太阳能光电建筑应用示范项目实施方案.doc

太阳能光电建筑一体化应用示范项目实施方案目 录一、工程概况41.1项目地理位置41.2建筑类型41.3总平面图51.4建筑面积51.5用途51.6峰瓦值61.7项目目前实施进展情况6二、示范目标及主要内容62.1示范目标62.2示范技术要点72.3示范主要内容72.4建筑本体满足国家和地方建筑节能标准情况8三、技术方案931建筑围护结构体系93.2光电系统技术设计方案133.2.1设计依据及说明133.2.2光伏建筑一体化设计193.2.3并网系统设计203.2.4主要产品、部件及性能参数383.2.5系统能效计算分析493.2.6技术经济分析503.3节能量计算533.4运行维护和管理533.4.1运行维护533.4.2日常管理553.5数据监测与远传系统553.6进度计划与安排603.6.1项目实施进度603.6.2太阳能光电部分进度计划与安排说明613.7技术支持61一、工程概况1.1项目地理位置*市地处大兴安岭南段和燕山北麓山地，分布在西拉沐伦河南北与老哈河流域广大地区，呈三面环山，西高东低，多山多丘陵的地貌特征。山地约占全市总面积的42，丘陵约占24，高平原约占9，平原约占25。大体分为四个地形区：北部山地丘陵区；南部山地丘陵区；西部高平原区；东部平原区，海拔高300-2000米。*主要山脉有兴安岭南段，努鲁儿虎和七老图三条山脉。*市地处温带半干旱大陆性季风气候区。冬季漫长而寒冷，春季干旱多大风，夏季炎热、雨水集中，秋季短促、气温下降快、霜冻降临早，日照时间较长。全年平均气温一般为0-7，绝大部分地区有效积温在1800-3000之间；西北部林区无霜期60-90天，中部、中南部为110-120天，东南部为130-140天；南部年均气温6-7，北部1-4。全市大部分地区多年平均降水量在350-450mm之间，多年平均降水量为381毫米，蒸发量达2000-2300毫米，降水70%主要集中在六、七、八月，雨热同季；西北部林区降水达450-500mm，沙区330mm左右。年均风速在3米/秒以上。1.2建筑类型1.3总平面图1.4建筑面积*有限责任公司新建*科技园占，建筑整体布置方式为南北朝向，南北无高大建筑物，无遮阴情况，日照充分。1.5用途*有限责任公司*科技园全部建筑将用于生产厂房、仓库、科研办公、食堂，厂房、仓库高度以6米为主，办公楼高度为12米。在建筑屋顶架设钢结构装设太阳能电池板，形成太阳能光伏遮阳棚，组成光电建筑一体化发电系统。在* *科技园建筑屋顶安装太阳能并网发电系统主要目的是：a、满足建筑环保节能要求；b、为将来在*乃至全国推广太阳能并网发电系统提供实践基础和示范作用；1.6峰瓦值*制药有限责任公司*科技园光伏建筑工程将在建筑物楼顶安装放置235Wp多晶硅电池板9340块，组成2194.9kWp并网光伏系统，供生产、办公、生活用电及并网，预计年发电量3040156kWh。1.7项目目前实施进展情况二、示范目标及主要内容2.1示范目标1、 太阳能光电建筑一体化示范。2、 通过对在*制药有限责任公司*科技园建设2194.9KWp光电建筑一体化光伏并网系统，大规模应用光伏产品，实现光伏发电和建筑物的完美结合。3、 将*制药有限责任公司*科技园并网式太阳能光电建筑应用工程打造成为*应用太阳能光伏发电最有影响力的工程之一。2.2示范技术要点1、 光伏组件采用国家统一招标入围产品，组件效率14.48%，性能可靠。2、 采用阳光电源光伏并网逆变器，属国家统一招标入围产品，具有多重保护功能，如自动跟踪电网电压、频率、相位等参数，还具有“防止孤岛运行”等功能。产品逆变效率高，安全可靠性高。3、 系统采用并网发电系统，光伏发电系统优先供应*制药厂的内部用电，高峰发电时段富余电量输入电网。4、 工程实施后，每年可以发电3040156kWh，相当于每年可节省标准煤约1094吨，减排碳粉尘约827吨，减排二氧化碳约2654吨，减排二氧化硫约8.6吨，氮氧化物7.5吨，是真正的无污染的绿色能源。2.3示范主要内容1、 完成光伏发电和厂房、仓库、办公楼、食堂建筑的完美结合；2、 建立和完善太阳能光电应用的技术标准体系；3、 完成和建筑结合相关节点标准化体系；4、 建筑节能和未来建筑的发展方向。太阳能电池板是绿色能源建筑材料，在光电建筑结合应用不仅发电还起到了屋顶遮阳的功能。该示范项目在*制药有限责任公司*科技园的安装实现将会实现节能效果超过95%以上，企业用电将基本实现自给。本光电建筑示范项目实施后将展现*草原这种绿色生态与绿色能源、绿色光源的完美结合，体现*医药行业绿色能源制造水平，推动我国节能减排事业向着正确的方向发展，为可持续发展做出应有贡献。2.4建筑本体满足国家和地方建筑节能标准情况*有限责任公司*科技园并网式太阳能光电建筑应用工程中的建筑节能将达到标准*市公共建筑节能65%设计标准节能65的要求。符合国家标准公共建筑节能设计标准（GB 50189-2005）的节能要求。三、技术方案31建筑围护结构体系屋顶相关构造涂料或颗粒保护层屋面-不上人-聚苯板材料名称（由外到内）序号厚度导热系数蓄热系数S修正系数热阻R热惰性指标(mm)W/(m.K)W/(.K)(K)/WD=R*S防水层140.1700.1111.000.0240.003水泥砂浆找平层2200.93011.3061.000.0220.243聚苯板31500.0420.3921.502.3811.400水泥膨胀珍珠岩板4600.1602.0531.200.3130.770钢筋混凝土51201.74017.2001.000.0691.186各层之和3542.8073.6020.34外墙相关构造外墙：粘土多孔砖370+聚苯板80材料名称（由外到内）序号厚度导热系数蓄热系数S修正系数热阻R热惰性指标(mm)W/(m.K)W/(.K)(K)/WD=R*S抗裂砂浆150.93011.3061.000.0050.061粘结型胶粉聚苯颗粒2100.0701.5681.200.1190.224聚苯板3800.0420.3921.201.5870.747粘结型胶粉聚苯颗粒4200.0701.5681.200.2380.448粘土空心砖(填充型)53700.6007.8741.000.6174.856混合砂浆（石灰水泥砂浆）6200.87010.6271.000.0230.244各层之和5052.5896.5790.36梁柱：钢筋混凝土300 +聚苯板80+聚苯颗粒保温浆料30材料名称（由外到内）序号厚度导热系数蓄热系数S修正系数热阻R热惰性指标(mm)W/(m.K)W/(.K)(K)/WD=R*S抗裂砂浆150.93011.3061.000.0050.061聚苯颗粒保温浆料2300.0601.0911.200.4170.545聚苯板3800.0420.3921.201.5870.747钢筋混凝土43001.74017.2001.000.1722.966混合砂浆（石灰水泥砂浆）5200.87010.6271.000.0230.244各层之和4352.2054.5630.42外窗构造序号构造名称构造编号传热系数自遮阳系数可见光透射比备注1塑料/塑钢-60系列平开窗(4+12A+4)181.900.700.800国家建筑标准设计图集06J607-1围护结构部分传热系数(外墙为平均值) W/m2K做法说明屋面0.34防水层（4mm）水泥砂浆找平层（20mm）聚苯板（150mm）水泥膨胀珍珠岩板（60mm）钢筋混凝土（120mm）外墙(包括非透明幕墙)0.37抗裂砂浆（5mm）粘结型胶粉聚苯颗粒（10mm）聚苯板（80mm）粘结型胶粉聚苯颗粒（20mm）粘土空心砖(填充型)（370mm）混合砂浆（石灰水泥砂浆）（20mm）外窗(包括透明幕墙)南塑料/塑钢-60系列平开窗(4+12A+4)东1.90塑料/塑钢-60系列平开窗(4+12A+4)西1.90塑料/塑钢-60系列平开窗(4+12A+4)北塑料/塑钢-60系列平开窗(4+12A+4)地面(周边、非周边)热阻及做法2.03 ，水泥砂浆（20mm）碎石、卵石混凝土（40mm）挤塑聚苯板（70mm）碎石、卵石混凝土（50mm） ，水泥砂浆（20mm）碎石、卵石混凝土（40mm）挤塑聚苯板（70mm）碎石、卵石混凝土（50mm）设计选用屋顶保温材料种类及采用的的导热系数聚苯板，0.042外墙保温材料种类及采用的的导热系数聚苯板，0.0423.2光电系统技术设计方案3.2.1设计依据及说明（1）*市气候条件太阳能是永不枯竭的清洁可再生能源，是人类可期待的、最有希望的能源之一。太阳每时每刻都在向地球表面辐射大量的光和热，可供人类使用。我国太阳能资源总体比较丰富，下图显示了我国太阳能资源的分布情况。中国太阳能资源分布图根据太阳辐照量的不同，我国划分为四类地区，前三类都可视为太阳能理想使用地区。我国76%国土面积属前三类，其中东北地区为二类以上。我国太阳能资源丰富，理论储量每年达1.7万亿吨标煤，与同纬度其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。日本、欧洲大多地区为三类及以下，但却是世界上太阳能应用最为普及、技术最先进的地区。按我国气候区划分类，*市地处中纬度，属于中温带、半干旱、大陆性季风气候区，冬季漫长而寒冷，春季干旱多大风，夏季炎热、雨水集中，基本无梅雨季节。秋季短促、气温下降快，霜冻降临早。本工程位于*市，日光充足，年日照时数为2800-3100小时，光能总辐射量为5700-6100焦耳/平方米；每当410月天空无云时，日照时数可长达1214小时，日照百分率多数地区为6575%。通过以上分析可以看出*地区的太阳辐射与日照时数的变化趋势基本吻合，太阳辐射的可利用条件相对较好。设计中，我们采用可再生能源分析软件RETScreen，气象数据选取参考了*市（东经1191299，北纬422942）的气象资料作为设计依据。如果因为和当地的实际情况出入较大而造成的发电量和设计发电量差别较大，不能作为设计问题的依据。*气象数据（NASA提供）上述资料仅提供了*市水平面上的辐射量数据，实际光伏安装施工时一般都是将光伏组件向南与地面有一个倾角安装的，所以还要采用专业的设计软件针对以上数据做倾斜面的辐射量的计算，计算结果如下：通过计算可知：*倾角15度斜面的辐射量为4.94kWh/平方米/天；倾角30度斜面的辐射量为5.27kWh/平方米/天；倾角40度斜面的辐射量为5.35kWh/平方米/天。（2）相关标准中华人民共和国可再生能源法中华人民共和国节能能源法中华人民共和国建设部民用建筑节能管理规定财政部、科技部、住房城乡建设部、国家能源局文件关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知(财建2010662号)财政部、建设部文件财办建2011187号关于组织实施2012年度太阳能光电建筑应用示范的通知建设部推广应用和限制禁止使用技术公共建筑节能设计标准GB50189-2005建筑照明设计标准（GB50034-2004）供配电系统设计规范（GB50052-95）家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法（GB/T19064-2003）晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量（GB/T18210-2000）光伏（PV）组件紫外试验（GB/T19394-2003）太阳光伏能源系统术语（GB/T2297-1989）光伏器件第一部分：光伏电流-电压特性的测量（GB/T6495.1-1996）光伏器件第二部分：标准太阳电池的要求（GB/T6498.2-1996）光伏器件第三部分：地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据（GB/T6495.3-1996）光伏器件第五部分：用开路电压法确定管丰富（PV）器件的等效电池温度（ECT）GB/T6495.5-1997）（3）设计说明为了贯彻可再生能源法的实施，推动节能技术进步、开发利用新能源和可再生能源，加强节能监管和技术服务建设，推动可持续发展，营造绿色家园，特制定了此光电建筑一体化示范项目发电方案。此方案的设计原则有以下几条：1） 设计的基本要求光电建筑一体化是光伏系统与建筑结合为一体具有建筑和发电功能的一种新能源利用形式。光伏组件与建筑构件结合在一起或直接作为建筑构件，达到光伏系统与建筑的良好结合。2） 建筑设计原则光伏的设计应从建筑设计入手，首先对建筑物所处地的地理气候条件及太阳能的资源情况进行分析，这是决定是否选用光伏组件的先决条件；其次是考虑建筑物的周边环境条件，即选用组件的安装位置接受太阳能的具体条件，如被其他建筑物遮档，也不必考虑组件安装；第三是与建筑物的外装饰的协调，光伏组件给建筑设计带来了新的挑战与机遇，优良的设计会使建筑更富生机，环保绿色的设计理念更能体现建筑与自然的结合。第四，考虑光伏组件的吸热对建筑热环境的改变。3）发电系统设计光伏组件的发电系统设计是根据负载或功率要求来设计光伏方阵大小并配套系统，设计包含三部分，分别为光伏方阵设计、光伏组件设计和光伏发电系统设计。光伏方阵设计，在与建筑楼面结合时，一方面要考虑建筑效果；另一方面要考虑其受光条件，如朝向与倾角。光伏组件设计，涉及电池片的选型（综合考虑外观色彩与发电量）与布置（结合板块大小、功率要求、电池片大小进行）；组件的装配设计（组件的密封与安装形式）。光伏发电系统的设计，即系统类型（并网系统或独立系统）确定，控制器、逆变器、蓄电池等的选型，防雷、系统综合布线、感应与显示等环节设计。4）结构安全性与构造设计光伏组件与建筑的结合，结构安全性涉及两方面：一是组件本身的结构安全，如高层建筑屋顶的风荷载较地面大很多，常规的光伏组件的强度能否承受，受风变形时是否会影响到电池片的正常工作等。二是固定组件的连接方式的安全性。组件的安装固定不是安装空调式的简单固定，而是需对连接件固定点进行相应的结构计算，并充分考虑在使用期内的多种最不利情况。建筑的使用寿命一般在50年以上，光伏组件的使用寿命也在25年以上。与屋面建筑结合设计是关系到光伏组件工作状况与使用寿命的因素，与建筑结合时，工作环境与条件有变化，其构造也需要与建筑相结合。3.2.2光伏建筑一体化设计（1）概述光伏发电与建筑物集成化（Building integrated Photovoltaic）的概念在1991年被正式提出，是建筑与光伏器件相结合，将光伏器件与建筑结合化。由于太阳光伏发电可以和建筑很好的结合，使得其在城市中得到很大的发挥作用。一般来说将太阳电池组件安装在住房或建筑物的屋顶，引出端经过控制器及逆变器与公共电网连接，由光伏方阵及电网并联向用户供电，这就组成了户用并网光伏系统。它具有调峰、环保的功能。（2） 光伏组件与建筑结合的应用把光伏器件与建筑有机结合，必须具备与建筑结合所要求的几项条件：坚固耐用，适当的强度和刚度等性能。除此之外，还要考虑安全性能、外观和施工简便等因素。建筑物屋顶作为吸收太阳光部件有其特有的优势，日照条件好，不易受遮挡，可以充分接受太阳辐射。总之，光伏系统和建筑是两个独立的系统，将这两个系统相结合，所涉及的方面很多，要发展光伏与建筑集成化系统，并不是光伏制作者能独立胜任的，必须与建筑材料、建筑设计、建筑施工等相关方面紧密配合，共同努力来完成。（3） 具体结合方案*有限责任公司*科技园光电建筑应用一体化示范项目在新建厂房、仓库、办公楼、食堂宿舍安装光伏发电系统，光伏系统和建筑工程同步设计、同步施工。建筑工程设计预留屋顶钢结构支架，高出建筑屋顶面3.5米，作为光伏系统组件安装面。屋面上有足够的空间安装空调室外主机、冷却塔、通风机等设备，不会影响光伏组件的安装及采光要求。把太阳能电池组件与建筑融为一体，在建筑屋面架设钢结构支架，在钢结构支架上采用固定倾角30度角度安装太阳能电池板，支架材料为铝合金或热镀锌型钢，连接件采用不锈钢材料。在功能上起到遮阳天棚的效果。各项指标符合国家标准，达到建筑使用要求，同时又不影响外观美观效果，实现建筑光伏一体化。3.2.3并网系统设计此光伏并网发电系统将采用分块发电，一次升压，集中并网的设计方案，将系统设计为多个发电子系统，配置2台250kW、14台100kW、4台50kW并网逆变器，输出电压为3相380V、50Hz；经过1台10kV升压变压器（0.4/10kV，2500kVA）接入本地10kV中压电网，优先供给*制药公司内部负荷用电，光伏发电富余部分电量输送至公共电网，实现并网发电功能。系统的电池组件选用组件功率为235Wp的多晶硅太阳能电池组件，其工作电压约为29.6V，开路电压约为36.8V。根据SG250K3/ SG100K3/ SG50K3并网逆变器的MPPT工作电压范围（450V820V），每个电池串列按照20块电池组件串联进行设计，每个250KW的并网单元需配置55/57个电池串列， 1100/1140块电池组件，其功率为258.5/267.9KWp; 每个100KW的并网单元需配置22/23个电池串列， 440/460块电池组件，其功率为103.4/108.1KWp; 每个50KW的并网单元需配置11个电池串列， 220块电池组件，其功率为51.7KWp;整个2.2MW系统共467个电池串列，共9340块电池组件。 为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱（简称“汇流箱”）和配电柜将光伏阵列进行汇流。 并网发电系统配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。其中：直流防雷配电单元是将汇流箱进行配电汇流，分别接入2台SG250K3、14台SG100K3、4台SG50K3逆变器；光伏逆变器经交流配电柜输入升压变压器升压为10kV后经三相计量表后接入电网。 另外，系统应配置1套监控装置，可采用RS485或Ethernet（以太网）的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。（1） 光伏系统简介一般将太阳能光伏系统分为独立系统、并网系统和混合系统。独立系统带有蓄电池，并网系统没有蓄电池。独立运行的光伏发电系统是靠光电转换来发电，需要有蓄电池做储能装置，其系统结构如图3-1所示。它主要由太阳能电池阵列、蓄电池组、充电控制器和逆变控制器等组成，适用于无电网的边远地区及人口分散地区。由于必须配置蓄电池储能装置，所以整个系统造价较高。图3-1 独立运行的光伏发电系统框图太阳能光伏并网系统主要的工作特点是，太阳电池组件产生的直流电经并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后，直接进入公共电网，光伏电池方阵所产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在有公共电网的地区，光伏发电一般与电网连接，即并网运行方式。光伏并网发电系统是将许多独立的太阳能发电系统的电力通过并网逆变装置并入常规电网，把常规电网作为光伏发电系统的载体，与常规电网实现高品质电能的双向传输其系统结构如图3-2所示。在本系统中，逆变器起关键作用，它具有同电网连接功能，即具有高性能滤波电路，使逆变器交流输出的电能质量很高。不会对电网质量造成污染，满足国家电网电能质量要求：在输出功率i50额定功率，电网波动5情况下，逆变器的交流输出电流总谐波分量5，各次谐波分量3；在运行过程中需要实时采集交流电网的电压信号，通过闭环控制使得逆变器的交流输出电流与电网电压的相位保持一致，功率因数能保持在1.0附近，具备反弧岛保护措施。图3-2 并网运行的光伏发电系统框图（2）用电负荷预测分析 *制药有限责任公司*科技园新建厂房、仓库、办公、食堂等建筑，主要用电设备为粉碎机、空压机、真空、循环水、喷雾干燥、空调、制冷机、办公设备等。不同时段用电量特点：一天中白天用电时段用电量较大，夜间用电较少；全年用电量夏季空调、制冷剂负荷较大，用电较多，冬天用电较少。预计投入使用后每天用电量1.2万度，8:0020:00用电占到全天用电量的2/3左右。（3）本示范项目中采用的光伏系统本示范项目的光伏系统采用并网系统（中压并网）系统。并网系统与独立光伏系统相比，有如下优点：1)并网系统中光伏方阵所发电力除供给负载外，还可反馈给市政电网。在阴雨天或在夜晚，负载可随时由市政电网供电。因此，光伏系统不必配备蓄电池作为储能装置。这样可以降低系统造价，也可免除维护和定期更换蓄电池的麻烦。2）独立光伏系统中光伏方阵所发出的有效电能要受蓄电池荷电状态的限制，在蓄电池额定容量充满后，光伏方阵所发多余电力就只能白白浪费，而且蓄电池的自放电和充放电过程都要损耗部分电能，而并网系统随时可从市政电网中存取，可以充分利用光伏方阵所发的电能。用RETScreen软件进行分析，得出不同系统的具体的发电量。3）夏季，由于空调、制冷、电扇等设备的开动，形成用电高峰，而这时也正是光伏方阵发电最多的时期，并网光伏系统不仅对市政电网起到一定的调峰作用，甚至有可能在保证了自身建筑用电外，还可以向市政电网供电，解决电网的“峰谷”供需矛盾，具有极大的社会效益。4）由于设计并网光伏系统时不必考虑蓄电池容量，确定光伏方阵的规模也就不像确定独立光伏系统那样必须经过严格的优化设计，只要根据负载要求和经费情况经过适当计算就可决定。（4）光伏电站总体设计安排光伏发电系统主要由太阳能电池板、并网型太阳能逆变器、交、直流防雷配电、连接电缆、通讯软件和监控装置及电能计量设备等组成。在建筑物上安装距离较远的光伏阵列这种并网方式适合于分块发电，在电气设计时，可将距离较近且规格相同的光伏阵列通过直流汇流箱将高直流电压分别输送至并网逆变器发电，多台逆变器集中并网发电方案实现联网功能，如图3-3所示。图3-3 分布式并网发电原理框图（5） 光伏并网发电系统的主要组成光伏并网发电系统的主要组成包括：1） 太阳能电池组件及其安装构件；2） 直流防雷配电柜；3） 光伏并网逆变器；4） 交流配电柜；5） 系统通讯及监控装置；6） 系统升压变电装置；7） 系统防雷接地装置；8） 配电房等基础设施；9） 整个系统的连接线。（6）电池阵列设计及逆变器选型*制药有限责任公司*科技园建筑屋顶安装的组件全部采用国家招标入围企业的入围组件产品，组件尺寸为1650mm*990mm*50mm,结构和性能安全实用可靠。1） 组件方阵前后排间距设计屋顶太阳能电池组件安装角度设计，原则上选取最大辐射量角度。但是因为*地理纬度较高，按最大辐射量角度设计时，为避免组件前排对后排造成遮挡，一般选取冬至日上午9点至下午3点之间不会形成遮挡为原则设计前后排间距。屋顶的安装太阳能电池组件的容量受到限制，为合理利用屋顶的太阳能资源，组件的安装角度选取30度。当光伏电站功率较大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电池方阵附近有高大建筑物或树木的情况下，需要计算建筑物或前排方阵的阴影，以确定方阵问的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。一般确定原则：冬至当天9：00一15：00太阳电池方阵不应被遮挡。光伏方阵阵列间距或可能遮挡物与方阵底边垂直距离应不小于D。计算公式如下: 式中：为纬度(在北半球为正、南半球为负)，该项目纬度取北纬420。H为前排最高点与后排组件最低点的高度差。光伏组件的宽度为三角的斜边，尺寸为990mm，角度为30度，所以H为495mm，根据公式得出D=1589mm。组件在平面上的投影为859mm，可得出组件前排到后排排间距为1589+859=2448mm，为方便设计施工取排间距为2400mm。2） 电池阵列设计及逆变器选型原料库原料库屋顶东西70米，南北46米，屋顶面积3220平方米。安装组件760块，总功率178.6KW，每20块光伏组件串联成一路，共38路。分别接入4个直流防雷汇流箱，4个汇流箱接入的组件串路数分别为：11、11、11、5。组成1个100kW并网子系统（11路2）和1个50kW并网子系统（11路），另外5路输出后和净料库组件方阵组成子系统。采用SG100K3并网逆变器1台、SG50K3并网逆变器1台。成品库成品库屋顶东西112米，南北46米，屋顶面积5152平方米。安装组件1140块，总功率267.9KW，每20块光伏组件串联成一路，共57路。分别接入5个直流防雷汇流箱，5个汇流箱接入的组件串路数分别为：12、12、11、11、11。组成1个250kW并网子系统（12路2+11路3）。采用SG250K3并网逆变器1台。食堂食堂屋顶东西108米，南北26米，屋顶面积2808平方米。安装组件660块，总功率155.1KW，每20块光伏组件串联成一路，共33路。分别接入3个直流防雷汇流箱，3个汇流箱接入的组件串路数分别为：11、11、11。组成1个100kW并网子系统（11路2）和1个50kW并网子系统（11路）。采用SG100K3并网逆变器1台、SG50K3并网逆变器1台。*车间*屋顶东西108米，南北36米，屋顶面积3888平方米。安装组件900块，总功率211.5KW，每20块光伏组件串联成一路，共45路。分别接入4个直流防雷汇流箱，4个汇流箱接入的组件串路数分别为：12、11、11、11。组成2个100kW并网子系统（12路+11路）、（11路2）。采用SG100K3并网逆变器2台。净料库制剂车间屋顶东西108米，南北48米，屋顶面积5184平方米。安装组件1200块，总功率282KW，每20块光伏组件串联成一路，共60路。分别接入6个直流防雷汇流箱，6个汇流箱接入的组件串路数分别为：11、11、11、11、11、5。组成3个100kW并网子系统（11路2）、（11路2）、（11路+5路2）。其中有5路由原料库引入。采用SG100K3并网逆变器3台。*车间屋顶东西108米，南北42米，屋顶面积4536平方米。安装组件1020块，总功率239.7KW，每20块光伏组件串联成一路，共51路。分别接入5个直流防雷汇流箱，5个汇流箱接入的组件串路数分别为：12、12、11、11、5。组成2个100kW并网子系统（12路+11路）、（12路+11路），另外5路输出后和制剂1车间屋顶组件方阵组成子系统。采用SG100K3并网逆变器2台。办公楼办公楼屋顶东西112米，南北26米，屋顶面积2912平方米。安装组件660块，总功率155.1KW，每20块光伏组件串联成一路，共33路。分别接入3个直流防雷汇流箱，3个汇流箱接入的组件串路数分别为：11、11、11。组成1个100kW并网子系统（11路2）和1个50kW并网子系统（11路）。采用SG100K3并网逆变器1台、SG50K3并网逆变器1台。1车间1车间屋顶东西108米，南北42米，屋顶面积4536平方米。安装组件1020块，总功率239.7KW，每20块光伏组件串联成一路，共51路。分别接入5个直流防雷汇流箱，5个汇流箱接入的组件串路数分别为：12、11、11、11、6。组成2个100kW并网子系统（12路+11路）、（11路2）和1个50kW并网子系统（6路+5路），其中5路由前提车间引入。采用SG100K3并网逆变器2台、SG50K3并网逆变器1台。2车间2车间屋顶东西108米，南北84米，屋顶面积8597平方米。安装组件1980块，总功率465.3KW，每20块光伏组件串联成一路，共99路。分别接入9个直流防雷汇流箱，9个汇流箱接入的组件串路数均为11路。组成1个250kW并网子系统（11路5）和2个100kW并网子系统（11路2）、（11路2）。采用SG250K3并网逆变器1台、SG100K3并网逆变器1台。本光电建筑一体化项目总计安装光伏组件9340块，总装机容量为2194.9kWp；采用SG250K3并网逆变器2台、SG100K3并网逆变器14台、SG50K3并网逆变器4台。（7）各建筑屋顶组件方阵布局图材料库屋顶组件方阵布局图：成品库屋顶组件方阵布局图：食堂屋顶组件方阵布局图：前处理屋顶组件方阵布局图：净料库屋顶组件方阵布局图：车间屋顶组件方阵布局图：办公楼屋顶组件方阵布局图：1车间屋顶组件方阵布局图：2车间屋顶组件方阵布局图：（8）系统防雷接地装置为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生，系统的防雷接地装置必不可少。1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖12米深地线坑，采用40扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用35mm2铜芯电缆，接地电阻应小于1欧姆。2）直流侧防雷措施：电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入光伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。3）交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出经交流防雷柜（内含防雷保护装置）接入电网，可有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏，所有的机柜要有良好的接地。（9）系统接入电网设计光伏并网逆变器接入的电网为AC380V/50Hz低压交流电网，使用独立的N线和接地线，该逆变器适应于下表的电网参数。序号项目内容1配电系统方式星型连接2系统电压AC 0.38kV3额定频率50Hz4系统接地方式中性点与电网地相联*制药配电变压器容量相对于光伏系统安装容量较小，不适合光伏电站的低压接入，需增设一台光伏电站专用的升压装置，整个系统在10KV侧实现内部并网，在供电变压器高压侧、光伏升压变压器高压侧、公共电网总进线侧分别安装计量装置，其中公共电网进线侧电表为双向计量电表。光伏发电接入电网示意图光伏并网逆变器允许接入电网的条件：1）要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率；2）要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护等；3）要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定；4）并网逆变器，具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电。输出失真度很小正弦波，不能对电网产生污染。3.2.4主要产品、部件及性能参数（1） 光伏组件项目应用的太阳电池组件选用国家统一招标入围企业的入围产品，峰值功率为235Wp，该太阳电池组件的产品特点如下：1）按国际电工委员会IEC61215：1993标准进行设计，并经过充分的试验论证，确保组件的质量、电性能和寿命要求。2）组件采用优质的多晶硅太阳电池，转换效率不低于14.4%。3）组件的标称工作电压和标称输出功率按要求设计，满足用户的需求。4）组件整体有足够的机械强度，能经受运输、安装和使用过程中发生的冲击、震动和其他应力，并具有优良的防腐、防风、防水和防雹能力。5）组件的绝缘强度大于100M；6）密封防水多功能接线盒，防护等级达到IP65，内装旁路二极管，有效防止热斑效应造成的电池烧毁等质量事故；7）良好耐候性、抗风压性能、耐冰雹能力；8）产品使用寿命高于25年；9）通过五大认证：TUV认证、IEC认证、金太阳认证、ISO9000认证、CE认证。多晶硅组件性能参数开路电压Voc(V) 36.8最大工作电压Vmp(V) 29.6短路电流 Isc(A) 8.40最大工作电流Imp(A) 7.94最大功率Pmp(W) 235 组件实际效率 c(%) 14.48%电池 16.11%电池片数量及连接 15615660（106）最大系统电压(V) 1000VDC外形尺寸(mm) 165099050重量(kg) 18组件I-V特性曲线外形尺寸：（2） 并网逆变器1) 电路结构SG500K3、SG100K3、SG50K3 并网逆变器采用美国TI 公司专用DSP 控制芯片，主电路采用德国西门康IGBT 模块组装，运用电流控制型PWM 有源逆变技术和优质进口高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。该并网逆变器的主要性能特点如下：采用美国TI 公司DSP 芯片进行控制；a) 采用德国西门子 IGBT 模块,增强系统的可靠性；b) 光伏电池组件的最大功率点跟踪技术(MPPT)；c) 交流输出侧隔离变压器，输出电压为三相 AC380V，50Hz；d) 具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧急停机操作开关；e) 具有先进的孤岛效应检测方案及完善的监控功能；f) 具有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能；g) 宽直流输入电压范围，整机效率高；h) 适应中国电网电压波动较大的特点；i)人性化的触摸屏操作界面，中英文菜单，可显示设备的各项运行数据、实时故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据，以及设备的工作状态。j) 可提供包括 RS485 或Ethernet（以太网）远程通讯接口。其中RS485遵循Modbus 通讯协议；Ethernet（以太网）接口支持TCP/IP 协议 ，支持动态(DHCP)或静态获取IP 地址；SG100K3 并网逆变器主电路拓扑结构见下图:SG100K3 并网逆变器主电路拓扑结构图如上图所示，SG100K3并网逆变器的主电路拓扑结构，并网逆变电源通过三相桥式变换器，将光伏阵列输出直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压并入电网发电。为了使光伏阵列以最大功率发电，在直流侧使用了先进的MPPT 算法。2) 主要参数SG250K3、SG100K3、SG50K3 并网逆变器主要参数表型 号SG250K3SG100K3SG50K3隔离方式变压器最大太阳电池阵列功率275KW110KW55KW最大阵列开路电压DC880V太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范DC480VDC820V最大阵列输入电流600A250A130A额定交流输出功率250KW100KW50KW总电流波形畸变率0.99最大效率97.1%96.8%95%欧洲效率96%96.1%94%额定电网电压（三相）AC380V额定电网频率50Hz夜间自耗电30W自动投运条件直流输入及电网满足要求，逆变器自动运行断电后自动重启时间5min(时间可调)保护功能极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地故障保护等通讯接口RS485使用环境温度2040使用环境湿度095%，不结露满功率运行的最高海拔高度2000 米(超过2000 米需降额使用)冷却方式风冷噪音50dB防护等级IP20（室内）电网监控按照 UL1741 标准尺寸（深宽高）85024002180mm77010201964mm6468201964mm重量1700kg800kg700kg3）防雷汇流箱光伏阵列防雷汇流箱具有以下特点：a) 防护等级IP65，防水、防灰、防锈、防晒，能够满足室外安装使用要求； b) 可同时接入12路电池串列，每路电池串列的允许最大电流12A； c) 宽直流电压输入范围，最大接入开路电压可达1000V； d) 每路电池串列的正负极都配有光伏专用高压直流熔丝进行保护； e) 汇流箱配有12路电流监控装置，对每1路电池串列进行电流监控，通过RS485通讯接口上传到上位机监控装置； f) 直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器，防雷器选用国际知名品牌； g) 直流输出母线端配有可分断的直流断路器，断路器选用国际品牌ABB。 汇流箱电气原理框图技术数据：最大可接入输入组件数目 12输入阵列正负极连线线径4 mm2 输出正负极与地线线径50 mm2（地线25mm2） 内部保险丝等级1000Vdc熔丝，电流等级根据用户需要选用每路允许输入电流熔丝额定电流值/1.56 通讯连接方式RS485 通讯电源要求930Vdc,3W(单台) 机壳防水等级IP65 重量（大约）26kg 体积（宽高深）680mm550mm200mm 4）数据采集器数据采集器是电站通讯监控产品，不仅利用显示屏显示数据信息，还可以通过网络对大型光伏发电站进行监控。可以为客户提供多种方式、量身定做的光伏电站监控方案。数据采集器用于处理光伏系统电站数据，可与应用于光伏并网系统的光伏并网逆变器进行通讯，既可以对单台逆变器进行监控，也可以对数十台至上百台逆变器进行监测。本设备采用标准的数据通讯接口，包括RS485/232标准串口，USB，网络通讯等多种方式，最大限度的与用户现有系统相兼容，降低成本。数据采集器主要用来采集关于发电站性能的所有数据，四行显示屏和按键使系统的调试和监测更为简单。如果需要对光伏电站进行监测，每个单台逆变器都会通过RS485 数据线连接到数据采集器上。数据采集器可以对每台逆变器的数据进行全面监测。性能特点：a连续的电站运行监测b远程控制和监测c通过RS232， RS485或以太网与上位机进行通讯d内置数据存储器e数据采集和存储方便技术参数：模拟量输入端口数（个）4开关量输出端口数（个）4RS232通讯端子数（个）1RS485通讯端子数（个）2（主从各一）网络通讯端口（个）1USB口（个）1设备供电电源（V）+5V输出电源端口（V）+5V5）环境监测装置在太阳能光伏发电场内配置1套环境监测仪，实时监测日照强度、风速、风向、温度等参数。该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成。可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量，其通讯接口可接入并网监控装置的监测系统，实时记录环境数据。风速、风向传感器技术参数：日照辐射表技术参数:系统原理图3.2.5系统能效计算分析（1）太阳能光伏并网发电系统的效率分析太阳能光伏并网发电系统的效率是系统实际输送上网或本地负荷消耗的交流发电量与太阳电池组件的标称装机容量在没有任何能量损失的理论发电量之比。标称容量为1KWp的太阳电池组件，在接收到1KWh/m2太阳辐射量时的理论发电量为1KWh。太阳能光伏并网发电系统的总效率由太阳电池阵列效率、并网逆变器转换效率和交流并网效率三部分组成。a)太阳电池阵列效率，指其在能量转换和传输过程中的能量损失，包括：组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、直流线路损失等。一般太阳电池阵列效率取10.85。b