光伏发电系统设计 课件 项目5 光伏电站设计实例

项目五光伏电站设计实例设计实例项目五光伏电站设计实例2这是一个建设在彩钢屋顶上的分布式光伏发电项目，项目地址位于山西晋中市某铸造有限公司各车间及仓库屋顶。该项目总建设面积10596㎡，光伏组件安装容量为1469.1KW，项目完成后的全景如图5-1所示。5.1系统主要配置及设备选型5.1.1系统主要配置

第五章光伏电站设计实例3本项目采用如图所示的组串式逆变器方案，分块发电、集中低压并网。5-2

组串式逆变器方案5.1系统主要配置及设备选型5.1.1系统主要配置

项目五光伏电站设计实例4低压并网柜汇流箱组串逆变器单晶硅N型双面光伏组件020401系统03单晶硅N型双面光伏组件低压并网柜5.1系统主要配置及设备选型5.1.2主要设备选型

项目五光伏电站设计实例5并网配电柜交流汇流箱组串逆变器光伏组件020401设备03材料直流线缆交流电缆梯形固定件U型钢走道板热镀锌扁铁桥架5.1系统主要配置及设备选型5.1.2主要设备选型——光伏组件

项目五光伏电站设计实例6590W的单晶硅光伏组件主要性能参数电气参数（STC测试）机械参数峰值功率Pmax（W）590外形尺寸（长×宽×高）2333×1134×30mm峰值工作电压Ump(V)43.41电池片尺寸（排列）182×91（6×24）开路电压Voc(V)52.00重量（kg）32.5峰值工作电流Imp（A）13.59玻璃厚度

正面/背面2.0mm/2.0mm短路电流Isc（A）14.35边框类型阳极氧化铝型材最大系统电压（V）1500DC接线盒IP68，3个二极管组件转换效率22.3%线缆长度（含连接器）300mm(+)/400mm(-)适用温度范围-40℃~85℃

连接器MC4-EVO2A温度系数（STC测试）其他参数短路电流温度系数+0.046%/℃正面最大静压负荷5400Pa开路电压温度系数-0.26%/℃背面最大静压负荷2400Pa峰值功率温度系数-0.30%/℃最大保险丝额定电流30A590W的单晶硅光伏组件外形尺寸5.1系统主要配置及设备选型5.1.2主要设备选型——组串逆变器

项目五光伏电站设计实例7采用铝镁合金一体压铸技术最大转换效率可达98.5%180V的超低启动电压优点优异的散热设计极致控温能力逆变器型号GCI-100K-5G-MAX输入参数最大直流输入电压（V）1100

额定直流输入电压（V） UDC,max)600启动电压（V）180MPPT工作电压范围（V）160-1000每路MPPT最大短路电流（A）50MPPT数量/输入组串数8/16输出参数额定交流输出功率(kW)100最大交流输出功率(kW)110额定交流电压(V)3/N/PE，220/380额定电网频率（Hz）50电网频率范围（Hz）45～55额定电网输出电流（A）152.0最大输出电流（A）167.1功率因素>0.99（0.8超前...0.8滞后）最大总谐波失真<3%最大效率/中国效率98.5%/98%5.1系统主要配置及设备选型5.1.2主要设备选型——并网配电柜

项目五光伏电站设计实例8本项目并网配电柜柜体尺寸为800mm×600mm×2200mm,柜内预留了两个计量表的表位，额定工作电压400V，额定工作电流800A，额定绝缘电压690V。5.1系统主要配置及设备选型5.1.2主要设备选型——交流汇流箱

项目五光伏电站设计实例9本项目选用四汇一和三汇一交流汇流箱各两台，本交流汇流箱于室外安装，要求外壳防护等级为IP65，全部采用下进下出方式。5.1系统主要配置及设备选型5.1.2主要设备选型——设备材料清单

项目五光伏电站设计实例10项目名称规格型号数量单位备注设备光伏组件单晶硅590Wp2490块

逆变器100kW组串式14台

交流汇流箱三汇一2台，四汇一2台4台

并网配电柜三相/0.4kV4套

基础梯形固定件铝合金（含钻尾螺丝）9000套

耐候密封胶590ml100支预估

玻璃钢格栅板宽0.64m，厚25mm,隔筋4mm2000米

走道板角钢L40×4mm4000米电缆及连接器

直流电缆PV1-F1×4mm2

红/黑各7500米预估MC4连接器符合TUV标准1050套预估交流电缆3×70mm2＋1×35mm2铜660米预估交流电缆3×185mm2＋1×95mm2铜180米预估交流电缆3×240mm2＋1×120mm2铜470米预估梯形电缆桥架200（W）×150（H）mm100米预估梯形电缆桥架300（W）×150（H）mm740米预估镀锌钢管Φ50mm55米预估镀锌钢管Φ100mm105米预估PVC线管Φ32mm3000米预估防火涂料

50千克

防火堵料

50千克5.2项目设计项目五光伏电站设计实例11接地系统设计电气系统设计逆变器固定支架设计光伏支架、组件及走道板安装设计组件排布设计钢结构加固设计项目设计5.2项目设计5.2.1钢结构加固工程

项目五光伏电站设计实例12《建筑结构荷载规范》《建筑抗震设计规范》《钢结构设计标准》《钢结构工程施工质量验收规范》《冷弯薄壁型钢结构技术规范》《建筑钢结构焊接规程》《钢结构高强螺栓连接技术规程》《建筑结构制图标准》《建筑抗震设防分类标准》《工程结构通用规范》《钢结构通用规范》《建筑钢结构防火技术规范》5.2项目设计5.2.1钢结构加固工程

项目五光伏电站设计实例135.2项目设计5.2.1光伏发电系统工程

项目五光伏电站设计实例14《光伏发电站设计规范》《光伏发电工程电气设计规范》《光伏电站接入电网技术规定》《光伏系统并网技术要求》《光伏（PV）系统电网接口特性》《太阳能发电站支架基础技术规范》《交流电气装置的接地设计规范》《电力工程电缆设计规范》《电力工程直流系数设计技术规程》《导体和电器选择设计规程》5.2项目设计5.2.1光伏发电系统工程

项目五光伏电站设计实例155.2项目设计5.2.2钢结构加固设计

项目五光伏电站设计实例16本项目涉及的车间和仓库都是钢结构主体的地上一层轻型门式钢架结构，当在屋面加装光伏系统时，会因安装组件及钢材支架增加荷载0.25KN/㎡（25kg/㎡），依据第三方荷载鉴定报告结论，当屋面总荷载为0.75KN/㎡时，鉴定报告验算建筑主体钢架荷载满足设计要求，而屋顶檩条不满足新加荷载后的设计要求，因此在屋面光伏系统施工前，需要依据设计图纸进行屋顶钢结构檩条的加固施工。部分车间屋面彩钢瓦因锈蚀腐烂需要进行更换，其它车间的彩钢瓦必须通过喷涂硅橡胶涂料进行防腐处理。5.2项目设计5.2.2钢结构加固设计

项目五光伏电站设计实例17钢结构加固主要是对现有檩条两端增加隅撑结构，对檩条进行补强加固，在檩条间增加直拉和斜拉条来增加檩条间的荷载能力。构件编号构件名称构件截面（mm）材质LT1部分屋面檩条C180×60×20×4.0Q235LT2部分屋面檩条C160×60×20×4.0Q235LT3部分屋面檩条C140×50×20×4.0Q235ZLT直拉条圆钢Φ12mmQ235XLT斜拉条圆钢Φ12mmQ235CG撑杆圆钢Φ12mmQ235YC隅撑角钢L50×3.0Q235钢结构加固主要构件表5.2项目设计5.2.2钢结构加固设计

项目五光伏电站设计实例18隅撑结构采用L50×3mm角钢制作。隅撑结构连接示意图5.2项目设计5.2.2钢结构加固设计

项目五光伏电站设计实例19檩条补强采用与原檩条宽度尺寸一致，长度为设计尺寸的C型钢，在原檩条跨度中心位置，与原檩条背靠背用螺栓固定，底边进行点续焊接。5.2项目设计5.2.2钢结构加固设计

项目五光伏电站设计实例20用Φ12mm圆钢制作设计尺寸的直拉条、斜拉条及撑杆，对部分车间进行安装和补装。5.2项目设计5.2.3组件排布设计

项目五光伏电站设计实例21本项目各屋顶光伏组件全部采用顺屋面坡横向平铺的排布方式。5.2项目设计5.2.3组件排布设计

项目五光伏电站设计实例22屋面气楼顶可利用面积也进行了排布。5.2项目设计5.2.4支架、组件及走道板安装设计

项目五光伏电站设计实例23光伏组件和走道板在屋顶的排布组件支架的连接固定组件安装及检修通道布局尺寸5.2项目设计5.2.5逆变器与交流汇流箱固定支架设计

项目五光伏电站设计实例24本项目逆变器和交流汇流箱通过设计支架就近安装在屋面空闲位置，具体位置已经在设计图中标出。5.2项目设计5.2.6电气系统设计

项目五光伏电站设计实例2514台逆变器输出的三相交流电分别通过2台四汇一和2台三汇一交流汇流箱汇流后，分别并入4台并网配电柜，并通过配电室内相应的低压配电柜并入电网。5.2项目设计5.2.7接地系统设计

项目五光伏电站设计实例26本项目接地系统采用复合接地网方式，即由水平接地网加垂直接地极组合而成。水平接地采用-40×4mm镀锌扁铁。垂直接地极将利用原建筑的气楼钢结构连接至主体钢柱引下至地基接地5.2项目设计5.2.7接地系统设计

项目五光伏电站设计实例27本项目光伏组件边框全部采用光伏导电片与支架连接。所有配电柜设备柜体接地都要通过接地线就近接入附近接地网。5.3项目施工项目五光伏电站设计实例28屋面钢结构梯形夹具及支架安装屋面除锈及防腐施工接地系统及电缆铺设逆变器及汇流箱设备安装电缆桥架及走道板铺设项目施工屋面施工光伏组件铺设5.3项目施工5.3.1屋面施工安全措施及注意事项

项目五光伏电站设计实例29

在进入屋面施工前，要在屋顶气楼钢结构位置焊接角钢，并穿钢丝绳，作为所有施工人员安全带的挂环。而在所有屋顶边缘区域，要用角钢制作支架与屋顶固定，通过钢丝绳构成屋檐防护围栏，如图5所示，防止施工人员不慎跌落。5.3项目施工5.3.1屋面施工安全措施及注意事项

项目五光伏电站设计实例30

彩钢屋面施工及安全主要注意事项：（1）施工前复核屋面尺寸，如有与电气设计总平面图或其它分布图不一致之处，要与相关设计及技术人员现场确认后方可施工。

（2）施工人员在施工时要配备和正确穿戴使用安全绳、安全帽、绝缘手套、软底防滑绝缘鞋等相应的安全防护设施，如图所示。5.3项目施工5.3.1屋面施工安全措施及注意事项

项目五光伏电站设计实例31

彩钢屋面施工及安全主要注意事项：（3）施工时要先在屋面修设木板或竹板施工栈道，避免组件、材料二次搬运直接踩踏在屋面板上而导致屋面板变形和密封胶脱开漏水。施工栈道距屋面边缘的安全距离要大于0.8m，并与屋面有可靠连接的固定点。（4）施工前要明确原结构屋面檩条的位置，并通过屋面螺栓或弹墨线标识出具体位置；支架与彩钢板连接处必须在檩条的位置上。（5）施工人员在屋面上行走，必须穿软底绝缘鞋，走波谷，不允许踩踏波峰。每天必须清除屋面板上的杂物，防止锈蚀和划伤屋面板。5.3项目施工5.3.1屋面施工安全措施及注意事项

项目五光伏电站设计实例32

彩钢屋面施工及安全主要注意事项：（6）所有需要铺设密封胶的位置不得有遗漏。屋面夹具及支架安装过程和完毕后，及时清除屋面全部杂物、铁屑，防止划伤屋面防腐涂层。如发现屋面板涂层划伤，需用防腐漆进行修补。拉铆钉及自攻螺钉如发生空钉或移位留下的孔洞，应随时用铆钉或密封胶填补牢。（7）施工时屋面不得堆积任何施工材料、用具等重物，以免对结构造成破坏或对人员造成伤害。（8）施工人员需时刻保持小心、谨慎的态度，作业中相互提示关照。禁止在屋面追逐、打闹或聚集闲聊。在正常施工的情况下，一切以自身安全为第一要素。5.3项目施工5.3.2屋面钢结构加固施工

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屋顶钢结构加固的主要内容是在屋顶檩条支撑点两端用角钢焊接方式增加隅撑结构。用同型号尺寸设计长度的C型钢与原C型钢檩条采用背靠背的方式，通过螺栓连接及局部点续焊接的方式，增加檩条的抗弯曲强度，如图所示。当原檩条锈蚀严重（部分锈穿或壁厚不足2mm时），需要对原檩条进行更换，然后再做加固施工。5.3项目施工5.3.2屋面钢结构加固施工

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在屋顶檩条之间，还打眼安装了用Φ12mm圆钢制作的斜拉条、直拉条和撑杆，如图所示，以强化整个屋面的承载能力。5.3项目施工5.3.2屋面钢结构加固施工

项目五光伏电站设计实例35当有些彩钢屋顶钢结构强度不足时，还需要采用如图所示的方法，通过角钢焊接连接，使原来分别支撑在工字钢上的檩条连接起来，简称“简支变直连”的檩条补强方法。5.3项目施工5.3.3屋面除锈及防腐施工

项目五光伏电站设计实例36因本项目现场是铸造类企业，粉尘较大，且彩钢屋面使用年限较长，个别地方已经锈蚀腐烂，为延续彩钢屋面使用寿命，避免光伏发电系统在寿命周期内二次翻修，经协商对局部锈蚀腐烂的彩钢屋面进行更换，其它彩钢屋面做除尘除锈处理后，统一喷涂防腐漆，如图所示，要求喷涂厚度为>150µm。5.3项目施工5.3.4梯形夹具及支架安装

项目五光伏电站设计实例37在材料采购时，要通过样品选择和彩钢瓦波峰尺寸相吻合的产品。安装时首先在夹具安装面涂满耐候胶，胶层厚度2-3mm，保证夹具和瓦楞贴合后胶量充足并略有溢出为最佳。夹具吻合到位后，用不锈钢钻尾丝固定，如图所示。固定时要保证钻尾丝孔内胶量充足，防止雨水渗漏。夹具具体安装按照设计图纸要求确定。5.3项目施工5.3.4梯形夹具及支架安装

项目五光伏电站设计实例38支架横梁通过螺栓与夹具连接固定，如图所示。5.3项目施工5.3.5光伏组件铺设安装及线路连接——铺设安装

项目五光伏电站设计实例39光伏组件的铺设安装是整个系统施工量最大，要求最高的阶段。光伏组件安装前支架安装应已经验收合格，并对施工人员针对组件安装进行安全培训和技术交底；光伏组件在现场的安装要求如下：（1）光伏组件应按照设计图纸的型号、规格进行安装。（2）光伏组件在安装前应检查外观及各部件完好无损。（3）同一组串及输入到逆变器同一MPPT回路的各组串其组件电流分档应一致。（4）光伏组件固定压块螺栓的力矩值应符合生产厂家或设计文件的要求。（5）光伏组件开箱时，应按照组件包装箱张贴的拆箱说明打开，禁止将组件直接放倒或平放至地面。5.3项目施工5.3.5光伏组件铺设安装及线路连接——铺设安装

项目五光伏电站设计实例40（6）光伏组件现场临时搬运时，搬运机械需做好防护措施防止组件在搬运过程中损坏，吊装组件必须采用吊带吊装。（7）组件现场搬运时按照两人一块组件进行搬运，搬运人员应同时用力，组件背朝上，抓住组件长边的边框内侧，有序摆放在支架横梁上。（8）在搬运过程中严禁手接触玻璃面，同时防止尖锐物品磕碰组件。禁止搬运人员手提组件接线盒出线进行搬运。（9）光伏组件安装移动过程中，不应拉扯导线。光伏组件安装时，不应造成玻璃、背板及铝边框的划伤或破损。（10）施工人员安装光伏组件过程中，禁止在光伏组件上踩踏或放置重物。不得在光伏组件的上表面（玻璃面）刷油漆或其他粘附剂。禁止将组件放在已安装好的组件上推动。5.3项目施工5.3.5光伏组件铺设安装及线路连接——铺设安装

项目五光伏电站设计实例41光伏组件的安装现场及在横梁上的具体安装方法如图所示。5.3项目施工5.3.5光伏组件铺设安装及线路连接——光伏组串的线路连接

项目五光伏电站设计实例42光伏组串的线路连接施工要注意以下几点：（1）光伏组件连接数量和串联路径应符合设计要求，保证连接牢固，连接后开路电压应符合设计要求。（2）光伏组件间连接线应进行绑扎固定，保持整齐、美观，连接线不应承受外力。外接电缆压接的连接器应压紧牢固可靠锁紧、极性正确。如图所示。5.3项目施工5.3.5光伏组件铺设安装及线路连接——光伏组串的线路连接

项目五光伏电站设计实例43（3）同一光伏组串的正负极严禁短接。对光伏组串完成接线但不具备接引条件的部位，应用绝缘胶布包扎好。（4）单元间光伏组串的跨接线缆要采用PVC管进行保护，如图所示。（5）组件连线施工时，施工人员应配备安全防护用品，不得触摸金属带电部位。（6）压接光伏组件连接器插头要使用专用工器具，严格按技术要求进行施工。压接时分清正、负极插头，避免压接错误。5.3项目施工5.3.6逆变器及汇流箱设备安装

项目五光伏电站设计实例44逆变器和交流汇流箱都安装在设计好的支架位置，具体安装方法和要求在系统设计中已经做了介绍，逆变器正确的安装角度如图1所示，严禁倒装或向前倾斜。安装现场如图2所示。图1逆变器的正确安装角度图2逆变器支架及安装5.3项目施工5.3.7电缆桥架及走道板铺设

项目五光伏电站设计实例45电缆桥架及走道板的铺设安装要严格按照设计图纸要求的位置进行。其中电缆桥架的固定采用钻尾丝在槽盒底部与彩钢瓦的波峰连接固定，在钻孔连接处用耐候防水胶涂抹，防止万一槽盒有水积存后顺钻尾丝漏入屋内。钻尾丝固定数量依据现场情况而定，以保证槽盒固定牢固不发生位移。另外桥架槽盒全部安装完成后，要在其盖板接缝处用不干胶铝箔做密封处理，防止雨水浸入，如图所示。5.3项目施工5.3.7电缆桥架及走道板铺设

项目五光伏电站设计实例46在安装桥架的过程中还要注意：（1）桥架的连接要采用专用的桥架连接板，桥架与支架间螺栓、桥架连接板螺栓要全部上满紧固无遗漏，所有桥架连接螺母要位于桥架外侧，桥架连接或固定严禁使用焊接方式。（2）电缆桥架转弯处的弯曲半径，不小于桥架内电缆最小允许弯曲半径，电缆最小允许弯曲半径应符合相关规范规定。（3）电缆敷设完毕后，桥架进出变电所或其他穿墙处应做好防火封堵。5.3项目施工5.3.7电缆桥架及走道板铺设

项目五光伏电站设计实例47本项目走道板采用玻璃钢格栅板，每块宽度0.64m，长度