水工作，合理的布置線纜，留后期運(yùn)維的通道。

1.4 逆變器選擇 根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場勘察可知，彩鋼瓦屋面為南北方向，傾角在5度左右，因?qū)儆诓煌?，要使用?路MPPT的10KW逆變器，同時(shí)項(xiàng)目所在地的并網(wǎng)點(diǎn)電壓為400V，根據(jù)上述條件，最終選擇了GW10KN-DT的逆變器，其能夠滿足項(xiàng)目現(xiàn)場的需求。

圖3 GW10KN-DT逆變器實(shí)物圖

1.5 線纜的選擇

直流線纜多為戶外鋪設(shè)，其需要防潮、防曬、防寒、防紫外線的特點(diǎn)，所以選擇光伏認(rèn)證的專用線纜，線徑為 PV1-F 1*4mm2。 交流線纜用于將逆變器交流側(cè)與交流并網(wǎng)柜相連，除了要考慮防潮、防曬、防寒、防紫外線，還要考慮到交流電壓損失和線徑載流量，所以選用YJV型電纜，線徑選擇 5*6mm2的線纜。

1.6 配電箱的配置 下圖是項(xiàng)目現(xiàn)場使用的10KW交流配電柜接線圖，它是由逆變器端斷路器（標(biāo)號(hào)1）、三相自復(fù)式過欠壓保護(hù)器（標(biāo)號(hào)2）、浪涌前級(jí)保護(hù)器（標(biāo)號(hào)3）、浪涌保護(hù)器（標(biāo)號(hào)4）刀閘（標(biāo)號(hào)5）組成。 圖4 三相配電柜實(shí)物圖 其電氣的接線圖如下所示：

圖5 三相配電柜電氣設(shè)計(jì)圖 接下來小固就對(duì)交流配電柜里面具體的元器件參數(shù)和功能進(jìn)行介紹： 標(biāo)號(hào)1斷路器（空開）型號(hào)一般選擇逆變器最大交流輸出電流的1.25倍，10KW單相逆變器的最大電流為15.2A，故選擇額定電流為20A的斷路器。

標(biāo)號(hào)2自復(fù)式過欠壓保護(hù)器， 工作電壓： AC380V 50HZ 過壓保護(hù)： AC460V±15V 欠壓保護(hù)： AC300V±15V 標(biāo)號(hào)3熔斷器（保險(xiǎn)）是一種過電流保護(hù)器，當(dāng)被保護(hù)電路的電流超過規(guī)定值，熔絲熔斷使電路斷開起到保護(hù)的作用，熔斷器的選擇跟斷路器相同，選用20A的規(guī)格。

標(biāo)號(hào)4浪涌保護(hù)器選用限壓型SPD， 具體規(guī)格為Uc：1.1Ug（Ug電網(wǎng)電壓） Imax：40KA 有時(shí)也會(huì)將電表裝下交流配電柜中，各個(gè)地方電網(wǎng)公司的要求不一樣，使得交流配電柜內(nèi)部低壓配電設(shè)備也會(huì)有所不同。用戶需根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司的要求進(jìn)行交流配電柜的具體設(shè)計(jì)。

1.7 接地措施 經(jīng)項(xiàng)目地勘察測量，彩鋼瓦屋面的厚度大于0.5mm，其可以直接作為接閃器，引下線（鋼柱）與彩鋼瓦采用螺栓鏈接，最后引下線與螺旋地樁相連，打到地上。具體的接地方法詳見傳送門-光伏系統(tǒng)常見問題—接地那些事兒。 2 設(shè)計(jì)方案

2.1詳細(xì)配置清單

2.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖

3 收益計(jì)算

3.1 發(fā)電量計(jì)算 10KW的系統(tǒng)全年發(fā)電量按照10535 kwh來計(jì)算。首年衰減為2.5%，25年末最低功率為80%。

3.2收益計(jì)算

假設(shè)成本按照8元/W來算，整個(gè)光伏系統(tǒng)需花費(fèi)8萬元。每度電的收益按照1.0元/度（國家度電補(bǔ)貼+省級(jí)和地方補(bǔ)貼+上網(wǎng)電價(jià)）得到下表的數(shù)據(jù)：

由上表可知： 5.5年的時(shí)間可收回成本，25年總收益35萬左右，除去成本，純收益可達(dá)27萬。（由于各地區(qū)年發(fā)電量、系統(tǒng)成本和補(bǔ)貼有差異，最后計(jì)算收益數(shù)據(jù)僅供參考。） 結(jié)論 在推出5KW光伏系統(tǒng)的配置后，小固再接再厲推出10KW的光伏系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)全過程文檔，后續(xù)小固還會(huì)跟大家分享更多關(guān)于光伏知識(shí)的實(shí)用文章，也請(qǐng)大家多多關(guān)注固德威太陽能學(xué)院！