某酒楼分布式光伏发电方案设计

1、某酒楼分布式并网光伏发电项目1. 项目概况某酒楼建筑面积较大，有多个建筑体，均为低层建筑，形状各异。各个建筑 体的屋顶形式各异，有的采用平面水泥屋顶，有的采用斜面彩钢瓦屋顶。各屋顶 的朝向也各不相同，有的是南北朝向，有的为东西朝向。就安装太阳能光伏板而言，应该说酒楼的所有建筑物的楼顶均可以安装太阳 能光伏板，只是安装的方式、便捷性和光伏利用率不同而已。 就安装的便捷性和 光伏利用率来讲，楼顶为平面的水泥面的和采用斜面彩钢瓦屋顶且朝向为南北朝 向的建筑物安装太阳能光伏板最为适宜。根据业主意向，拟初步安装 50KW的太阳能光伏板，需占用屋顶面积约 500 平方米。通过对酒楼所有屋顶的全面分析，本项

2、目初步确定将 50KW的太阳能光 伏板集中安装在酒楼一栋朝向呈南北向、 屋顶采用斜面彩钢瓦的建筑物的屋顶上（见图1所示）。本项目之所以选择这栋建筑屋顶，主要有以下几个方面的考虑：（1）屋顶的单体面积比较大，目测要远大于 500平方米。可以安装下50KW 的光伏组件，给人整体性强。（2）该栋建筑屋顶为斜面，屋顶采用彩钢瓦，安装光伏组件比较便捷。另 外，该栋建筑物朝向为南北方向，太阳能光伏利用率比较好。（3）该栋建筑物临近酒店大厅，位置比较突出、显眼，屋面安装太阳能光 伏板后，整栋建筑会显得更加整洁、美观，可视性强，能起到一定的美化作用。根据初步了解和实地查看，酒楼目前装电总容量为 2000KVA

3、最低常用负荷 至少会大于50KW。本次计划安装的50KW勺分布式光伏发电量完全可以由酒楼 全部消耗掉，基本不存在向公用电网送电的可能性。 这样可有效发挥光伏发电的 效益和实现最大价值。光伏组件安装在该楼顶图1太阳能光伏组件拟安装的楼顶指示图2. 光伏组件数量就、安装面积测算及安装方案本项目拟采用270W的多晶硅太阳能电池光伏组件， 组件尺寸为1690X 992X 50。由此，可测算出光伏组件的安装面积及光伏组件的数量。计算方法如下： 2.1光伏组件的数量本项目拟安装光伏组件容量为 50KV，每个光伏组件的功率为270Vy因此光伏 组件的数量为：M =50000- 270=185.19 (块)，

4、实际取 186 块故本项目拟实际采用光伏组件数量为 186块，理论最大容量为50.22KW 2.2光伏组件安装面积本项目光伏组件通过导轨直接安装在彩钢瓦的屋面上.每块光伏板之间需留2cm的间隙用于安装组件固定压块。因此每块光伏板实际占用面积为1.690 X0.994=1.68m2。由此可计算出光伏组件的安装面积：S =1.68 X 186=312.5 (mi)考虑到光伏组件在安装时要留有一定的维护通道，故光伏组件实际安装时， 需要的面积要比计算面积要大些，至于具体大多少，要根据光伏组件实际布局方 案来确定。2.3光伏组件安装方案(1) 光伏组件布局方案本项目拟采用的光伏组件总数量为186块，将

5、其平均分为两组，一组安装在朝南面的屋顶，另一组安装在朝北面的屋顶，如图2所示。北面屋顶安装92块,分4排，每排23块板；南面屋顶安装94块，也分为4排，其中2排位23块,另外两排为24块。光伏组件的排布见图3所示。图2光伏组件屋顶安装的位置示意图一组安装在 南面屋顶图3屋顶光伏组件布局示意图（2）光伏附件安装方法由于屋顶为斜面彩钢瓦屋顶，可使用彩钢瓦专用链接件（见图4所示）先将 连接件固定在彩钢瓦的楞上，然后再在连接件上固定导轨（见图 5、6所示）。将 导轨固定好后，再在导轨上安装光伏组件。其安装后的效果图如图 7所示。图4连接件及安装示意图5导轨安装示意1图6导轨安装示意2(a)(b)图7光

6、伏组件安装效果示意3. 本项目系统总体构成方案3.1 一般分布式光伏并网发电系统基本构成图8为一般分布式光伏并网发电系统的总体构成示意图。首先按光伏逆变器输入的要求将光伏组件组成相应的串并联整列，然后将其接入汇流箱，由汇流箱将光伏直流电流送入到光伏控制器及逆变器，最后由逆变器将光伏直流电变为交流电通过开关接入到大楼的相应配电箱或配电柜。大楼配电箱或光伏板整列光伏控制器 及逆变器低压断路器计量电度表图& 一般分布式光伏并网发电系统构成示意图在实际应用中，根据逆变器的选型和配置以及光伏组件的接入情况， 大致可 分为逆变器集中式模式、分布式逆变器模式（有的又称为组串式模式）和微型逆 变器嵌入式模式（

7、也有称为组件式）三种。图 9为三种模式的构成原理示意图。C)1 I_ w=/ =/集中式图9常用并网光伏发电系统三种模式的原理示意3.2本项目系统方案选择本项目拟采用分布式（串组）逆变器模式。其系统具体构成如图 10所示。图 中，逆变器采用单相10KW的逆变器，逆变器具有四组串输入，每个组串为 10 个270W的组件串接。四组组串的总功率为10.8KW整个系统共采用5个逆变器， 接入光伏组件数共186个，总功率约为50KW逆变器的交流侧通过单相断路器接入交流汇流箱的交流母线，然后再通母线输出总断路器接入酒店电房的总配电开关柜内。总断路器出口接电度计量表。为了有效监测每个逆变器的工作状态及相关的

8、电量参数， 每个逆变器都配置 有通讯接口。逆变器的通讯采用电力载波通讯方式。 本系统配置一个总的监测终 端，用于集中监测所有逆变器的状态信息和相关电量参数。在位置布局上，5个逆变器采用壁挂式直接安装在顶楼楼道的墙面上上。交 流汇流箱可以安装在该楼的配电箱旁边。 计量电度表可直接安装在汇流箱内，也 可以单独安装在汇流箱旁边。监测终端可以计量电度表安装在一起， 也可以根据 需要安装在合适的位置。MBill【卜*4吗町rH1flw卅逆 变 器交流汇流箱电度表电网图10本项目系统构成示意图4、投资与经济分析4.1佛山日照峰值小时数日照时数是指 太阳每天在垂直于其光线的平面上的辐射强度超过或等于120W

9、/m2的时间长度。佛山地处东经113 06北纬23 02年平均气温28.8 C。根据资料统计，佛山年日照时数约在16731718小时之间，单位面积年平均太阳能总辐射量为1385.56(KW/)。由于光伏组件的峰值功率是在1KW/m 的太阳能辐射量下计算的，由此可以确定在佛山光伏组件年日照峰值小时数为 1385.56h。4.2本项目年平均发电量计算并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、并网逆变器效率、交流并网等二部分组成。(1) 光伏阵列效率n 1光伏阵列在1000W/R1太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率 之比。光伏阵列在能源转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失

10、、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度及直流线路损 失等，在这里可以估算取n 仁 92 %(2) 并网逆变器转换效率n 2并网逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，本项目所采用逆变器的效率为96 %，即卩n 2=96%(3) 系统总效率nn =n 1 Xn 2=92%x 96% 88%(4) 年平均发电量第一年可利用小时数为：日照峰值小时数x综合效率，日照峰值小时数与光 伏发电系统效率相乘，得到光伏发电系统的第一年可利用小时数为：1385.56 X88% =1219h。本项目设计装机容量为140KW所以该项目首年发电量为：Q仁50KX 1219h=60950 (kWh)若本

11、项目拟采用的太阳能电池组件的光电装换效率衰减速率为 2年内不超 过2%,10年衰减不超过10 %、25年衰减不超过20 %。如项目运营期为25年， 25年运营期内发电量逐年递减为： Q=6095(X (20 %-25)487 ( kWh)5.3本项目投资与效益分析本项目投资估算根据目前市场行价以及本项目实际情况分析， 本项目投资成本每瓦约10元人 民币。本项目总安装容量为50KW，因此可估算出本项目需投资约 50万元人民币。 计算公式如下：50X1000X10=500000元本项目电费收益假设本项目所发电量全部供酒店使用，本项目使用企业为商业用电，目前电 费为1.05元/每度，目前国家公布的电

12、费补贴标准为 0.42元/每度，不考虑电费 价格变化和补贴政策变化，表一为 25年本项目电费收益。表一：25年电费收益明细表年份发电量年直接使 用电费收 益（元）年国家补贴电费收益（元）年总发电 收益（元）累计收益（不含补贴）（万元）累计收益（含补贴）（万元）第1年60950636202559989219第2年60463631092539588504第3年5997662598251918778918.932726.5512第4年59489620872498787074第5年5900261576247838635931.29943.8945第6年5851561065245798564452.45

13、89（收回投资）第7年5802860554243758492943.460960.9518第8年5754160043241718421449.4652（收回投资）第9年57054595322396783499第10年5656759021237678278461.320586.0015第11年56080585102355982069第12年55593579992335581354第13年55106574882315180639第14年54619569772294779924第15年5413256466227437920990.0645126.321第16年53645559552253978494

14、第17年53158554442233577779第18年52671549332213177064第19年52184544222192776349第20年51697539112172375634117.531164.853第21年51210534002151974919第22年50723528892131574204第23年50236523782111173489第24年49749518672090772774第25年49262513562070372059143.72201.5975本项目效益分析本项目总投资为50万元，从表一可以分析出以下几个方面:(1)投资回报期计算国家电费补贴6年不计国家

15、电费补贴8年(2)10年期投资年均回报率计算国家电费补贴21.3%不计国家电费补贴15%(3)15年期投资年均回报率计算国家电费补贴20.9%不计国家电费补贴14.9%(4)20年期投资年均回报率计算国家电费补贴20.5%不计国家电费补贴14.6%(5)25年投资年均回报率计算国家电费补贴20.0%不计国家电费补贴14.3%佛山市贝瑞尔电气科技有限公司是一家由企业家、教授和归国留学人员为主要股东的高科技民营股份制企业。凭借雄厚的研发实力， 在电力电子领域有自己独到的核心技术与专利。公司主要致力于电力电子技术相关产品与整套方案的研究、开发与应用。目前公司的主要产品有：电力工程直流电源，有源和无源型动态无功功补偿装置、滤波装置及核心元件，风力发电并网和离网型逆变电源，光伏发电并网和离网型逆变电源，应急逆变电源，动力锂电能源回馈系统方案。公司技术力量雄厚，专业性强，研制、开发和生产电力电子产品的经验丰富。 公司拥有一批行业领