国电南自--50KW商业屋顶光伏发电设计方案.doc

苏州中心项目50KW屋顶光伏（标段三）设计方案国电南京自动化股份有限公司2014年9月24日随着太阳能发电市场的发展和城市化进程的推进，太阳能发电与建筑的结合越来越受到人们的重视。我国太阳能科技工作者在最近十年也对屋顶 光伏发电技术做了许多研究与开发，最近几年随着太阳能光伏市场的迅速扩大，国家也出台了不少示范项目，但是真正把太阳能组件与民用建筑紧密结合的应用范例还不为多见。本文主要介绍南京某3kW屋顶光伏并网发电系统的最佳设计，可使屋顶光伏发电系统达到最大输出功率。 1系统原理 屋顶光伏并网发电系统就是将太阳能电池板安装在屋顶上，系统与常规电网相连，共同承担供电任务。当有阳光时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电转变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供给交流负载，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。在没有太阳的时候，负载用电全部由电网供给。 2案例分析 2.1项目简介 该项目是苏州中心标段三及标段四建筑屋顶50kW光伏发电系统设计方案。该建筑整体面向正南，屋面基本为平面结构。采用光伏发电并网型，光伏发电并网系统设备主要有屋顶方阵组件、逆变器、防雷汇流箱、交流保护开关、直流开关和计量仪器等。 2.2光伏组件方阵最佳倾角的确定 苏州位于北纬31o14，32o37，,属于北亚热带季风气候区，四季分明，雨水充沛，光能资源充足，年日照小时数为1438h左右，近年平均年太阳辐射量为28223386MJ/m2。根据相关资料可知光伏组件方阵最佳倾角为23度。 2.3逆变器的选择并网逆变器是光伏发电系统的核心部件和技术关键。并网逆变器可将光伏组件发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制。 项目根据安装容量国电南自STPPOWER系列。该系列逆变器采用高强度的不锈钢结构，具备过压、孤岛、短路、过载、过热等完善的保护功能，可达到较宽范围的MPPT电压和97.6%的最高效率。 2.4光伏组件的选型 为了有效利用太阳光，必须选择光电转换效率高的光伏组件作为系统的发电单元。项目采用了天合光能PC05系列的单晶硅太阳能电池组件，其参数见表12.5光伏组件的布置和安装 该项目在屋顶布置了200块单晶硅光伏组件，功率为50kW，连接方式为60块/串3串，20块/串1串以4串1并的方式接入一台并网逆变器。 为了解决屋面的承重能力、防水能力、抗风能力以及阴影遮挡等重要问题，同时光伏组件的布置也要与建筑物及周围的环境完美结合，采取以下安装设计方案：在整个屋面上采用镀锌不锈钢支架组装的方式，组装非常方便，同时将支架的重心设计在屋面的承重梁上，不仅解决屋面承重能力，也不破坏屋面防水层，还适应苏州的气候环境特点。 2.6光伏并网配电系统 光伏屋顶方阵接入防雷汇流箱，汇流之后接入并网逆变器的直流输入侧，逆变器的交流侧接入单相交流配电柜，有单相交流配电柜统一接入并网接入点。由于整个屋面的光伏组件容量为50kW，采用了可逆流的客户端并网方式，直接接入380V、 50Hz的电网。在整个配电系统中，每个单元都配有防雷模块，增强系统的防雷能力，提高系统的安全性和稳定性。 2.7系统每年可产生发电量理论发电量=年峰值日照小时数光伏电池总功率光电转换效率=18255080%=73000kWh。 2.8效益分析经济效益。光伏组件的使用寿命大约是25年，因此设定整个屋顶光伏发电系统的寿命为25年。根据各项组件的单价及数量，可估算得一次性投资成本。 初期投资成本共为600000元，；考虑整个系统使用周期25年内发电量为73000*25kWh，单价为0.77元/kWh。节能减排效益。该屋顶光伏并网发电系统总共发电量为73000kWh，可节约260.7t标准煤，并减少580.7t二氧化碳、17.5t二氧化硫、8.7t氮氧化物、158.4t粉尘。由此可见，该光伏发电项目有明显的节能减排效益。 3结论 50kW屋顶光伏并网系统设计中，其最佳倾斜角为23度,方阵共采用光伏组件数为200块，连接方