家庭分布式光伏典型設(shè)計(jì)方案
1、選擇合適的安裝場(chǎng)地
家庭屋頂一般采用瓦片結(jié)構(gòu)和水泥結(jié)構(gòu),安裝方在推銷光伏或者接到用戶申請(qǐng)時(shí),要去現(xiàn)場(chǎng)考察,因?yàn)椴⒉皇敲考椅蓓敹歼m合安裝光伏。首先要確定屋頂?shù)某休d量能不能達(dá)到要求,太陽能電站設(shè)備對(duì)屋頂?shù)某休d要求大于30kg/平米,一般近5年建的水泥結(jié)構(gòu)的房屋都可以滿足要求,而有10年以上的磚瓦結(jié)構(gòu)的房屋就要仔細(xì)考察了;其次要看周邊有沒有陰影遮擋,即使是很少的陰影也會(huì)影響發(fā)電量,如熱水器,電線桿,高大樹木等,公路旁邊以及房屋周邊工廠有排放灰塵的,組件會(huì)臟污,影響發(fā)電量;最后要看屋頂朝向和傾斜角度,組件朝南并在最佳傾斜角度時(shí)發(fā)電量最高,如果朝北則會(huì)損失很多發(fā)電量。遇到不適合裝光伏的要果斷拒絕,遇到影響發(fā)電量的需要和業(yè)主實(shí)事求是講清楚,以免后續(xù)有糾份。
2、選擇合適的光伏組件
光伏組件有多晶硅,單晶硅,薄膜三種技術(shù)路線,各種技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),在同等條件下,光伏系統(tǒng)的效率只和組件的標(biāo)稱功率有關(guān),和組件的效率沒有直接關(guān)系,組件技術(shù)成熟,國(guó)內(nèi)一線和二線品牌的組件生產(chǎn)廠家質(zhì)量都比較可靠,客戶需要選擇從可靠的渠道去購買。光伏組件有60片電池和72片電池兩種,分布式光伏一般規(guī)模小,安裝難度大,所以推薦用60片電池的組件,尺寸小重量輕安裝方便。
按照市場(chǎng)規(guī)律,每一年都會(huì)有一種功率的組件出貨量特別大,業(yè)內(nèi)稱為主流組件,組件的效率每一年都在增加,2017年是多晶265W,單晶275W,這種型號(hào)性價(jià)比最高,也比較容易買到,到2018年預(yù)計(jì)是多晶270W,單晶280W性價(jià)比最高。
3、選擇合適的支架
根據(jù)屋頂?shù)那闆r,可以選擇鋁支架,C型鋼,不銹鋼等支架,另考慮到光伏支架強(qiáng)度、系統(tǒng)成本、屋頂面積利用率等因素。在保證系統(tǒng)發(fā)電量降低不明顯的情況下(降低不超過1%)盡可能降低光伏方陣傾斜角度,以減少受風(fēng)面,做到增加支架強(qiáng)度,減少支架成本、提高有限場(chǎng)地面積的利用率。漏雨是安裝光伏電站過程中需要注意的問題,防水工作做好了,光伏電站才安全。光伏支架安裝在屋頂支撐著組件,連接著屋頂。它的設(shè)計(jì)多采用頂上頂?shù)姆绞剑粫?huì)對(duì)屋面原有防水進(jìn)行穿孔、破壞;壓塊采用預(yù)制構(gòu)件,不用現(xiàn)場(chǎng)澆注,可以避免了太陽能支架安裝對(duì)屋面防水層的硬性破壞。
4、光伏方陣串并聯(lián)設(shè)計(jì)
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中,太陽能電池組件電路相互串聯(lián)組成串聯(lián)支路。串聯(lián)接線用于提升直流電壓至逆變器電壓輸入范圍,應(yīng)保證太陽能電池組件在各種太陽輻射照度和各種環(huán)境溫度工況下都不超出逆變器電壓輸入范圍。
工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右,效率最高,單相220V逆變器,逆變器輸入額定電壓為360V,三相380V逆變器,逆變器輸入額定電壓為650V。如3kW逆變器,配260W組件,工作電壓30.5V,配12塊工作電壓366V,功率為3.12kW為最佳。10KW逆變器配260W組件,接40塊組件,每一路20串,電壓為610V,總功率為10.4kW為最佳。
5、電纜的選擇
在家用光伏系統(tǒng)中,建議采用銅電纜。因?yàn)楣夥M件MC4接頭,光伏逆變器輸出接線端子,并網(wǎng)開關(guān)的接線端子都是用銅芯做的,如果用鋁線,銅鋁直接連接,就會(huì)形成了一種化學(xué)電池,即電化學(xué)腐蝕。這樣就會(huì)引起銅鋁之間接觸不良,接觸電阻增大。當(dāng)有電流通過時(shí),將使接頭部位溫度升高,而溫度升高更加速了接頭腐蝕,增加了接觸電阻,造成惡性循環(huán),直至燒毀。逆變器的輸出防水接頭,其線徑也是按照銅線來設(shè)計(jì)的,如果采用鋁線,則需要大一型號(hào)的線。如30KW逆變器,設(shè)計(jì)輸出使用10平方的銅線,用鋁線則需要16平方,線纜面積增加,而防水接線端子面積有限,有可能容不下,有些安裝商就把防水接線端子拆掉或者破壞,這樣會(huì)造成接線端子防護(hù)不嚴(yán),容易進(jìn)水,絕緣不好。還要選擇多股的BVR軟銅線,不要用BV硬銅線,因?yàn)橛层~線和接線端子容易接觸不良,轉(zhuǎn)彎的地方還有應(yīng)力,容易引發(fā)螺絲松動(dòng),接觸不良。
6、常用家用光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
常見家用光伏系統(tǒng),單相一般是3kW到8kW,三相一般是4-10kW,在條件允許的情況下,推薦使用三相并網(wǎng),因?yàn)樵谕葪l件下,三相并網(wǎng)比單相并網(wǎng)投資少,發(fā)電量高,如10kW系統(tǒng),單相并網(wǎng)需要2臺(tái)逆變器,直流輸入4個(gè)組串,8根直流電纜,交流需要2個(gè)開關(guān),三相并網(wǎng)只要一臺(tái)逆變器,直流輸入2個(gè)組串,4根直流電纜,交流需要1個(gè)開關(guān)。三相比單相電流少,損耗就少效率高;380V并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)影響少,不會(huì)因提升電網(wǎng)電壓而停機(jī)。
3kW家用光伏設(shè)計(jì)方案
方案約需要30㎡屋頂面積,采用265Wp光伏組件12塊組成,總功率 3.18KWp屋。系統(tǒng)采用1臺(tái)3KW光伏逆變器,接入220V線路送入戶業(yè)主原有室內(nèi)進(jìn)戶配電箱,再經(jīng)由220V線路與業(yè)主室內(nèi)低壓配電網(wǎng)進(jìn)行連接,即可送電進(jìn)入市電網(wǎng)。
逆變器最大直流電壓(最大陣列開路電壓)為550V,最大功率電壓跟蹤范圍為70~550V,MPPT路數(shù)為1路/1并。每個(gè)太陽電池組件額定工作電壓為30.8V,開路電壓為38.3V,在環(huán)境溫度為25±2℃、太陽輻射照度為1000W/m2的額定工況下,12個(gè)太陽電池串聯(lián)的串聯(lián)支路額定工作電壓為369.6V,開路電壓459.6V,均在逆變器允許輸入范圍內(nèi),可確保正常工作。
在工況變化時(shí)考慮在平均極端環(huán)境溫度為-10℃時(shí),太陽能電池組件串的最大功率點(diǎn)工作電壓為12×30.8×(0.35%×35+1)=415V,滿足550V最高滿載MPPT點(diǎn)的輸入電壓要求;在極端最高環(huán)境溫度為42℃時(shí),太陽能電池組件的工作電壓為12×31.2×(-0.35%×17+1)=352.1V,滿足70V最低MPPT點(diǎn)的輸入電壓要求。
責(zé)任編輯:蔣桂云
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