光伏系统设计技术方案

光伏系统设计技术方案

1 总体设计方案

1.1 某公司新建厂房概况

某公司科技工业园区坐落在开发区。建设用地面积为80583平方米；总建筑面积为46473平方米。本方案由新建厂房和办公大楼，厂前南广场，中心广场以及已建厂房组成。

厂房整体布置方式为南北朝向，南北均无高大建筑物，无遮阴情况，日照充分。屋顶呈平台型。女儿墙高1.5米。计划在新建的厂房前端办公楼的屋顶装设太阳能光伏电池组件板，并在办公楼南立面装设光伏玻璃幕墙，建设太阳能光伏发电示范系统。厂房办公楼目前处于设计在建状态。

1.2 设计要求

1）该项目有一定的公众影响力，作为太阳能光伏发电示范系统，美观非常重要，要求光伏系统的安装应保持屋顶的风格和美观，并与厂区整体环境相协调。

2）该光伏系统主要提供新建厂房办公楼的照明用电。包括：照明？？KW。要求在阴雨天气时，应能使用城市电网为负荷供电。

3）光伏系统建设费用计入新建厂房开发成本，建设后一起移交业主某公司电动汽车管理，要求节省投资，维护管理方便。

1.3 光伏发电系统运行方式

太阳能光伏发电系统的运行方式可分为两类，即独立运行和并网运行。

独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区。由于必须有蓄电池储能装置，所以整个系统的造价很高。但这种太阳能光伏发电系统发出的电能独立供给负载，不与公共电网连接，也就不会对公共电网发生任何干扰。

在有公共电网的地区，光伏发电系统一般与电网连接，即采用并网运行方式。并网型光伏发电系统的优点是可以省去蓄电池，而将电网作为自己的储能单元。由于蓄电池在存储和释放电能的过程中，伴随着能量的损失，蓄电池的使用寿命通常仅为5-8年。报废的蓄电池又将对环境造成污染，所以省去蓄电池后的光伏系统不仅可大幅度降低造价，还具有更高的发电效率和更好的环保性能，且维护简单、方便。

通过逆变器变换产生的交流电，或者向公共电网输送电能，或者与公共电网同时端接输出到低压负载。这两种方式都是当时发电当时使用，太阳能发出的电量直接与公共电网并接。只是根据并网光伏系统是否允许通过供电区的变压器向主电网馈电，分为可逆流和不可逆流的并网光伏发电系统。目前，美国、德国等西方先进国家大多采取可逆流的并网供电方式。

综合考虑，该光伏发电系统拟采用不可逆流的并网运行方式，在厂房内局部并网，不考

虑将电能输入上级城市电网。采取局部并网运行方式提高了上级城市电网的安全性。预留可逆流并网运行功能。

1.4 设计依据

该系统的设计依据有：

GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求

GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD）

GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定

GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法

GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法

GB/T 2423.9-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验C：设备用恒定湿热试验方法GB 4208 外壳防护等级（IP代码）（equ IEC 60529:1998）

GB 3859.2-1993 半导体变流器应用导则

GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波

GB/T 15543-1995 电能质量三相电压允许不平衡度

GB/T 21086-2007 建筑幕墙

GB 50057-94 建筑物防雷设计规范

JGJ102-2003 玻璃幕墙工程技术规范

JGJT139-2001 玻璃幕墙工程质量检验标准

当地气象资料。光伏系统现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔；该地区的气象资料，包括逐月的太阳能总辐射量、直接辐射量以及散射辐射量，年平均气温和最高、最低气温，最长连续阴雨天数，最大风速以及冰雹、降雪等特殊气象情况等。

建设方提供的相关资料及要求等。

1.5 设计原则

太阳能光伏发电系统的安装不能破坏建筑造型，不能破坏装饰性艺术风格，不能造成结构的重新返工。

太阳能工程必须保证建筑物的安全。太阳能系统不仅仅要保证自身系统的安全可靠，同时要确保建筑的安全可靠。必须考虑安装条件、安装方式和安装强度。包括太阳能光伏电池板在屋面安装时对屋面负荷的影响问题，特别是太阳能电池板自身载荷和抗风能力、抗冰雹冲击等工程应用问题。其中，太阳能电池板与屋面结合的抗风负荷问题是最大的工程风险。特别是需要屋面承受空气层流所产生的巨大风力。

光伏发电系统应当在可靠地满足负载需要的前提下，进行合理的配置，尽量减少系统规模，降低投资费用。

光伏发电系统设计必须要求其高可靠性能，保证在较恶劣条件下的正常使用；同时要求

系统的易操作和易维护性，便于用户的操作和日常维护。

整套光伏发电系统设计、制造和施工的低成本，设备的标准化、模块化设计，提高备件的通用互换性，要求系统预留扩展接口便于以后规模容量的扩大。

具体实施时，太阳光伏发电组件板要用适当的方位角和倾斜角安装，确保太阳电池组件得到最优化的性能；安装地点的选择应能够满足组件在当地一年中光照时间最少天内，太阳光从上午9：00到下午3：00能够照射到组件。

组件安装结构要经得住风雪等环境应力，安装孔位要能保证容易安装和机械的受力，推荐使用正确的安装结构材料可以使得组件框架、安装结构和材料的腐蚀减至最小。

1.6 光伏发电系统组成

针对太阳能光伏并网发电系统，建议采用分块发电、集中并网方案，将系统分成几个发电单元，最终实现整个并网发电系统并入负载系统。

经过计算，整个并网发电系统需配置304块170Wp单晶硅组件，108块190Wp单晶硅组件，105块220Wp单晶硅组件，270块230Wp多晶硅组件，66块160Wp双玻光电幕墙组件，共计组件853块，实际功率约为167.96KWp。

考虑到并网系统在安装及使用过程中的安全及可靠性，为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，建议在室外配置光伏阵列防雷汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上，每个汇流箱可接入6路光伏阵列，整个并网系统需配置14台光伏阵列防雷汇流箱。

为了将光伏阵列防雷汇流箱的直流输出汇流后再接入逆变器，系统需要配置2个直流防雷配电柜（4个配电单元）。

并网逆变器采用三相五线制的输出方式。整个并网发电系统按照8个并网发电单元进行设计，配置了1台SG50K3逆变器，3台SG30K3逆变器，4台SG10K3逆变器。

太阳能并网发电系统，将光伏系统的并网点选择在并网点的低压配电柜上。逆变器的交流电输出，通过电缆分别接至交流配电柜的交流输入端，同时来自市电网低压配电柜的输入也接入交流配电柜，从交流配电柜向负载供电。从而实现整个并网系统并入负载交流电网。

综上所述，本系统主要由太阳能组件、光伏阵列防雷汇流箱、直流防雷配电柜、光伏并网逆变器和交流配电柜所组成。另外，系统应配置1套监控装置，用来监测系统的运行状态和工作参数。