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1、,屋顶光伏发电系统优化设计,目录,1、光伏发电站的分类2、与建筑结合的光伏发电3、屋面光伏电站设计概要4、屋面光伏电站设计优化,1、光伏发电站的分类及其应用,1.1 光伏电站的分类,光伏发电系统分类,根据装机容量确定光伏电站的等级根据国际能源机构（IEA）的分类如下：1、小规模（100kW以下）2、中规模（100kW-1MW）3、大规模（1MW-10MW）4、超大规模（10MW以上）,根据电网接入电压确定光伏电站的等级1、根据国家电网发展（2009）747号文件分类如下：2、小模（接入0.4kV电网的PV电站,装机容量一般不大于200kW）3、中规模（接入10-35kV电网）4、大规模（接入6
2、6kV及以上电网）,2、与建筑结合的光伏发电,2.1 常见的与建筑结合的安装方式,与建筑结合的并网光伏发电系统（BIPV）,特点：1、并网点在配电侧；2、采用“可逆流”并网方式（电流是双向的，可以从电网取电，也可以向电网送电）；3、分“上网电价”并网方式（双价制）和“净电表计量”方式（平价制）。,太阳电池 开关/保护/防雷 电缆 并网逆变器 电度表（光伏电量）,屋顶平铺设置型,屋顶倾斜角度设置型,屋顶建材型,墙壁设置型,窗建材型,采光窗型,遮阳罩型,3、屋面光伏电站设计概要,3.1 项目建议书、可行性研究阶段1、项目商谈、调查2、确定容量3、确定并网点4、系统串并联设计5、设备选型6、电气原理
3、图7、阵列角度设计8、阵列布置图9、阴影计算10、推算发电量,3.2 初步设计1、确定并网点（由相关资质单位所做的接入系统报告确定）2、系统串并联设计3、主设备选型4、电气原理图5、阵列角度设计6、阵列布置图7、阴影计算8、推算发电量,3.3 施工图设计1、设备接线图（设备间关系、线缆类型、长度、结点方式）2、设备位置图（设备相对位置、体积、之间距离）3、系统走线图（走线路径-线缆长度型号）4、线缆选型（压降、容量、损耗率、类型：护套、阻燃、屏蔽、软硬）5、设备细化选型（附加模块、连接端子、环境要求、通信方式等）6、防雷设计（防雷等级、避雷针、避雷带、引下线、电力与通信防雷保护器）7、配电设计
4、（防逆流、三相平衡调节、峰值功率控制、保护功能等）8、基础设计（基础结构、基础稳定性；地基摩擦力与附着力）9、支架强度计算（风压、积雪、地震）10、支架部件、装配详图（零件三维装配图、部件加工用详图）11、系统效率计算（线损、设备损耗、环境损耗、其它损耗）,4、屋面光伏电站设计优化,4.1 光伏工艺设计优化4.1.1 光伏工艺设备布置4.1.1.1 太阳电池组件布置1、根据当地经纬度计算出最佳安装倾角，可根据项目所选建筑屋面场地面积，避开女儿墙、屋面建构筑物及设备所产生的阴影，确定项目的安装容量；2、根据逆变器选型进行组件组串设计，对于较大面积屋顶，在布置时可根据组件组串数将一个组串放置在一排
5、，避免因组件组串所产生的前后排组件跨接为一串，可减少组件防水接头的数量及损耗。,阵列角度设计,阵列角度设计的要素：1、当地纬度2、方位角3、周围环境（有无相邻建筑、树木等的遮挡）4、风速5、尘污6、积雪（设定45度以上倾角，能使2030cm厚的积雪靠自重滑落）7、经验校正系数,阴影计算,阴影计算,按照国家标准公式计算间距：当光伏电站功率较大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电池方阵附近有高达建筑物或树木的情况下，需要计算建筑物或前排方阵的阴影，以确定方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。一般确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00 太阳电池方阵不应被遮挡。计算公式如下：光伏方阵阵列间距
6、或可能遮挡物与方阵底边垂直距离应不小于D：式中：为纬度(在北半球为正、南半球为负)；H为光伏方阵阵列或遮挡物与可能被遮挡组件底边高度差。,假设某光伏电站选用的太阳电池组件单块峰值功率为230Wp,工作电压为37V,尺寸为165299045mm；选用单台功率为500kW的逆变器,其直流输入范围为420V850V，最大输入电压为880V。考虑温度变化会引起组件电性能变化，经计算单个组串中的组件串联数可选为21块，该组串的输出功率为4.83kW,输出电压为777V,每台逆变器通过汇流箱并联接入104个这样的组件串。在组件单个串联电路中，要求其中每块组件的工作电流要相同。在并联电路中，要求每个组件串的
7、电压要相同，否则会影响整个系统的效率。（木桶效应）,组件的串并联设计,组件的串并联设计,上图为组件串的接线图，组件串通常采用,U,或,U,连接，这样可以节省电缆，节约成本。,4.1.1.2 支架布置1、对于老建筑，在安装支架之前，可根据屋面情况决定是否进行屋面防水层的修复。2、支架立柱应架设在屋面梁上；3、支架的架设若遇屋面排气孔等设备，可作适当微调，但必须保证后排组件不被前排组件遮挡；4、对于硬屋面，支架立柱可直接假设在屋面上，而不采用混凝土支墩，可避免因支墩而造成的屋面防水层的破坏，并缩短施工时间；,4.1.2 光伏工艺设备选型4.1.2.1 太阳电池组件选型一、金太阳示范工程要求1、单晶
8、硅组件效率不低于15（目前市场上单晶组件较难达到），多晶硅组件不低于14，非晶硅组件效率不低于6；2、晶体硅组件衰减率2年内不高于2、10年内不高于10、25年内不高于20；非晶硅薄膜组件衰减率2年内不高于4、10年内不高于10、25年内不高于20；3、组件使用寿命不低于25年，组件整体质保期不低于5年，功率衰减质保期不低于25年。,二、太阳电池组件选型要点,1、转换效率 1）电池芯片转换效率2）组件转换效率2、组件尺寸3、功率偏差4、组件衰减率5、工艺技术1）一体化生产2）生产工艺细节6、生产时间,二、太阳电池组件选型要点,7、应用业绩1）实际运行情况2）各个权威机构认定（TUV、CE、UL
9、、金太阳认证，并符合国家强制性标准要求）8、最大串联电压9、玻璃、边框、接线盒、线缆10、绝缘电阻11、生产材料原产地（电池片、EVA、TPT等）12、组件外观（电池片色差程度、硅胶密封性等）,4.1.2.2 逆变器选型要点,1、安全可靠 1）可靠的“孤岛效应”防护手段 2）完善的并网保护功能 3）可靠的地震，雷击，对地短路等防护措施2、高电能质量 1）优质的纯正正弦波输出 2）低谐波分量3、高效电能转换率 1）内含MPPT功能 2）高电能转换效率（峰值、平均值）4、简明的人机交互方式 1）内置显示屏与指示灯（显示当前发电电量，累计发电电量，故障信息等）2）内附通信功能（LAN/RS232/4
10、85通信接口）5、智能自动运行能力 1）自动与电网同步 2）自动电压调整功能 3）直流侧电压宽输入范围6、节能低噪音 1）较低的自我消耗电力 2）较低的噪音,电气原理图,4.1.2.3 固定支架选型1、根据太阳电池组件及支架自身固定荷重，风压，雪压，地震荷重等因素进行计算，选定固定支架型号。2、支架的材质一般选择热镀锌钢，其价格比较低，且使用寿命可达20年以上。但根据业主要求可选冷镀锌钢或者铝合金等。3、支架的倾斜角度一般设为2050，同时考虑阴影的影响，根据以往经验，倾斜角和安装场所的纬度保持一致或小35是理想的，但也有为降低成本把安装角度弄小的情况。具体情况要根据场地条件和建设方要求进行调整。,4.2 电气设计优化,Thanks For Your Attention!,本文观看结束！,谢 谢欣 赏！,
