1MW容量屋顶分布式光伏电站方案

1MW容量屋顶分布式光伏电站方案

一、区域概况

陕西省位于中国内陆腹地，黄河中游，地处N 31°42′～39°35′，E 105°35′～111°35′之间。东邻山西、河南，西连宁夏、甘肃，南抵四川、湖北，北接内蒙，居于连接中国东、中部地区和西北、西南的重要位置。全省地域南北长、东西窄，南北长约870km，东西宽200km～500km。境内气候差异很大，由北向南渐次过度为温带、暖温带和北亚热带。年平均降水量576.9mm，年平均气温13.0℃，无霜期218天左右。陕西地势的总特点是南北高，中部低；同时，地势由西向东倾斜的特点也很明显；北部是陕北高原，中部是关中平原，南部是秦巴山地。

图2.1 陕西省太阳能资源空间变化分布图(单位：kWh/m2·a)

陕西全省年平均太阳总辐射量为4410MJ/m2～5800MJ/m2，年平均日照时数在1270h～2900h之间。从图2.1中可看出，太阳总辐射量的空间分布特征是北部多于南部，南北相差约1300MJ/m2，高值区位于陕北长城沿线一带及渭北东部区域，年太阳总辐射量为5000MJ/m2～5800MJ/m2，低值区主要分布于关中西部，年太阳总辐射量为4400MJ/m2～4800MJ/m2。

西安市位于东经107.40°～109.49°和北纬33.42°～34.45°之间，地处渭河流域中部关中盆地，北临渭河和黄土高原，南邻秦岭。西安市平原地区属暖温带半湿润大陆性季风气候，冷暖干湿四季分明。冬季寒冷、风小、多雾、少雨雪；春季温暖、干燥、多风、气候多变；夏季炎热多雨，伏旱突出，多雷雨大风；秋季凉爽，气温速降，秋淋明显。年平均气温13.0～13.7℃，最冷1月份平均气温-1.2～0℃，最热7月份平均气温26.3～26.6℃，年极端最低气温-21.2℃，年极端最高气温43.4℃。年降水量522.4～719.5mm，由北向南递增。7月、9月为两个明显降水高峰月。年日照时数1646.1～2114.9h，年主导风向为东北风（西安）。年内主要气象灾害有干旱、暴雨、洪涝、城市内涝、冰雹、大风、沙尘、干热风、大雾、寒潮和低温冻害。

二、屋顶形式

1、水泥平屋顶

水泥平屋顶要求设计为上人屋面，这样既能满足光伏系统对屋面所产生的荷载要求，又方便后期光伏系统的维护工作。结合西安地区纬度信息，光伏组件设计倾角为25°，这样可以达到最佳发电量。

组件采用标称功率为260W的多晶硅高效组件，设计20块为一串，采用竖向双排布置，共计单个单元为5.2KW，重量约为1300Kg。以1MW装机容量为例，共布置200个光伏阵列，共计1040KW，约为1MW，屋面面积约为13655㎡。（注：屋面面积仅供参考，以实际建筑物屋面为准）以下布置图仅供参考。

图1 上人水泥屋面光伏布置图

2、厂房彩钢瓦屋面

由于厂房屋面多为非上人屋面，如果要在项目初期考虑增加光伏系统，建议加大厂房屋面活荷载，取值建议大于0.7KN/㎡。为了后期光伏导轨的安装，及考虑到安装对屋面的影响，建议屋面采用角驰III型彩钢瓦，这样可以直接用夹具件固定光伏组件，施工方便对屋面影响小。

彩钢瓦屋面光伏组件采用平铺方式，角度采用屋面自然倾角。以下布局图仅供参考。

以1MW装机容量为例，屋面面积约为12000㎡（注：屋面面积仅供参考，以实际建筑物屋面为准），彩钢瓦屋面南北坡均布置光伏组件，组件之间留有过人通道，方便人员检修维护。

三、电气选型

3.1光伏组件选型

系统采用260Wp多晶硅光伏组件，电池组件经合理的串并联设计确保较高的发电效率，再通过逆变器将直流电转化成交流电供应交流负载使用。

表1 260Wp多晶硅光伏组件技术参数

3.2逆变器选型

选用25台40KW组串式并网逆变器。其外形、性能特点、原理框图、效率曲线见下。

3.3 低压设备选型

采用10台100KW交流汇流箱。专门用于分布式并网逆变器的输出汇集，配置了防雷模块、多功能电表，并能实现远程监控。

3.4监控系统

为了提高光伏电站发电效率，减轻光伏电站运行、维护人员的劳动强度，减低光伏电站管理成本，设置一套光伏监控系统。

3.5 变压器

如厂区变压器容量无法消纳光伏发电量，就需要现场安装一台升压变压器，将电压升至一定等级电压接入当地电网。

2.6 防雷保护及接地

光伏组件区域接地装置以水平接地体镀锌扁钢为主，辅以垂直接地镀锌钢管体的复合接地网。

电池设备支架及太阳能板外边金属框与接地网可靠相连，接地电阻以满足电池及逆变器厂家要求为准。

四、经济效益

分布式光伏发电是国家积极鼓励和支持的发展方向，国家有相关补贴政策，所发电量自用，余量上网。系统年衰减量0.5%，光伏系统寿命期为25年，发电量每年衰减约0.5%，寿命期内总衰减不超过18%。

投资收益表

从以上的投资收益分析表中可以看出来分布式光伏发电的投资回收期相对较为合理，项目具有一定的经济可行性。

表4 发电量估算表

五、项目价值

在政府补贴政策的扶持下，充分利用建筑物屋顶闲置面积，以较小的资金投入建设了清洁新能源发电项目，节省了大量的电费开支，创造了好的经济效益。

1、打造出了以“绿色低碳、节能环保”为特色亮点的产业区域，在区域内树立了新能源应用的典范。

2、用实际行动践行了“调结构、转方式”的经济发展理念，为实现节能减排指标做出了贡献，取得了良好的社会效益。

3、实际行动践行了“创造绿色人居空间”的企业使命，树立的企业的品牌形象，提升了企业的品牌价值。