5MW屋頂光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(混凝土平屋頂)

1、5MW屋頂光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案混凝土平屋頂5MW屋頂光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案目錄總 體 方 案 概述3工程總體 布局3 1.2設(shè)計(jì)依據(jù)3 1.3總體技術(shù)方案框圖4 1.4系統(tǒng)組成5 1.5太陽能電池陣列設(shè)計(jì)5151、太陽能光伏組件選型1.5.2 、 光伏陣列外表傾斜度設(shè)計(jì) 6153、太陽能光伏組件串并聯(lián)方案、太陽能光伏陣列的布置71.6防雷匯流箱配置1.7直流配電柜設(shè)計(jì)1.8并網(wǎng)逆變器的選擇逆變器設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 逆變器參數(shù)1.9 交 流 并 網(wǎng) 配 電 設(shè)計(jì)111.10環(huán)境監(jiān)測儀111.11數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控111.12系 統(tǒng) 防 雷 接 地 設(shè)照利用率、逆變器效率、集電線路損耗、升壓變壓器損耗、光伏組件

2、 外表污染修正系數(shù)、光伏組件轉(zhuǎn)換效率修正系數(shù)。本工程光伏組件安裝總功率為5640kWp,當(dāng)安裝傾角為27時(shí)， 運(yùn)用13RETScreen軟件計(jì)算，得到傾斜面的日平均太陽輻射量為 4.06kWh/m2o因此可以測算本工程建成后光伏發(fā)電系統(tǒng)第一年的總 發(fā)電量為：Ep=4.06x365x5640 x0.75=*-*kWh也即是第一年的上網(wǎng)電量約為626萬度?？紤]到光伏組件效率 25年衰減20%,本工程25年運(yùn)行期總發(fā)電量*.98萬千瓦時(shí)，平 均每年發(fā)電量約為564萬千瓦時(shí)，即每年發(fā)電564萬度。表2.2各年平均發(fā)電量及首年發(fā)電量4、環(huán)境影響評價(jià)5MWp大型并網(wǎng)光伏電站承受支架根底，土建工程量小，整個(gè)

3、施 工對該區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量及生態(tài)環(huán)境影響根本可以無視。由于沒有運(yùn)動(dòng) 部件沒有噪聲，對四周環(huán)境沒有不利影響。隨著工程的建設(shè)，該區(qū)域?qū)⑾麥绲娜宋木坝^，改善區(qū)域的面貌，美 化環(huán)境。本工程具有格外突出的環(huán)境效益。光伏發(fā)電不消耗化石燃 料，無二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的排放，節(jié)約水資源，同時(shí)削 減相應(yīng)的廢水和溫排水等對水環(huán)境的污染，清潔干凈，環(huán)境效益良好, 取代任何化石能源發(fā)電的環(huán)境效益都是14巨大的。建設(shè)光伏電站可以削減燃煤火電裝機(jī)，假設(shè)基準(zhǔn)值為燃煤機(jī)組， 得知：燃煤機(jī)組：360g/kWh (0.36tce/MWh);不同類型溫室氣體換 算成二氧化碳：1噸CH4等于21噸二氧化碳依據(jù)*6) 1噸N2O

4、等于21噸二氧化碳(依據(jù)*6)依據(jù)上面的計(jì)算原那么，本工程建成后，將完成安裝5MWp并網(wǎng) 光伏電站，25年內(nèi)該系統(tǒng)年平均發(fā)電量約為564萬kWh,每年減排 溫室氣體C02約5410.29噸，其具體節(jié)能、環(huán)保和減排的效果如下 表所示：表3.1溫室氣體的減排統(tǒng)計(jì)表5、電氣主接線電氣一次接入電力系統(tǒng)方式本工程發(fā)電量大局部自用，余量上網(wǎng)。擬選站址江蘇省常州市高 區(qū)的出口加工區(qū)并選擇并入園區(qū)變電站的用戶側(cè)并網(wǎng)方案。在 xxxx建設(shè)35kV升壓站一座，本期5.0MW光伏發(fā)電系統(tǒng)以10kV電 壓等級接入光伏發(fā)電站升壓站，光伏發(fā)電站升壓站出單回35kV線路 至站址四周llOkV變的35kV側(cè)。15置112、初

5、步工程設(shè) TOC o 1-5 h z 計(jì)1 1土建設(shè)計(jì)11方陣支架根底設(shè)計(jì) 、光伏電站配電室設(shè)計(jì)123年 發(fā) 電 量 估算12光 伏 發(fā) 電 系 統(tǒng) 效率121年 發(fā) 電 量 計(jì)算13環(huán)境影響評價(jià)14 5、電氣主 TOC o 1-5 h z 接線15電氣一次15接入電力系統(tǒng)方式、5MW并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖 電氣主接線16主要電氣設(shè)備選擇17方案分析1921、總體方案概述工程總體布局本工程將在江蘇省常州市高區(qū)的出口加工區(qū)125號(hào)樓既有建筑 物屋頂安裝多晶硅太陽能電池組件，建設(shè)BAPV方式的低壓側(cè)并網(wǎng)光 伏發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)總裝機(jī)容量約為5.64MWp。有陽光時(shí)，太陽能電 池將陽光轉(zhuǎn)換成直流電，

6、通過逆變器變成220/380V溝通電，通過系統(tǒng)升壓T接入1 OkV中壓電網(wǎng)線路。各建筑物屋頂安裝的組件數(shù)及容量列于下表1.1安裝位置組件功率組件數(shù)量塊)安裝容量*Wp) 1號(hào)樓2 號(hào)樓.24 號(hào)樓 25 號(hào)樓合計(jì) 235 235 . 235 235 960 960 . 960960 * 225.6 225.6 . 225.6 225.6 5640出于工程經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)牢靠 性方面的考慮，承受固定式太陽能電池方陣方陣傾角27。，暫不 考慮承受跟蹤系統(tǒng)。5.64MWp光伏電站共安裝*塊235Wp太陽 能電池組件，150臺(tái)防雷匯流箱，臺(tái)直流配電柜，50臺(tái)100kW并網(wǎng) 逆變器，5臺(tái)溝通配電柜，5臺(tái)S9

7、-1250/35變壓器和1套綜合監(jiān) 控系統(tǒng)。工程建設(shè)工期1年，25年內(nèi)該系統(tǒng)年平均上網(wǎng)電量約為 564萬kWh,每年減排溫室氣體CO2約5410.29噸。設(shè)計(jì)依據(jù)GB*-2022光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)DGJ32J 87-2022太陽能光伏與建筑一體化應(yīng)用技術(shù)規(guī)程3總體技術(shù)方案框圖本工程由25個(gè)子系統(tǒng)組成，均承受用戶側(cè)低壓并網(wǎng)；共使用 235Wp多晶硅組件*塊，總?cè)萘?.64MWp。每個(gè)子系統(tǒng)均包括防雷 匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器，全部子系統(tǒng)將在分成25個(gè) 200KW的單元分別在溝通低壓側(cè)匯流后通過升壓變壓器升壓至1 OkV, 光伏電站按國標(biāo)要求安裝防雷保護(hù)系統(tǒng)。在工程總把握室設(shè)置監(jiān)控設(shè) 備一套

8、，監(jiān)測氣象數(shù)據(jù)及格子系統(tǒng)的直流參數(shù)、溝通參數(shù)及發(fā)電量數(shù) 據(jù)以及供給電網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)度接口。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)子系統(tǒng)原理框圖如下：4系統(tǒng)組成5MW太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要組成如下：太陽能電池組件及其支架；光伏陣列防雷匯流箱；直流防雷配 電柜；光伏并網(wǎng)逆變器帶工頻隔離變壓器；10KV升壓站；系統(tǒng)的 通訊監(jiān)控裝置；系統(tǒng)的防雷及接地裝置；土建、配電房等根底設(shè)施； 系統(tǒng)的連接電纜及防護(hù)材料；太陽能電池陣列設(shè)計(jì)、太陽能光伏組件選型(1)單晶硅光伏組件與多晶硅光伏組件的比擬單晶硅太陽能光伏組件具有電池轉(zhuǎn)換效率高，商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換 效率在15%左右，其穩(wěn)定性好，同等容量太陽能電池組件所占面積小，但 是本錢較高。多晶

9、硅太陽能光伏組件生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)換效率略低于單晶硅，商 業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在13%-15%,在壽命期內(nèi)有肯定的效率衰減，但 本錢較低。兩種組件使用壽命均能到達(dá)25年，其功率衰減均小于15%。(2)依據(jù)性價(jià)比本方案推舉承受235WP太陽能光伏組件，全部 為國內(nèi)封裝組件，其主要技術(shù)參數(shù)見下表：型號(hào) 電性能參數(shù)電池片TSM-235 VOC PC/PA05 (V) ISC (A)VMP(V) IMPP (A) PM AX (Wp) (mm) 5組件外形 規(guī)格規(guī)格重量工作溫mm) kg)度156x37.1 8.31 30.1 7.81 235 156 1650 x19.5 992x40 -40+85152

10、、光伏陣列外表傾斜度設(shè)計(jì)從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算 成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進(jìn)展發(fā)電量的計(jì)算。對于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所承受的太陽輻射能與傾角 有關(guān)，較簡便的輻射量計(jì)算閱歷公式為：RB=Sxsin(x+B)/sino( + D式中：RB傾斜光伏陣列面上的太陽能總輻射量S水平 面上太陽直接輻射量D散射輻射量(X中午時(shí)分的太陽高度角P光伏陣列傾角依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶止┙o的太陽能輻射數(shù)據(jù)，按上述公式可以計(jì)算出 不同傾斜面的太陽輻射量，確定太陽能光伏陣列安裝傾角。利用軟件RETScreen,得出計(jì)太陽能光伏陣列安裝傾角為27。時(shí)，全年承受到 的太陽能輻射能量最大?？?/p>

11、慮到跟蹤系統(tǒng)雖然能提高系統(tǒng)效率，但需 要維護(hù)，而且會(huì)增加故障率，因此本工程設(shè)計(jì)承受固定的光伏方陣。太陽能光伏組件串并聯(lián)方案組件的串并聯(lián)需依據(jù)選用逆變器的輸入直流電壓要求配置。依據(jù)概述中各建筑光伏組件配置，全部建筑屋頂光伏系統(tǒng)均選用 *型逆變器。該型逆變器的直流電壓范圍即 MPPT范圍為）： 450Vde850Vdc。利用組串電壓核算公式，得出組件塊數(shù)2022,這 里考慮溫度變化系數(shù)，取太陽能電池組件20塊串聯(lián)，單列串聯(lián)功率P二 20 x235Wp=4700Wp；單臺(tái)100KW逆變器需要配置太陽能電池組件串聯(lián)的數(shù)量 Np=*+4700 = 23列，100KW太陽能光伏電伏陣列單元設(shè)計(jì)為24 列支

12、路并聯(lián)，共計(jì)480塊6太陽能電池組件，實(shí)際功率到達(dá)112.8KWpo整個(gè)5MW系統(tǒng)所需235Wp電池組件的數(shù)量Ml=25x960=* 塊，實(shí)際功率到達(dá)5.64MW。該工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)需要235Wp的多晶硅太陽能電池組件 *塊,20塊串聯(lián)，1200列支路并聯(lián)的陣列。太陽能光伏陣列的布置光伏電池組件陣列間距設(shè)計(jì)為了避開陣列之間遮陰，光伏電池組件陣列間距應(yīng)不小于D:D=0.707H/tan 1 arcsin。648cos-0.399sin ）式中中為當(dāng)?shù)氐乩砭暥龋ㄔ诒卑肭驗(yàn)檎?，南半球?yàn)樨?fù)），H為陣列 前排最高點(diǎn)與后排組件最低位置的高度差）。依據(jù)上式計(jì)算，求得：D=2939L。取光伏電池組件前后排

13、陣列間 總巨2.939米。防雷匯流箱配置為了削減光伏組件與逆變器之間連接線，便利維護(hù)，提高牢靠性， 一般需要在光伏組件與逆變器之間增加直流匯流裝置。使用光伏匯流 箱，可以依據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把肯定數(shù)量的規(guī)格一樣的光 伏組件串聯(lián)組成一個(gè)光伏組件串列，再將假設(shè)干個(gè)串列接入光伏陣列 防雷匯流箱進(jìn)展匯流，便利了后級逆變器的接入，保證了系統(tǒng)的安全， 大大縮短了系統(tǒng)安裝時(shí)間。依據(jù)實(shí)際狀況，每個(gè)樓頂配置6臺(tái)防雷匯流箱，全部樓頂共計(jì) 150臺(tái)匯流箱。本工程承受8進(jìn)一出的光伏防雷匯流箱，將3路組件 串支線的光伏電流匯總在一起，送至直流配電柜或逆變器，每個(gè)匯流 箱均配有高壓保險(xiǎn)絲和防雷模塊，對光伏組件進(jìn)

14、展保護(hù)。經(jīng)綜合比擬，本方案設(shè)計(jì)承受合肥陽光8進(jìn)1出匯流箱。其參數(shù) 如下表。7匯流箱參數(shù)直流配電柜設(shè)計(jì)光伏防雷直流柜的作用是二級匯流，馬上匯流箱輸出的光伏組 件電源再次進(jìn)展匯流后接入并網(wǎng)逆變器，主要用于中、大型光伏系統(tǒng) 中。每臺(tái)直流配電柜依據(jù) lOOKWp的直流配電單元進(jìn)展設(shè)計(jì)， 200KWp光伏并網(wǎng)單元需要2臺(tái)直流配電柜。每個(gè)直流配電單元可 接入3路光伏方陣防雷匯流箱，5MWp并網(wǎng)光伏電站共需配置50臺(tái) 直流配電柜。8直流配電柜參數(shù)并網(wǎng)逆變器的選擇本屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為25個(gè)200KW的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元， 每個(gè)并網(wǎng)發(fā)電單元包含2臺(tái)100KW的逆變器，整個(gè)系統(tǒng)配置50臺(tái) 此種型號(hào)的光伏并網(wǎng)逆變

15、器。逆變器的選用要求性能牢靠、效率高、 可進(jìn)展多機(jī)并聯(lián)。經(jīng)綜合比擬，本次設(shè)計(jì)承受合肥陽光電源*光伏 并網(wǎng)逆變器。此電站型光伏并網(wǎng)逆變器具有有功功率調(diào)整力量，能夠接收電網(wǎng) 調(diào)度部門遠(yuǎn)程發(fā)送的有功功率把握信號(hào)，并依據(jù)收到的調(diào)度指令把握 其有功功率輸出，確保逆變器最大輸出功率及功率變化率不超過電網(wǎng)調(diào) 度部門的給定值，以便在電網(wǎng)故障和特別運(yùn)行方式時(shí)保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定 性。在其無功輸出范圍內(nèi)，逆變器可依據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平調(diào)整無功輸出, 參與電網(wǎng)電壓的調(diào)整。電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)可遠(yuǎn)程設(shè)定其調(diào)整方式、參考電壓、 電壓調(diào)差率等參數(shù)。合理地把握電力系統(tǒng)的無功功率流淌，從而提高電 力系統(tǒng)的電壓水平，改善電能質(zhì)量，提高了電力系

16、統(tǒng)的抗干擾力量。9逆變器設(shè)計(jì)特點(diǎn)：(1)承受型高轉(zhuǎn)換效率IGBT模塊(2)先進(jìn)的MPPT跟蹤算法，最大功率點(diǎn)跟蹤精度大于99% (2) 寬直流電壓輸入范圍，輸出有功功率連續(xù)可調(diào)(3)無功功率可調(diào)，功率因素范圍為一0.9 (超前至+0.9 (滯 后)(4自帶工頻隔離變壓器，完善的保護(hù)系統(tǒng)，讓逆變器跟牢靠5純粹弦波輸出，電流諧波小，對電網(wǎng)無污染，無沖擊6準(zhǔn) 確的輸出電能計(jì)量7設(shè)計(jì)合理，安裝便利逆變器參數(shù)SG 100K3技術(shù)參數(shù)10溝通并網(wǎng)配電設(shè)計(jì)1.10環(huán)境監(jiān)測儀1.11數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控1.12系統(tǒng)防雷接地設(shè)置1、女兒墻上避雷網(wǎng)做法都差不多，鍍鋅圓鋼或扁鋼沿避雷卡子明敷，避雷卡子每個(gè)1米設(shè)置

17、一個(gè)，轉(zhuǎn)彎處0.5米設(shè)一個(gè)，避雷網(wǎng)和避 雷卡子也分很多檔次，低檔的用圓鋼或扁鋼，高檔的用不銹鋼管， 卡子也分自加工的和成品的。假設(shè)女兒墻低，而且設(shè)置了金屬欄桿， 那么一般都是利用金屬欄桿做接閃器，將接地引下線引出端與金屬欄 桿牢靠焊接。2、屋面的避雷帶，一般依據(jù)避雷等級的不同，要保證不同大小 的避雷網(wǎng)格，比方20m*20m,這樣有的設(shè)計(jì)成避雷網(wǎng)沿水泥支墩敷 設(shè)，支墩做法施工圖集上都有要求。有的設(shè)計(jì)成鍍鋅扁鋼避雷網(wǎng)，直 接埋在屋面的保溫層中暗敷，這樣可以使屋面更加干凈、美觀，可上 人屋面的避雷網(wǎng)格也不簡潔破壞，缺乏之處可能防雷效果沒有沿支墩 明敷的好，但也能到達(dá)使用功能。2、初步工程設(shè)計(jì)土建設(shè)計(jì)

18、方陣支架根底設(shè)計(jì)平面屋頂安裝系統(tǒng)類別：屋面彩鋼板架平面屋頂安裝系統(tǒng)適合戶外或荷載量較大的平面屋頂，底部框架 使用優(yōu)質(zhì)鋁導(dǎo)軌，預(yù)埋螺栓固定，支撐件材料為不銹鋼，結(jié)實(shí)美觀， 獨(dú)創(chuàng)的鋁合金導(dǎo)軌與單元連接設(shè)計(jì)，無需現(xiàn)場二次加工。1特點(diǎn)：適用于任意規(guī)格晶硅組件及局部薄膜組件；安裝面預(yù)埋地 腳螺栓，或類似水泥根底；依據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)安裝角度。組件尺寸為：1650mmx992mmx40mm,方陣傾角為27。方陣根 底承受C25混凝土現(xiàn)澆，預(yù)埋安裝地角螺栓，單個(gè)根底0.04m3。每 20塊組件為一排，每排分前后對應(yīng)依據(jù)2m間隔各澆筑10個(gè)水泥根底, 合20個(gè)水泥根底，其中前后排水泥根底中心間距0.5m。每橫排之間間 距為0.5m,便于組件后期的安裝和維護(hù)。單排水泥根底澆筑示意圖：光伏電站配電室設(shè)計(jì)光伏電站配電室承受輕鋼及彩鋼夾芯板圍護(hù)構(gòu)造，建筑面積約00m2o3、年發(fā)電量估算光伏發(fā)電系統(tǒng)效率影響發(fā)電量的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)效率，系統(tǒng)效率的主要考慮因素有： 灰塵