一. 前言
小固前期推出的《5kW家用光伏系统典型设计全过程》得到了大家的积极反响,也有很多朋友给小固提出宝贵意见,在此基础上,小固在这一期想和大家分享一下10KW光伏系统的设计和安装过程。
二. 设计过程
1.项目简介
项目安装在某公司的彩钢瓦屋顶上,屋顶面积在100平,其能够铺设40块光伏组件。最终预设的光伏系统装机容量可达10kW左右,根据勘察初步规划采用一台10KW三相双路逆变器接入到380V低压电网的设计方案。后期计算按照上海光照条件。最终设计的光伏组件排布图如下所示:
图1彩钢瓦屋顶光伏组件排布图
2.组件选型
选用常见的晶硅组件,以下是一组常见的组件参数。
图2 组件性能参数
GW10KN-DT可超配至13kW,根据上海光照条件,考虑全寿命周期进行合理超配,项目选用260Wp组件。
3.支架选型
10KW的光伏项目可以安装在很多地方,譬如车棚、别墅、户用平屋顶、商用彩钢瓦屋顶等。
标号1为别墅瓦屋顶、标号2为户用屋顶、标号3为商用彩钢瓦屋顶,标号4为商用平屋顶。用户可以根据不同的屋顶选择相应的支架。
本文讲述的项目安装在商用的彩钢瓦屋顶上。光伏支架采用夹具型的安装方式,其具体的安装流程如下所示:
1)将夹具螺丝固定在彩钢瓦上,采用内六角螺丝固定,根据设计图纸,一次性固定所有的彩钢瓦夹具。
2)将导轨用内六角螺栓与滑块螺母固定在夹具上
3)将光伏组件按照图纸放置于横梁上,第一块组件放置完毕后,采用单侧压块的方式固定。
4)然后依次放置其他组件,采用单双侧压块紧贴光伏组件的方式,依次用螺丝将组件固定好。
在安装过程中,小固提醒您务必要做好屋面的防水工作,合理的布置线缆,留后期运维的通道。
4.逆变器选择
根据实际现场勘察可知,彩钢瓦屋面为南北方向,倾角在5度左右,因属于不同面,要使用带2路MPPT的10KW逆变器,同时项目所在地的并网点电压为400V,根据上述条件,最终选择了GW10KN-DT的逆变器,其能够满足项目现场的需求。
项目条件 | 逆变器选择 | |
组件 | 组件朝向两个方位 | GW10KN-DT |
并网点电压 | 400V |
图3 GW10KN-DT逆变器实物图
5、线缆的选择
直流侧 | PV1-F 1*4mm² |
交流侧 | YJV-5*6mm² |
Ø 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。
Ø 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,所以选用YJV型电缆,线径选择 5*6mm²的线缆。
6.配电箱配置
下图是项目现场使用的10KW交流配电柜接线图,它是由逆变器端断路器(标号1)、三相自复式过欠压保护器(标号2)、浪涌前级保护器(标号3)、浪涌保护器(标号4)刀闸(标号5)组成。
图4 三相配电柜实物图
其电气的接线图如下所示:
图5 三相配电柜电气设计图
接下来小固就对交流配电柜里面具体的元器件参数和功能进行介绍:
有时也会将电表装下交流配电柜中,各个地方电网公司的要求不一样,使得交流配电柜内部低压配电设备也会有所不同。用户需根据当地电网公司的要求进行交流配电柜的具体设计。
7、接地措施
经项目地勘察测量,彩钢瓦屋面的厚度大于0.5mm,其可以直接作为接闪器,引下线(钢柱)与彩钢瓦采用螺栓链接,最后引下线与螺旋地桩相连,打到地上。具体的接地方法详见传送门-光伏系统常见问题—接地那些事儿。
三. 设计方案
1.详细配置清单
序号 | 材料名称 | 数量 |
1 | GW10KN-DT | 1台 |
2 | 组件260Wp | 40pcs |
3 | 光伏专用直流线缆(4mm2) | 若干 |
4 | 交流线缆(6mm²) | 若干 |
5 | 导轨支架 | 跟组件配套 |
6 | 交流配电柜(含必要的防雷、空开、过欠压保护等) | 1台 |
7 | 监控方式(可选配) | |
8 | 必要的计量装置(由供电公司提供) |
2.设计系统图
四. 收益计算
1.发电量计算
10KW的系统全年发电量按照10535 kwh来计算。首年衰减为2.5%,25年末最低功率为80%。
2.收益计算
多晶硅 | 首年末最低率: | 97.50% | 25年末最低功率: | 82.00% |
功率衰减以首年为参照 | ||||
年份 | 功率衰减 | 年末功率 | 年发电量(kWh) | 累计发电量(kWh) |
1 | 2.50% | 97.50% | 15330 | 15330 |
2 | 0.65% | 96.85% | 14946.75 | 30276.75 |
3 | 0.65% | 96.21% | 14847.744 | 45124.494 |
4 | 0.65% | 95.56% | 14748.738 | 59873.232 |
5 | 0.65% | 94.92% | 14649.731 | 74522.963 |
6 | 0.65% | 94.27% | 14550.725 | 89073.688 |
7 | 0.65% | 93.63% | 14451.719 | 103525.407 |
8 | 0.65% | 92.98% | 14352.713 | 117878.12 |
9 | 0.65% | 92.33% | 14253.706 | 132131.826 |
10 | 0.65% | 91.69% | 14154.7 | 146286.526 |
11 | 0.65% | 91.04% | 14055.694 | 160342.22 |
12 | 0.65% | 90.40% | 13956.688 | 174298.908 |
13 | 0.65% | 89.75% | 13857.681 | 188156.589 |
14 | 0.65% | 89.10% | 13758.675 | 201915.264 |
15 | 0.65% | 88.46% | 13659.669 | 215574.933 |
16 | 0.65% | 87.81% | 13560.663 | 229135.596 |
17 | 0.65% | 87.17% | 13461.656 | 242597.252 |
18 | 0.65% | 86.52% | 13362.65 | 255959.902 |
19 | 0.65% | 85.88% | 13263.644 | 269223.546 |
20 | 0.65% | 85.23% | 13164.638 | 282388.184 |
21 | 0.65% | 84.58% | 13065.631 | 295453.815 |
22 | 0.65% | 83.94% | 12966.625 | 308420.44 |
23 | 0.65% | 83.29% | 12867.619 | 321288.059 |
24 | 0.65% | 82.65% | 12768.613 | 334056.672 |
25 | 0.65% | 82.00% | 12669.606 | 346726.278 |
年平均发电量 | 13869.051 |
假设成本按照8元/W来算,整个光伏系统需花费8万元。每度电的收益按照1.0元/度(国家度电补贴+省级和地方补贴+上网电价)得到下表的数据:
年份 | 发电量(KWH) | 收益(元) |
第1年 | 15330 | 15330 |
第6年 | 89073.688 | 80823.203 |
第25年 | 346726.278 | 346726.278 |
由上表可知: 5.5年的时间可收回成本,25年总收益35万左右,除去成本,纯收益可达27万。(由于各地区年发电量、系统成本和补贴有差异,最后计算收益数据仅供参考。)
五.结论
在推出5KW光伏系统的配置后,小固再接再厉推出10KW的光伏系统典型设计全过程文档,后续小固还会跟大家分享更多关于光伏知识的实用文章,也请大家多多关注固德威太阳能学院!
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