随着太阳能发电越来越火爆,工商业光伏发电越来越受到企业主的青睐,同样村级电站也逐渐成为扶贫的主要模式,规模一般在50kw以上;商用项目一般安装在工业厂房屋顶,以自发自用、余电上网为主,村级电站和地面电站建设则需要考虑用地类型,提前确认好土地性质,一般以全额上网为主。
此次小固探查了一个1.2MW工商业屋顶项目, 本文将从:项目勘察-组件的选择及安装排布-支架及接地-逆变器及应用现场-线缆选型及铺设-交流汇流箱-整体设备清单系统图-发电量等八个环节,跟大家分享它的设计全过程。以期为典型分布式工商业光伏电站设计提供参考。
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项目地勘查
项目地是处于江苏省苏州市的一家工业屋顶,屋顶是水泥平面屋顶,承载能力符合分布式光伏要求,周围无阴影遮挡,适合安装光伏系统。(屋顶荷载计算参考小固期刊第三期<光伏系统常见问题屋顶荷载计算>)
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组件
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组件的选择
先确定组件的规格,再根据项目现场的大小选取合适的逆变器,组件选取市面上常见的晶硅260Wp的组件,该组件的大小为1640mm*990mm*35mm,可铺设4620块。组件的峰值功率Pmax=260Wp,峰值电压Vmpp=30.9V,峰值电流Impp=8.42A,开路电压Voc=37.7V,短路电流Isc=8.89A.
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组件的安装角度
光伏组件的安装角度是整个系统获得最佳发电量的最重要因数,国内一般组件朝南放置,安装倾角根据各地区纬度不同有一个最佳倾角。(具体地区安装最佳倾角可在“固德威光伏社区-固有料-光伏小工具”下查找)
苏州市安装最佳倾角
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组件的阵列间距
最小间距应保证冬至日9点至15点期间,光伏组件不出现遮挡,计算公式如下:
计算可得较好的间距:
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组件的具体排布
根据绘测,项目现场可排布组件数量为4620块,总的项目容量约为1.2MW。
现场采用双竖排的安装方式,阵列前后的间距设计超过1.5m,不存在组件之间的遮挡问题。
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支架(含接地)
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先制作做水泥压块(尺寸40cm*40cm*30cm),同时预埋U型螺栓;等风干后安装支架和组件,组件边框采用边压块跟螺栓方式进行固定。
预做水泥墩子组件边框固定
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支架接地
支架底部焊接扁钢和建筑屋顶的接地网接在一起,构成网格。
组件边框接地
支架接地
光伏系统接地接到接地网上
当整个接地网焊接完成后,马上用电阻仪进行接地电阻值测试,当接地电阻R≤4欧姆满足工作接地的要求。
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逆变器的选择
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工业并网点为380V,朝向基本一致;组件总功率约为1.2MW,可选择技术成熟、转换效率高的GW50K-MT的逆变器 22台,容配比为1.1符合苏州地区最佳容配比。
GW50K-MT
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现场逆变器图片
现场共使用22台逆变器,逆变器安装在楼顶,不可避免的有阳光直射,所以在现场安装了盖板,可以有效减少逆变器升温,阳光直射对逆变器寿命的影响。(但是现场发现逆变器散热空间不够,用户手册要求左右间距为1.2m,上方0.2m)
1#楼逆变器图片(4台GW50K-MT)
2#楼逆变器图片(3台GW50K-MT)
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线缆选择
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直流线缆多为户外铺设,其需要防潮、防晒、防寒、防紫外线的特点,所以选择光伏认证的专用线缆,线径为 PV1-F 1*4mm²。
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交流线缆用于将逆变器交流侧与交流并网柜相连,除了要考虑防潮、防晒、防寒、防紫外线,还要考虑到交流电压损失和线径载流量,所以MT选用线径5*35mm²的YJV型线缆。(线缆的选型可参看小固期刊第一期《如何为光伏电站选择合适的电缆》)
交流线缆桥架铺设
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交流汇流箱选择
楼1#配电箱(四进一出)
楼2#配电箱(三进一出)
1、逆变器输出端直接连接到该4P断路器上,断路器可以迅速切断故障电流,逆变器最大交流输出电流为80A,空开规格按照逆变器最大电流的1.25倍,选择100A的塑壳断路器。
2、三台逆变器汇流之后总的断路器为额定电流为350A的塑壳断路器。接到该断路器的电缆通过铜排连接,线径为150mm²。
3、熔断器(保险)是一种过电流保护器,当被保护电路的电流超过规定值,熔丝熔断使电路断开起到保护的作用,一般在防雷浪涌失效之后才会动作。
4、浪涌保护器用于抑制瞬态过压低于设备耐受冲击过电压,泄放电涌能量,从而保护系统电路及设备。规格Uc:750V Imax:40KA In:20KA Up≤2.6KV,浪涌的下面一定要接地。
注:多台逆变器通过交流汇流箱汇总后统一接入常用变压器并到电网。
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整体方案
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设备清单
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系统图
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发电量
苏州地区的光照按照全年1400小时计算,该项目首年发电量预估为1680000度电。
发电量估算
总结
鉴于近期村级电站的兴起和工商业项目的推广,小固从设备选型、系统方案、电量预测分析了工商用电站设计过程。
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