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10kW太阳能光伏系统典型设计全过程

固德威光伏逆变器 2019-08-02 12:14 次阅读

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

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)

RS485/Wi-Fi/GPRS

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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