家庭户用发电系统 第2-2部分 设计规范-方阵设计

ICS 27.160K83备 案 号 CPIA中 国 光 伏 行 业 协 会 标 准T/CPIA XXXX 201X家 庭 户 用 光 伏 发 电 系 统第 2-2部 分 设 计 规 范 方 阵 设 计 Residential PhotovoltaicPVSystemPart 2-2 Design SpecificationsDesign specification for PV Array（ 征 求 意 见 稿 ）（ 本 稿 完 成 日 期 2018-6-27） 201X -XX- XX发 布 201X - XX-XX实 施中 国 光 伏 行 业 协 会 发 布 T/CPIA XXXX-201X Ⅰ 前 言本 标 准 根 据 GB/T 1.1-2009 标 准 化 工 作 导 则 第 1部 分 标 准 的 结 构 和 编 写 和 GB/T 1.2-2002 标准 化 工 作 导 则 第 2部 分 标 准 中 规 范 性 技 术 要 素 内 容 的 确 定 给 出 的 规 则 起 草 。请 注 意 本 文 件 的 某 些 内 容 可 能 涉 及 专 利 。 本 文 件 的 发 布 机 构 不 承 担 识 别 这 些 专 利 的 责 任 。本 标 准 由 中 国 光 伏 行 业 协 会 标 准 化 技 术 委 员 会 归 口 管 理 。本 标 准 起 草 单 位 本 标 准 主 要 起 草 人 T/CPIA XXXX-201X 1 家 庭 户 用 光 伏 发 电 系 统 第 2-2 部 分 设 计 规 范 -方 阵 设 计1.范 围 本 标 准 规 定 了 家 庭 户 用 光 伏 发 电 系 统 方 阵 倾 角 设 计 、 方 阵 间 距 设 计 、 方 阵 排 布 设 计 、 方 阵 组 串 设计 等 内 容 。本 标 准 适 用 于 交 流 额 定 电 压 ≤ 0.4kV 及 以 下 等 级 接 入 的 户 用 并 网 光 伏 发 电 系 统 。本 标 准 不 适 用 于 具 有 储 能 功 能 的 光 伏 发 电 系 统 、 聚 光 光 伏 发 电 系 统 以 及 BIPV光 伏 发 电 系 统 。2.规 范 性 引 用 文 件下 列 文 件 对 于 本 文 件 的 应 用 是 必 不 可 少 的 。 凡 是 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 仅 所 注 日 期 的 版 本 适 用 于 本 文 件 。 凡 是 不 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 最 新 版 本 （ 包 括 所 有 的 修 改 单 ） 适 用 于 本 文 件 。GB/T 2297 太 阳 光 伏 能 源 系 统 术 语GB 50794 光 伏 发 电 站 施 工 规 范GB 50795 光 伏 发 电 工 程 施 工 组 织 设 计 规 范GB 50797 光 伏 发 电 站 设 计 规 范NB/T 32004 光 伏 发 电 并 网 逆 变 器 技 术 规 范IEC 61215-1 地 面 用 晶 体 硅 光 伏 组 件 -设 计 鉴 定 和 定 型 第 一 部 分 测 试 要 求IEC 61215-2 地 面 用 晶 体 硅 光 伏 组 件 -设 计 鉴 定 和 定 型 第 一 部 分 测 试 程 序3. 术 语 和 定 义 GB/T 2297 界 定 的 以 及 下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准 。3.1 光 伏 方 阵 PV array将 若 干 光 伏 组 件 在 机 械 和 电 气 上 按 一 定 方 式 组 装 在 一 起 并 且 有 固 定 的 支 撑 结 构 而 构 成 的 直 流 发 电单 元 称 为 光 伏 方 阵 ， 又 称 光 伏 阵 列 。3.2 真 太 阳 时 True sun以 太 阳 时 角 作 标 准 的 计 时 系 统 ， 真 太 阳 时 以 日 面 中 心 在 该 地 的 上 中 天 的 时 刻 为 零 时 。4.基 本 要 求家 庭 户 用 光 伏 发 电 系 统 方 阵 设 计 应 满 足 家 庭 户 用 光 伏 发 电 系 统 第 2-1部 分 设 计 规 范 -一 般 要 求 的 相 关 要 求 。5.光 伏 方 阵 设 计5.1安 装 方 式 设 计5.1.1 组 件 方 阵 根 据 不 同 屋 面 类 型 采 用 不 同 安 装 方 式 ； 对 于 坡 屋 面 宜 采 用 顺 应 屋 面 坡 度 布 置 ； 对 于 平屋 面 宜 采 用 一 定 倾 角 的 安 装 方 式 ； 2 5.1.2 组 件 方 阵 设 计 与 安 装 宜 和 原 建 筑 协 调 统 一 ， 且 应 满 足 当 地 相 关 部 门 的 要 求 ； 但 不 应 破 坏 固 有 结构 及 防 水 系 统 。5.2方 阵 倾 角 设 计5.2.1 对 于 某 一 固 定 倾 角 安 装 的 光 伏 组 件 阵 列 ， 所 接 收 的 太 阳 能 辐 射 量 与 倾 角 有 关 ， 最 佳 倾 角 按 照 公式 （ 1） 计 算 1]sin/[sin DSR  式 （ 1） 中 D 散 射 辐 射 量α 正 午 时 分 的 太 阳 高 度 角R β 倾 斜 面 上 的 太 阳 能 总 辐 射 量S 水 平 面 上 太 阳 能 直 接 辐 射 量β 光 伏 阵 列 倾 角5.2.2 光 伏 阵 列 最 佳 倾 角 宜 参 照 附 录 A进 行 选 择 。5.3方 阵 间 距 设 计光 伏 阵 列 之 间 的 间 距 应 保 证 冬 至 日 900-1500（ 当 地 真 太 阳 时 ） 时 段 前 、 后 、 左 、 右 互 不 遮 挡 ， 如图 1 所 示 ； 最 小 间 距 按 公 式 （ 2） 计 算 2tan4338.0707.0/4338.0tan707.0sincos   LLD式 （ 2） 中 L 阵 列 倾 斜 面 长 度D 两 排 阵 列 之 间 间 距 β 阵 列 倾 角φ 当 地 纬 度 D αsβL H太 阳 图 1 方 阵 间 距 示 意 图5.4组 件 排 布 设 计5.4.1 应 根 据 建 筑 物 的 实 际 条 件 ， 选 择 光 伏 组 件 安 装 位 置 及 光 伏 发 电 系 统 类 型 。5.4.2 固 定 式 布 置 的 光 伏 阵 列 、 光 伏 组 件 安 装 方 位 角 宜 采 用 正 南 方 向 。 5.4.3 光 伏 阵 列 各 排 、 列 的 布 置 间 距 满 足 5.3方 阵 间 距 设 计 。5.4.4光 伏 方 阵 中 ， 应 根 据 实 际 情 况 ， 预 留 满 足 光 伏 发 电 系 统 的 日 常 维 护 、 检 修 、 清 洗 、 设 备 更 换 等 要求 的 运 维 通 道 ， 同 时 多 雪 地 区 宜 方 便 人 工 融 雪 、 清 雪 。5.4.5 光 伏 组 件 与 屋 面 之 间 的 垂 直 距 离 应 满 足 安 装 、 通 风 和 散 热 的 要 求 。5.4.6 光 伏 方 阵 组 件 排 布 在 建 筑 中 的 位 置 应 满 足 其 所 在 部 位 的 建 筑 防 水 、 排 水 和 保 温 隔 热 等 要 求 。5.4.7 光 伏 组 件 间 距 宜 预 留 5-30mm间 距 。5.4.8 光 伏 方 阵 排 布 应 远 离 易 燃 易 爆 、 高 温 发 热 、 腐 蚀 性 物 质 等 。5.5 组 串 设 计5.5.1 同 一 光 伏 组 串 中 的 各 光 伏 组 件 的 电 性 能 参 数 宜 保 证 一 致 。 5.5.2 多 路 组 串 输 入 到 同 一 逆 变 器 时 ， 每 路 组 串 中 组 件 数 量 宜 保 证 一 致 。5.5.3 多 路 组 串 输 入 到 同 一 MPPT时 ， 每 路 组 串 中 组 件 的 数 量 、 方 位 角 、 安 装 倾 角 须 保 证 一 致 。5.5.4 每 路 组 串 的 工 作 电 压 宜 在 MPPT工 作 电 压 范 围 内 ， 且 须 大 于 逆 变 器 启 动 电 压 ， 接 近 逆 变 器 的 额 定 直流 输 入 电 压 。5.5.5 光 伏 方 阵 的 装 机 量 不 宜 超 过 逆 变 器 最 大 直 流 输 入 功 率 。5.5.6 光 伏 组 件 串 的 串 联 数 量 应 按 公 式 （ 3） （ 4） 计 算 ， 选 定 的 组 件 串 联 数 量 （ N取 整 数 ） 应 同 时 满 足公 式 （ 3） 和 （ 4） 计 算 的 结 果 。 ]251[ max Voc dc KtV VN  （ 3）]251[]251[ ，max，, min Vpm mpptvpm mppt KtV VNKtV V  （ 4）式 （ 3） 和 （ 4） 中 Kv 光 伏 组 件 的 开 路 电 压 温 度 系 数 ；Kv′ 光 伏 组 件 的 工 作 电 压 温 度 系 数 ；N 光 伏 组 件 的 串 联 数 量 （ N取 整 ） ；t 光 伏 组 件 工 作 条 件 下 的 极 限 低 温 ， ℃ ；t′ 光 伏 组 件 工 作 条 件 下 的 极 限 高 温 ， ℃ ；V dcmax 逆 变 器 允 许 的 最 大 直 流 输 入 电 压 ， V；Vmpptmin 逆 变 器 MPPT电 压 最 小 值 ， V；Vmpptmax 逆 变 器 MPPT电 压 最 大 值 ， V；Voc 光 伏 组 件 的 开 路 电 压 ， V；Vpm 光 伏 组 件 的 工 作 电 压 ， V。 4 附 录 A光 伏 阵 列 最 佳 倾 角 参 考 值A． 1 全 国 各 大 主 要 城 市 光 伏 阵 列 最 佳 倾 角 参 考 值 如 下 表 城 市 纬 度 φ 斜 面 日 均 辐 射 量 ；kJ/m 日 辐 射 量 ，kJ/m 独 立 系 统 推 荐 倾 角（ ） 并 网 系 统 推 荐 倾 角（ ）哈 尔 滨 45.65 15835 12703 φ 3 φ -3长 春 43.9 17127 13572 φ 1 φ -3 沈 阳 41.7 16563 13793 φ 1 φ -8北 京 39.8 18035 15261 φ 4 φ -7天 津 39.1 16722 14355 φ 5 φ -3呼 尔 浩 特 40.78 30075 16574 φ 3 φ -3太 原 37.78 17394 15061 φ 5 φ -6乌 鲁 木 齐 43.78 16594 14464 φ 12 φ -3西 宁 36.75 19617 16777 φ 1 φ -1兰 州 36.05 15842 14966 φ 8 φ -9银 川 38.48 19615 16553 φ 2 φ -2西 安 34.3 12952 12781 φ 14 φ -5上 海 31.17 13691 12760 φ 3 φ -7 南 京 32 14207 13099 φ 5 φ -4合 肥 31.85 13299 12525 φ 9 φ -5杭 州 30.23 12372 11668 φ 3 φ -4南 昌 28.67 13714 13094 φ 2 φ -6福 州 26.08 12451 12001 φ 4 φ -7济 南 36.68 15994 14043 φ 6 φ -2郑 州 34.72 14558 13332 φ 7 φ -3武 汉 30.63 13707 13201 φ 7 φ -6长 沙 28.2 11589 11377 φ 6 φ -6广 州 23.13 12702 12110 φ 0 φ -1海 口 20.03 13510 13835 φ 12 φ -3 南 宁 22.82 12734 12515 φ 5 φ -4成 都 30.67 10304 10392 φ 2 φ -8贵 阳 26.58 10235 10327 φ 8 φ -8昆 明 25.02 15333 14194 φ 0 φ -1拉 萨 29.7 24151 21301 φ 0 φ 2