浅谈家庭分布式光伏并网发电系统的设计

浅谈家庭分布式光伏并网发电系统的设计
摘要：太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。

它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在建筑物屋顶及幕墙的光伏发电项目，方便接入就近接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。

从发电入网角度出发，根据家庭用电情况可以给出系统的设计方法以及光伏组件、逆变器的选择等。

关键词：家庭分布式光伏发电并网系统设计
引言
太阳能是一种重要的，可再生的清洁能源，是取之不尽用之不竭、无污染、人类能够自由利用的能源。

太阳每秒钟到达地面的能量高达50万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转换为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012kW·h，相当于目前世界上能耗的40倍。

从长远来看，太阳能的利用前景最好，潜力最大。

近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产和市场开拓方面都获得了长足发展，成为快速、稳定发展的新兴产业之一。

家庭式小型分布式光伏电站建设分并网式和离网式。

离网式电站建设需要有蓄电池储存电能，然而蓄电池的维护成本较高，因此现在大部分都建设为并网式电站。

本文结合陕西省靖边县能源发展规划局门卫室分布式光伏发电并网系统的设计方案，对3kw左右的小型家庭分布式光伏并网发电系统的设计予以简述。

一、项目概述
1、使用地点及太阳辐射量：本项目安装地点位于北纬37°、东经108°，年平均辐射量为5392MJ/m²。

2、政策依据：《陕西省电力公司分布式电源项目并网服务实施细则》《国家电网公司关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》。

3、发电用途及功能：采用并网系统设计，系统自发自用余量上网，为自己单位提供动力、照明电源和收取盈余电费，享受国家政策补贴。

4、电网条件：AC220V供电。

5、根据本系统安装特点，采用外墙平铺安装方案，拟采用多晶硅55W电池组件60块，装机容量3.3kWp。

二、系统方案
1、系统平面布置图
本系统采用55W的电池组件60块，容量3.3kW，通过15串4并方式接入3kw逆变器，经逆变后通过220V断路器开关并入电网。

系统平面布置图如右图所示。

2、电池组件的选择
太阳能电池组件技术参数：
55Wp多晶硅光伏组件技术参数如下：
开路电压：22.28V ；工作电流：3.08A ；短路电流：3.28A ；尺寸：660*630*25.
3、逆变器的选择
本系统逆变器采用AC220V、3kW单相并网逆变器。

其优点是将具汇流箱、直流屏、逆变器的功能集于一体，适用于家庭小型分布式并网电站使用。

4、太阳能电池组件支架选择
本项目支架采用热镀锌钢支架，沿墙体支撑电池组件。

5、防雷接地系统
本系统建设于房屋墙面，系统中的外置设备在整个环境中不是最高建筑物，充分利用屋面防雷装置将所有的光伏子方阵的电池组件支架与屋顶建筑物避雷网可靠连接。

三、设备配置表及费用概算
小型家庭分布式光伏并网发电系统与传统的发电系统相比，其优势主要是：1、损耗小、安装在用电侧。

分布式能源系统供应与需求在最短的距离内平衡，输配电损耗很小。

2、清洁、环保。

采用太阳能发电，发电系统基本无污染排放；同时，由于分布式光伏系统发电的电压等级比较低、就近供电，减少了大容量远
距离高电压输电线的建设，以及减少了高压输电线的电磁污染。

3、运行灵活，安全可靠。

分布式光伏系统发电方式灵活，在公用电网故障时，可自动与公用电网断开，独立向用户供电，提高了用户自身的用电可靠性。

4、电能质量高，由于分布式光伏系统发电设施通常可以就地调整电压和电流波形，保证了较高的电能质量。

5、系统经济性好。

由于高效、低损耗和无污染排放，分布式能源系统具有明显的经济性。

结束语：小型家庭分布式光伏并网发电站的建设对于我们这样一个能源消耗大国具有十分重要的意义，其大范围的建设既可以减少传统发电厂的发电压力，又可以建少石化能源的消耗。

实现节能减排，保护环境。

随着经济与技术的进一步发展，小型家庭分布式光伏并网发电站的建设必将走向千家万户。

参考文献：
[1]杨贵恒等编.太阳能发电及其应用.北京：化学工业出版社，2011.3
[2]邓李军.家用分布式光伏系统设计[R].通威太阳能光伏电力事业部:邓李军,2010.6
[3]王春学．太阳能在并网发电中的应用：机械工业出版社，2004
[4]曹莹．家用太阳能发电系统设计．机电工程．2011.1。