5kWp光伏太阳能并网发电系统设计方案

5kWp光伏太阳能 并网发电系统 设 计 方 案 设计人： 申小波（Mellon） 单 位： 个人 电 话： 18795458151 邮 箱： sxb8383838@126.com 日 期： 2013年 10月 27日 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 2 页/共 33 页 目 录 一、光伏太阳能并网发电系统简介……………………………………………… 2 二、项目地点及气候辐照状况…………………………………………………… 2 三、相关规范和标准……………………………………………………………… 5 四、系统结构与组成……………………………………………………………… 5 五、设计过程………………………………………………………………………6 1、方案简介……………………………………………………………………6 2、设计依据……………………………………………………………………6 3、组件设计选型………………………………………………………………7 4、直流防雷汇流箱设计选型…………………………………………………9 5、交直流断路器………………………………………………………………11 6、并网逆变器设计选型………………………………………………………13 7、电缆设计选型………………………………………………………………14 8、方阵支架……………………………………………………………………15 9、配电室设计…………………………………………………………………15 10、接地及防雷 ………………………………………………………………15 11、数据采集检测系统 ………………………………………………………16 六、仿真软件模拟设计……………………………………………………………17 七、接入电网方案…………………………………………………………………22 八、设备配置清单及详细参数……………………………………………………22 九、系统建设及施工………………………………………………………………22 十、系统安装及调试………………………………………………………………23 十一、运行及维护注意事项………………………………………………………26 十二、设计图纸……………………………………………………………………28 十三、工程预算投资分析报告……………………………………………………32 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 3 页/共 33 页 5kWp光伏太阳能并网发电系统配置方案 一、光伏太阳能并网发电系统简介 并网系统（Utility Grid Connected）最大的特点：太阳电池组件产生的直流电经过并网 逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网， 并网系统中光伏方阵所产 生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有 产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。 因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充 分利用光伏方阵所发的电力，从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需 要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。 因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳 能太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，而且并网系 统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的 集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。 二、项目地点及气候辐照状况 图片来自 Google 地球 1、项目地点为：江苏省泰州市 XX 区 XX镇； 2、纬度：32°22’，经度：120°12’； 3、平均海拔高度：7m； 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 4 页/共 33 页 4、温度 Monthly Averaged Earth Skin Temperature (° C) Lat 32.5 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual Lon 119.9 Average 10-year Average 0.56 3.24 7.99 14.3 19.4 23.6 26.2 25.7 21.8 15.3 8.4 1.89 14.1 5、湿度 Monthly Averaged Relative Humidity (%) Lat 32.5 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual Lon 119.9 Average 10-year Average 74.7 73.6 75.5 77.7 80.5 82.7 84 81.6 78.7 74.5 72.9 75.5 77.6583 6、辐照度 Monthly Averaged Radiation Incident On An Equator-Pointed Tilted Surface / RETScreen Method (kWh/m 2 /day) Lat 32.5 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual Lon 119.9 Average SSE HRZ 2.69 3.07 3.62 4.78 5.32 4.98 5.01 5.09 3.87 3.53 3.11 2.68 3.98 K 0.48 0.45 0.42 0.47 0.48 0.43 0.44 0.48 0.42 0.47 0.52 0.52 0.47 Erbs DIF 1.06 1.47 1.83 2.16 2.37 2.45 2.41 2.23 1.95 1.59 1.11 0.97 1.8 RET DNR 3.52 3.09 2.84 3.62 4.14 3.44 3.59 4.19 2.86 3.52 4.1 3.97 3.58 Tilt 0 2.64 3.04 3.58 4.67 5.29 4.95 4.99 5.07 3.81 3.5 3.04 2.64 3.94 Tilt 17 3.29 3.49 3.85 4.8 5.22 4.81 4.88 5.11 4.01 3.96 3.77 3.42 4.22 Tilt 32 3.69 3.71 3.89 4.68 4.9 4.46 4.55 4.89 4 4.15 4.2 3.9 4.26 Tilt 37 3.76 3.72 3.85 4.57 4.72 4.34 4.37 4.74 3.94 4.15 4.27 3.99 4.20 Tilt 47 3.89 3.74 3.76 4.35 4.36 3.92 4.02 4.45 3.81 4.15 4.41 4.18 4.09 Tilt 90 3.29 2.86 2.53 2.45 2.18 1.94 2.01 2.38 2.41 3.06 3.67 3.66 2.7 OPT 3.91 3.75 3.9 4.8 5.3 4.95 4.99 5.14 4.03 4.18 4.42 4.23 4.47 OPT ANG 53 42 29 16 4 0 2 11 23 39 52 57 27.2 7、风速 Monthly Averaged Wind Speed At 10 m Above The Surface Of The Earth For Terrain Similar To Airports (m/s) Lat 32.5 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual Lon 119.9 Average 10-year Average 3.75 3.78 3.5 3.35 3 2.9 3.02 2.98 2.91 2.88 3.21 3.46 3.22 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 5 页/共 33 页 三、相关规范和标准 光伏并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准： GB/T 19939-2005 《光伏系统并网技术要求》 GB/T 20046-2006 《光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD） 》 GB/Z 19964-2005 《光伏发电站接入电力系统技术规定》 GB/T 14549-1993 《电能质量 公用电网谐波》 GB/T 15543-1995 《电能质量 三相电压允许不平衡度》 GB/T 18210-2000 《晶体硅光伏方阵 I－V特性的现场测量》 GB/T 20514-2006 《光伏系统功率调节器效率测量程序》 GB/T 20513-2006 《光伏系统性能监测 测量、数据交换和分析导则》 GB/T 14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》 GB/T 20047.1 2006 《光伏(PV)组件安全鉴定+第一部分 结构要求》 GB4064-1984 《电气设备安全设计导则》 EN50178 《用于电力安装的电气设备》 《中华人民共和国消防法》 《电力监管条例》(国务院令〔2005〕第 432号) 《中华人民共和国电力法》 四、系统组成与原理 1、系统具体由太阳能电池方阵及其支架、直流防雷汇流箱、并网逆变器、交流断路器 等部分组成。其中，太阳能电池组件为电源系统，逆变器为控制保护系统，负载及电网为系 统终端。 2、光伏并网发电系统主要组成如下： （1）光伏电池组件及其支架； （2）光伏阵列防雷汇流箱； （3）光伏并网逆变器； （4）系统的通讯监控装置； （5）系统的防雷及接地装置； （6）土建、配电房等基础设施； （7）系统的连接电缆及防护材料。 3、下图为并网系统原理示意图： 并网逆 变器 交流断 路器 双向 电表 国家 电网 交流 负载 光伏 阵列 直流汇 流箱 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 6 页/共 33 页 并网示意图 五、设计过程 1、方案简介 本太阳能并网发电系统因使用自发自用余电上网模式， 将系统设计成全年发电量均 衡，以此设计组件阵列倾角等参数。 此光伏并网发电系统将采用分布式并网的设计方案，将该 5kWp的并网发电系统， 通过 1台并网逆变器接入 230V单相交流电网，实现并网发电。 另外，系统可选择配置 1 套监控装置，可采用 RS232/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。 2、设计依据 并网光伏发电系统的设计比离网光伏发电系统简单， 这不仅是因为离网光伏发电系 统不需要蓄电池和充电控制器，且其供电对象是较稳定的电网。故毋须考虑发电量与用 电量之间的平衡，也不需要考虑负载的电阻、电感特性。通常只需根据光伏组件总功率 计算其发电量；或反之，根据需要的发电量设计并网发电系统设置。 目前并网系统设计依据如下： （1）光伏发电系统所在地理位置(纬度) ； （2）当地年平均光辐射量； 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 7 页/共 33 页 （3）需要年发电量或光伏组件总功率或投资规模或占地面积等； （4）并网电网电压，相数； 本并网系统设计以光伏组件总功率（5kWp）为依据。 3、组件设计选型 （1）倾角及方位角设计计算 光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发 电量分配的要求。 1） 对于一年四季发电量要求基本均衡的情况， 可以按以下方式选择组件倾角： 纬度0~25° 倾角等于纬度 纬度 26~40° 倾角等于纬度加 5~10° 纬度 41~55° 倾角等于纬度加 10~15° 纬度 55° 倾角等于纬度加 15~20° 2）在我国大部分地区通常可以采用所在纬度加 7°的组件水平倾角。 对于要求冬季发电量较多情况，可采用所在纬度加 11°的组件水平倾角。 对于要求夏季发电量较多情况，可采用所在纬度减 11°的组件水平倾角。 本并网发电系统位于北纬 32°，考虑采用一年四季均衡发电模式，故组件倾角暂设 为 32°+5°=37°。 （2）阵列间距设计计算 光伏方阵前后两排间距或与前方遮挡物之间的间距设计： 光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距如果不合理设计，则会影响光 伏系统的发电量，尤其在冬季。 光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距的设计与光伏系统所在纬度、 前排方阵或遮挡物高度有关。 计算公式为： D=0.707H/tan〔arc sin(0.648cos Φ—0.399sin Φ) 〕 ——D：前后间距； Φ：光伏系统所处纬度(北半球为正，南半球为负)； H ：为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高度； 假设项目所出地理位置约为 Φ=32°，则 D=0.707H/tan〔arc sin(0.648cos32°—0.399sin Φ32°) 〕 =0.707H/tan〔arc sin(0.648×0.848—0.399×0.529) 〕 =0.707H/tan〔arc sin(0.549—0.211)= 0.707H/tan〔arc sin0.338〕 =0.707H/tan18.6°=0.707H/0.336=2.1H 本并网发电系统为屋顶平铺设计，此项暂不需要考虑。 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 8 页/共 33 页 （3）组件选型及参数 组件暂考虑选用江阴浚鑫科技股份有限公司的 60片多晶 250Wp 组件，具体 参数资料如下： 1）组件外形图及曲线图： 2）组件电性能参数： STC电性能参数 型号 JT250PLe 组件功率范围 （Wp） Pm ≥250 最大功率 Pm（W） 250 最大工作电压 Vm（V） 31.4 最大工作电流 Im（A） 7.98 开路电压 Voc（V） 37.6 短路电流 Isc（A） 8.75 组件效率 （%） 15.5 最大系统电压 （VDC） 1000 最大熔断电流 （A） 15 功率温度系数 （%/℃） -0.43 开路电压温度系数 （%/℃） -0.32 短路电流温度系数 （%/℃） +0.05 标称电池温度 （℃） 45±2 最大负载 （Pa） 5400（112.78lbf/ft²） 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 9 页/共 33 页 NOCT电性能参数 型号 JT250PLe 最大功率 Pm（W） 184 最大工作电压 Vm（V） 28.4 最大工作电流 Im（A） 6.48 开路电压 Voc（V） 34.5 短路电流 Isc（A） 7.12 极限参数 绝缘电压 （V） 3000 工作温度 （℃） -40~+85 储存温度 （℃） -40~+85 其他参数 线缆 4mm²，1000mm，TUV认证 接线端子型号 MC4 接头 电池片数 60片多晶电池片（6×10） 电池片尺寸 （mm） 156×156 组件尺寸 （mm） 1638×982×40 组件重量 （kg） 19.5 边框排水孔数量 （个） 10 标称电池工作温度测试环境：800W/m²光强，20℃，AM1.5，风速 1m/s。 （4）组件串并联设计 串并联根据系统电压电流计算，以及参考使用并网逆变器型号。目前暂考虑 5kWp组件为 20块 250Wp的组件为 10串 2并连接，系统开路电压为：376V；短 路电流为：17.5A；工作电压为：314V，工作电流为：15.96A。 4、直流防雷汇流箱设计选型 根据组件串并联方式，直流汇流箱选用 2进 1出南京冠亚。 （1）产品特征： 1）户外壁挂式安装，防水、防锈、防晒，防护等级达 IP65，满足室外 安装使用要求； 2）可同时接入 16路光伏方阵，每路光伏方阵的最大允许电流为 20A； 3）光伏方阵的最大开路电压值为 DC1000V； 4）每路光伏方阵配有光伏专用高压直流熔丝进行保护，其耐压值为 DC1000V； 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 10 页/共 33 页 5）直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用高 压防雷器； 6）直流输出母线端配有可分断的直流断路器； 7）汇流箱具有对光伏组件阵列的状态、熔丝状态、防雷器状态、断路 器状态等等监视功能，通过 RS485远程传输； 8）产品内置防反二极管； （2）技术参数如下： 最大开路电压(VDC) 1000 输入路数 2 每路输入电流（A） 15 防水端子 PG21 光伏专用防雷模块 有 直流输出断路器 有 连续运行时间 可连续运行 机箱尺寸（深*宽*高mm） 300*350*180 安装方式 壁挂式 防护等级 IP65(室外) 通讯功能(选配) RS232 重量（Kg） 15 环境 绝缘强度（VAC） （输入和输出） 1500，一分钟 噪音（dB、1米） ≤10 使用环境温度(℃) -25～+65 环境湿度 0～99% 使用海拔(m) ≤5000 （3）汇流箱电气原理图 SPD防雷器 直流输出（+） 直流输出（-） S1 S2 S1 S2 电池串列2（+） 电池串列1（+） 电池串列2（-） 电池串列1（-）光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 11 页/共 33 页 汇流箱外观 汇流箱内部接线图 5、交流断路器 本系统采用单相交流断路器，选用正泰公司的 DZ47-60 C32型号断路器，具体参 数如下： 光伏太阳 阳能并网发电 电系统设计方 方案 设 第 设计人：申小 第 12 页/共 波（Mellon） 33 页 ） Em mail: sxb8383838@126.com 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 13 页/共 33 页 6、并网逆变器设计选型 （1）并网逆变器的选用主要根据下列要求： 1）逆变器额定功率=0.85-1.2Pm； 2）逆变器最大输入直流电压光伏方阵空载电压（Vo c） ； 3）逆变器输入直流电压范围光伏方阵最小电压； 4）逆变器最大输入直流电流光伏方阵短路电流（Isc） ； 5）逆变器额定输入直流电压=光伏方阵最大功率电压（Vm） ； 6）额定输出电压=电网额定电压； 7）额定频率=电网频率； 8）相数=电网相数； （2）并网逆变器的输出波形畸变、频率误差等应满足并网技术要求。此外，必须 具有短路、过压、欠压保护和防孤岛效应等功能。 （3）本并网发电系统属于可逆流并网发电系统，因此，选用并网逆变器必须要具 备自动切换市电功能，这里暂选南京冠亚 GSG-5KSL-TW型并网逆变器，具体技术参 数如下： 1）技术指标 隔离方式 工频变压器隔离 通讯借口 标配 RS232 额定功率（KW） 5 电磁兼容性 IEC61000-6-3 允许最大组件方阵功率 （KW） 5.5 电网干扰 IEC6100-3-2/-3 最大输入电压（VDC） 420 电网检测 AS4777 ，符合 VDE0126-1-1:2010 最大输入电流（A） 36.6 过载运行 自动调节运行峰值 MPPT范围（VDC） 150~420 设备夜间自耗电能 （W） ＜1 额定交流输出功率（KW） 5 直流电压波纹 Vpp＜10% 电网额定电压（VA C） 230 防护等级 IP65（室外） 额定电网频率（Hz） 50 孤岛效应保护 Va c，Fac 最大效率 94.5% 冷却方式 强制风冷 欧洲效率 93.5% 使用环境温度 -20~60℃（＞45℃降 额） 显示方式 LED显示（无按钮） 使用环境湿度 0~95%（不结露） 额定功率下总谐波电流 ＜4%（额定功率） 允许海拔高度 6000m，＞3000m时， 开始将额 功率因数 ≥0.99（额定功率） 参考尺寸（长宽高） mm 600×474×260 MPPT精度 99% 参考重量（Kg） 69 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 14 页/共 33 页 2）电路框图 3）效率曲线 7、电缆设计选型 系统开路电压为：376V；短路电流为：17.5A；工作电压为：314V，工作电流为： 15.96A。 （1）直流端： 1）光伏阵列与汇流箱之间：采用 2.5mm²铜导线，承受电流范围： 16A~25A； 2）汇流箱与逆变器之间：采用 4mm²铜导线，承受电流范围：25A~32A； （2）交流端 1） 逆变器与交流断路器之间： 采用 4mm²铜导线， 承受电流范围： 25A~32A； 2）逆变器与交流负载之间：采用 4mm²铜导线，承受电流范围：25A~32A； 3）交流断路器与电网之间：采用 4mm²铜导线，承受电流范围：25A~32A； 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 15 页/共 33 页 8、方阵支架 因本并网发电系统为屋顶平铺设置，太阳能组件阵列支架采用屋顶导轨支架，支 架倾角设为 37度。 9、配电室设计 由于并网发电系统没有蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电系统，因此，如 果条件允许的话可以将并网发电系统逆变器放在并网点的低压配电室内， 否则只要单独 建一座 2~3 平米的低压配电室就可以了。 10、接地及防雷 为了保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行，要对这套系统采取防雷措施。 主要有以下几个方面： （1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设 的同时，选择附近土层较厚、潮湿的地点，挖一个 2米深地线坑，采用 40扁钢，添加 降阻剂并引出地线，引出线采用 35mm²铜芯电缆，接地电阻应小于 4Ω。 （2）在配电室附近建一避雷针，高 10~15米，并单独做一地线，方法同上。 （3）太阳电池方阵电缆进入配电室的电压为 DC220V，采用 PVC 管地埋，加防雷 器保护。此外电池板方阵的支架应保证良好的接地。 （4）并网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护（并网逆变器内有交流输出防雷 器） 。 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 16 页/共 33 页 11、数据采集检测系统 本并网发电系统采用南京格瑞能源科技有限公司的数据采集监测系统，实时监控 界面如下： （部分展示） 中文实时监控信息第一页 中文实时监控信息第二页 点击浏览下 一页信息 实时信息显 示 点击返回菜 单页 点击浏览上 一页信息 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 17 页/共 33 页 六、仿真软件模拟设计（PVSYST） 1、初步模拟设计结果 详见： 《PVSYST 初始模拟【5kWp并网】 》 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 18 页/共 33 页 2、精确模拟设计结果 详见《PVSYST精确模拟【5kWp并网】 》 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 19 页/共 33 页 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 20 页/共 33 页 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 21 页/共 33 页 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 22 页/共 33 页 七、接入电网方案 系统接入电网方案需根据当地电网营业厅出台的政策和要求为准。 本系统暂选定为单相 230V并网。 八、设备配置清单及详细参数 序号 名称 供应商 规格 单位 数量 备注 1 太阳电池组件 江阴浚鑫 250W多晶 块 20 2 直流防雷汇流箱 南京冠亚 2 进 1 出 套 1 3 并网逆变器 南京冠亚 GSG-5KSL-TW 台 1 并网型单相相两线 4 交流断路器 正泰电器 DZ47-60 C32 只 1 5 电线电缆 苏州宝兴 2.5mm² 米 100 6 苏州宝兴 4mm² 米 50 7 光伏支架 江阴聚鑫 米 24 8 数据采集系统 南京格瑞 套 1 9 避雷器及接地设备 套 1 避雷针高 10~15 米 10 配电室 自建 2~3 ㎡ 座 1 九、系统建设及施工 项目的施工包括：配电室及太阳电池支架的基础制作、配电室，太阳电池支架制作安 装、太阳能电池方阵的安装、电气设备的安装调试、系统的并网运行调试。 1、施工顺序 基础及配电室土建施工——太阳电池支架制作安装——太阳电池方阵安装调试——电 气仪表设备安装调试——并网运行调试——试运行——竣工验收。 2、施工准备 （1）技术准备 技术准备是决定施工质量的关键因素，它主要进行以下几方面的工作： 1）先对实地进行勘测和调查，获得当地有关数据并对资料进行分析汇总，做 出切合实际的工程设计。 2）准备好施工中所需规范，作业指导书，施工图册有关资料及施工所需各种 记录表格。 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 23 页/共 33 页 3）组织施工队熟悉图纸和规范，做好图纸初审记录。 4）技术人员对图纸进行会审，并将会审中问题做好记录。 5）会同建设单位和设计部门对图纸进行技术交底，将发现的问题提交设计部 门和建设方，并由设计部门和建设方做出解决方案（书面）并做好记录。 6）确定和编制切实可行的施工方案和技术措施，编制施工进度表。 （2）现场准备 1）物资的存放 准备一座临时仓库：主要贮存并网发电系统的逆变器、太阳电池、太阳电池支 架、线缆及其它辅助性的材料。 2）物资准备 施工前对太阳能电池组件、方阵支架、并网逆变器等设备进行检查验收，准备 好安装设施及使用的各种施工所需主要原材料和其他辅助性的材料。 3、工程施工 （1）本光伏发电系统主要安装于屋顶，不需要另外占地； （2）安装所在的单片楼顶，南北朝向不需要进行大的工程建设和改造，总面积为 32㎡。 十、系统安装及调试 1、太阳电池组件安装和检验 （1）浚鑫公司生产的 JT250PLe 型光伏组件的重量约为 19.5kg，光伏安装支架的重 量一般为 2.5～3.5kg/㎡， 本并网发电系统总共使用 20块组件， 安装面积约为： 33.2m²。 整个光伏组件系统以及安装支架的总重量约为 500kg，平均每平方米的重量为 15.4kg。 按照一般情况下的建筑设计标准，此重量在屋顶结构承重范围内。 （2）预建太阳电池阵列架基柱，检查其横列水平度，符合标准再进行铁架组装。检 测单块电池板电流、电压，合格后进行太阳电池组件的安装。最后检查接地线、铁架紧 固件是否紧固， 太阳电池组件的接插头是否接触可靠， 接线盒、 接插头须进行防水处理。 检测太阳电池组件阵列的空载电压是否正常，此项工作应由组件提供商技术人员完成。 （3）太阳能光伏阵列安装时需注意的问题： 1） 电池板排列应主要考虑串联数和并联数， 不能造成电池板闲置浪费等问题。 阵列数应和串并联数合理配合，方便分组连线。 2）电池板一定要考虑散热问题，在夏天很热的时候因温度升高而造成功率损 失不容忽视，应设计通风道。通常单块太阳能电池之间保持间隙 5 至 10cm，太阳 能电池阵列离地的距离也在 5 至 10cm。 3）光伏阵列电池板之间应该留有专门的维修通道。 4）光伏建筑一体化屋顶阵列应充分考虑排水问题。 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 24 页/共 33 页 5）光伏建筑一体化还要考虑安装形式适不适宜接线问题。 6）太阳能光伏阵列的安装应充分考虑其所在建筑本身结构的承重能力，支架 的承重点要绝对保证座落在建筑主体大梁上， 以免留下安全隐患或是造成施工事故。 7）在太阳能光伏阵列的安装需要破坏楼顶部分结构时，应充分论证，在不影 响楼体安全与防水条件的情况下进行。 8）如果整个系统由多个子系统构成，太阳能光伏阵列的安装应注意考虑各个 子系统的均衡，与配电房间的距离等。 9）在太阳能光伏组件安装时，应尽量避免在风大天气，以防安装组件时因风 大而对施工人员人身安全或是组件本身的结构造成非预期的危害或是损害。 （4）太阳能光伏阵列支架设计的基本要求： 1）应遵循用料省、造价低、坚固耐用、安装方便的原理进行太阳能光伏阵列 支架的设计生产和制造。 2） 太阳能光伏阵列支架应选用钢材或铝台金材料制造， 其强度应可承受 1 0 级 大风的破坏。 3）太阳能光伏阵列支架的金属表面，应镀锌、镀铝或涂防锈漆，防止生锈腐 蚀。 4）在设计太阳能光伏阵列支架时，应考虑当地纬度和日照资源等因素。既要 考虑与建筑本身的结合度， 也要在这个基础上充分优化调整太阳能光伏阵列的向日 倾角和方位角的结构， 以便充分地接受太阳辐射能， 增加太阳能光伏阵列的发电量。 5）太阳能光伏阵列支架的连接件，包括组件和支架的连接件、支架与螺栓的 连接件以及螺栓与方阵场的连接件，均应用电镀材料或不锈钢钢材制造。 2、总体控制部分安装 参照产品说明书的要求，对并网逆变器、太阳电池组件、交流电网的低压配电室按 相应顺序连接，观察并网逆变器的各项运行参数，并做好相应记录，将实际运行参数和 标称参数做比较，分析其差距，为以后的调试做准备。 3、检查和调试 （1）根据现场考察的要求，检查施工方案是否合理，能否全面满足要求。 （2）根据设计要求、供货清单，检查配套元件、器材、仪表和设备是否按照要求配 齐，供货质量是否符合要求。对一些工程所需的关键设备和材料，可视具体情况按照相 关技术规范和标准在设备和材料制造厂或交货地点进行抽样检查。 （3）现场检查验收：检查太阳电池组件方阵水泥基础、配电室施工质量是否符合要 求，并做记录。此项工作应由组件供应商技术人员完成。 （4） 调试是按设备规格对已完成安装的设备在各种工作模式下进行试验和参数调节。 系统调试按设备技术手册中的规定和相关安全规范进行， 完成后须达到或超过设备规格 所包含的性能指标。如在调试中发现实际性能和手册中的参数不符，设备供应商须采取 措施进行纠正，达标后才具备验收条件。 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 25 页/共 33 页 4、并网电站建设流程图 现场勘查、工程规划、定位放线、场地平 整 太阳电池基础 电站配电室建设 支架及组件安装 电站围栏建设 电缆连接敷设 设备安装定位 并网调试运行 试运行 验 收 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 26 页/共 33 页 十一、运行及维护注意事项 1、系统试运行 2、日常维护 （1）组件及支架的维护 1）定期清洁 使用干燥或潮湿的柔软洁净布料擦拭组件表面， 严禁使用腐蚀性溶剂或者 硬物擦拭组件表面；应在辐照度低于 200W/m²的情况下清洁组件，不宜使用 与组件温度大的液体清洗组件。 2）定期检查 若发现如下问题，应立即调整或者更换： ①组件存在玻璃破碎，背板焦灼，明显颜色变化； ②组件中存在与组件边缘或者任何电路之间形成连通通道的气泡； ③组件接线盒变形、扭曲、开裂或烧毁，接线端子无法良好连接； 3）组件上的带电警告标识不得丢失； 4）使用金属边框的组件，边框和支架应结合良好，两者之间接触电阻不大于 4Ω，边框必须牢固接地； 5）在无阴影遮挡条件下工作时，在太阳辐照度约 500W/m²以上，风速不大 于 2m/s的条件下，同一组件表面（电池正上方区域）温度差异应小于 20℃。 6）使用直流钳型电流表在太阳辐照度基本一致的条件下，测量接入同一个直 流汇流箱的各光伏组件串的输入电流，其偏差应不大于 5%。 7）直接所有的螺栓、焊缝和支架连接应牢固可靠，表面的防腐涂层，不应出 现开裂和脱落现象，否则要及时补上。 （2）汇流箱的维护 1 ）汇流箱不得存在变形、锈蚀、漏水和积灰现象，箱体外表面的警示标识应 完好，箱体上的防水锁启闭应灵活； 2）箱内接线端子不应出现松动，锈蚀现象； 3）箱内直流熔断丝的规格应符合设计要求； 4）直流输入母线的正极对地、负极对地的绝缘电阻应大于 2MΩ； 5）直流输出母线端配备的直流断路器，气分断能力应灵活、可靠； 6）箱内防雷器应有效，符合设计要求； （3）逆变器的维护 1）逆变器结构和电气连接保持完整，不允许存在锈蚀、积灰现象，散热环境 良好，运行时不应有较大的振动和异常噪声； 2）逆变器上的警示标志应完整； 3）逆变器中模块、电抗器、变压器的散热器风扇根据温度自行启动和停止功 能应正常， 散热风扇运行时， 不应有较大振动和异常噪音， 如有异常应断电检查； 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 27 页/共 33 页 4）定期将交流输出侧（网侧）断路器断开一次，逆变器应立即停止向电网馈 电； 5）逆变器中直流目线电容温度过高或超过使用年限，应及时更换； （4）电缆的维护 1） 电缆不应在过负荷的状态下运行， 电缆的铅包不应出现鼓胀、 龟裂等现象； 2）电缆在进出设备处的部位应封堵完好，不应存在只精大于 10mm 的孔洞， 否则用防火堵泥封堵； 3）在电缆对设备外壳压力、拉力过大部位，电缆的支撑点应完好； 4）电缆保护钢管口不应有穿孔、裂缝和显著凹凸不平，内壁应光滑；金属电 缆管不应有严重锈蚀，不应有毛刺、硬物、垃圾，如有毛刺，挫光滑后用电缆外 套包裹并扎紧； 5）应及时清理室外电缆井内的堆积物，如电缆外皮破损，应立即处理； 6）检查室内电缆明沟时，要防止损坏电缆，确保支架接地与沟内散热良好； 3、注意事项 （1）安装驱鸟装置，防止鸟类粪便遮挡组件，造成热斑效应。 （2）如果知道已经出了问题，通过测试和分析结果就可确定其位置的一些基本的 测试，用电压表电流表，比重计，钳子、螺丝刀和可调板手来完成，在检修时建议带上 手套，防护镜和胶鞋。 （3）在检测电路前要保证两个人都知道电源开关在何处，怎样操作。记住，安全 第一，只要有太阳，阵列就会产生电力，而且两个以上的组件在最坏的天气状况下所产 生的电能就能死一个人。 （4）应经常测量将要触摸的导线的和接触器的电压，在知道导线电压、电流之前 不要断开连接。 光伏太阳能并网发电系统设计方案 设计人：申小波（Mellon） Email: sxb8383838@126.com 第 28 页/共 33 页 十二、设计图纸 1、安装场地（屋顶）示意图 2、组件分布示意图 8100 Roof Top