屋顶100KW光伏方阵设计方案.doc

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1、江西科技学院教十栋屋顶100KW光伏方阵设计方案1. 项目概况 江西科技学院拥有30个本科专业的学士学位授予权。学校位于南昌国家高新技术开发区瑶湖高校园区，学校占地面积198.7万平方米，建筑面积119.7万平方米。学校建有基于千兆网络的数字化校园和电子校务系统。学校图书馆、田径场、体育馆、剧场、沙龙舞台、报告厅等教学文体活动设施一应俱全。 本项目拟在本校教十栋屋顶北纬2809，东经11527，海拔22米安装太阳能并网发电系统，光伏方阵安装可用面积约20*45+20*70=2300m2 总装机容量为100KW 供给教学楼照明及其他用电2. 国家及地方政策财建2013390 号文件： 一、分布式

2、光伏发电项目按电量补贴实施办法 （一）项目确认。国家对分布式光伏发电项目按电量给予补贴，补贴资金通过电网企业转付给分布式光伏发电项目单位。 （二）补贴标准。补贴标准综合考虑分布式光伏上网电价、发电成本和销售电价等情况确定，并适时调整。 （三）补贴电量。电网企业按用户抄表周期对列入分布式光伏发电项目补贴目录内项目发电量、上网电量和自发自用电量等进行抄表计量，作为计算补贴的依据。 国发201324 号文件：一、 充分认识促进光伏产业健康发展的重要性 三、积极开拓光伏应用市场 （一）大力开拓分布式光伏发电市场。鼓励各类电力用户按照“自发自用，余量上网，电网调节”的方式建设分布式光伏发电系统。优先支持

3、在用电价格较高的工商业企业、工业园区建设规模化的分布式光伏发电系统。支持在学校、医院、党政机关、事业单位、居民社区建筑和构筑物等推广小型分布式光伏发电系统。赣发改能源字20131062 号 文件： 为了加快可再生能源的利用，鼓励城乡居民利用屋顶建设光伏发电项目，支持光伏产业的健康平稳发展，我委决定实施江西省万家屋顶光伏发电示范工程，在全省范围内启动民居屋顶光伏发电示范项目的建设。 3.系统概况光伏电站工作原理 太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵、逆变器等部分组成。供电电压： 220C/50Hz发电类型： 220V并

4、网发电系统本工程是一个220V用户侧并网系统，根据电力公司要求，不能有光伏电力逆流上网。为此，我们都在光伏系统的并网点安装了防逆流控制器。南昌市属于亚热带湿润季风气候，气候湿润温和，日照充足，一年中夏冬季长，春秋季短。南昌是典型的“夏炎冬寒”型城市，夏天炎热，有火炉之称；冬天较寒冷。年平均气温1717.7，极端最高气温40.6（1961.7.23），极端最低气温-9.7（1991.12.29）。年日照时间1723-1820小时，日照率为40%。属太阳能资源较丰富地区。年无霜期251-272天。匹配分析 组件 为保证发电量选用单晶硅电池组件，其转换效率可达14.1% 选择组件250W/36V/4

5、00块其峰值功率：250（W）工作电流：6.95（A） 工作电压：36（V） 开路电压：42.48（V） 短路电流：7.64（A） 参考重量：16（KG）400块组件面积：组件的尺寸1620*986*50（mm），单个面积约为1.6m2 组件安装面积可行性：1.6*400=640m2 2300m2（教十楼顶可用面积）可行 逆变器、汇流箱选用大型并网逆变器50KW/2个 输入电压范围：450-800（V） 输出电压：3-380（V）输出功率：50k（W） 逆变效率：96.6（%）规格：并网50kw 本栋楼太阳能并网发电系统设计一个并网点，在本栋楼上安装太阳能组件400块，50KW逆变器两台接入公

6、共配电柜。组件采用10串16并的方式接入直流汇流箱两个，每个汇流箱接入1台50kW集中式并网逆变器。方阵倾斜角及间距分析 为了使方阵最大限度获得太阳能，光伏方阵安装的最佳倾角应满足在中午时的太阳光垂直射入采光面，倾斜角是相对地平面而言的，要求最佳倾斜角时冬天和夏天辐射量差异尽可能小，而全年总辐射量尽可能大，二者应兼顾，根据理论计算兼工程经验电池板安装角度30.67度。工程用单晶硅太阳电池组件，为了避免阴影对发电所带来的影响，早上9点至下午15点的太阳能辐射量最大，所以阵列间距应该能保持这段时间相互不被阴影遮挡，结合地理位置，电池板前后安装的间距为30cm屋顶支架设计一般设计成三角形支架，支架倾

7、斜角度为太阳电池的最佳接受角度（30.67o）防雷与监控系统 防雷设计太阳能光伏并网电站防雷主要是防直接雷和感应雷两种，防雷措施应依据光伏（PV）发电系统过电压保护-导则（SJ/T11127）中有关规定设计。直击雷是指直接落到太阳能电池阵列、低压配电线路、电气设备以及在其旁的雷击。防直击雷的基本措施是安装避雷针。太阳能光伏发电系统的雷电浪涌入侵途径,除了太阳能电池阵列外,还有配电线路、接地线以及它们的组合。从接地线侵入是由于近旁的雷击使大地电位上升,相对比电源高,从而产生从接地线向电源侧反向电流引起的。根据SJ/T11127 中有关规定,该系统主要采取以下措施: (1）在每路直流输入主回路内装

8、设浪涌保护装置,并分散安装在直流配电箱内。屋顶光伏并网发电系统在组件与逆变器之间加入直流配电箱,不仅对屋顶太阳能电池组件起到防雷保护作用,还为系统的检测、维修、维护提供了方便。缩小了电池组件故障检修范围。 (2）在并网接入的交流配电箱中安装避雷元件,以防护从低压配电线侵入的雷电波及浪涌。 监控系统设计监控系统设计，该系统选用德国艾思玛公司（SMA）生产的Sunny Boy Control Plus产品，具有强大的监控功能。通过RS-485通信总线与逆变器连接，获得每组光伏组件的发电情况和每台逆变器的发电功率。监控系统可以存数据，记录250个数据通道，可以显示实时运行状况，分析运行数据。监控系统

9、内置可连接外部传感器的输入测量端口和操作界面，包含8个模拟量和8个数字量输入接口。 此太阳能并网发电系统属于自发的分布式电站，根据相关法律，暂时不允许向该电网倒送电，因此电站应安装逆功率控制系统，防止逆功率产生。4.材料清单及投资预算序号设备型号单位数量价钱1光伏组件250WpWp4004300002汇流箱10进16出台2100003逆变器50kW台2 1000004交流配电柜100kW台120005防逆流控制器/台1200006支架c型钢光伏支架41*21mm，厚为2mm套7光伏电缆2 PFG 1169 1*4.0/6.0mm2米85008 监控系统（含环境监测仪）/套19监控软件/套110

10、监控显示器/台111安装辅材/套支架 选用规格41*21，厚为2mm根据光伏分布图，可以粗略估算每5块组件用C型钢为25m整个光伏电站用钢为400/5*25=2000m，一共花去12*2000=24000（元）一共需要320个边压块，640个中压块，花费：320*1.35+640*1.38=1315（元）一共用T形螺栓，36*80*1.95=5616（元）南昌工价120/人/天建筑用沙：55.00/吨电：0.67元/度5.经济环保效益分析100KWp太阳能光电建筑应用示范工程项目的20年内的年平均发电量为12.5万kWh。累计发电200万 kWh，相当于每年可节省煤炭约40多吨，减排灰渣约10

11、吨，减排二氧化碳约100多吨，减排二氧化硫约1.7多吨，减排可吸入颗粒物约0.36吨，20年可节省煤炭约800多吨，减排二氧化碳约0.18万吨。实际运行20年后，该电站仍具有发电能力。 国家电价补贴标准为每千瓦时0.42元（含税），江西省补贴标准为每千瓦时0.2元。20年太阳能电站收益：12.5*104*(0.65+0.42+0.2)*20=3.17*106(元) 项目首期投入资金；器件花费：430000+100000+20000+11600+24000+1315+5616=6*105加上人工费和其他的费用3*105首期投入资金为9*105（元）预计56年收回成本6.施工方案安装过程中严格按照

12、施工标准施工，安全操作，确保安装调试等过程无误 1）定点划线验线，由此可确定每个楼顶安装电池板的具体位置。2）支撑架与水泥压块的上料，根据图纸预算的数量准确上料，避免多上或少上而造成不必要的时间浪费。3）支撑架的安装，安装要保证正确性、稳定性、牢固性与合理性，以免影响后期电池板的安装固定。4）电池板的上料，做好上、接料人员的安全工作，保证电池板的完整，起吊要稳，放料要轻（同时按预算做好数量的记录）。5）电池板的安装，楼顶搬运要稳、放置要轻，以免损坏电池板。必须做到正确牢固地安装电池板，以防装后大风损坏。6）方阵调整，做到采光合理，整个布局工整美观。7）电气用料的上料，包括避雷带、光伏电缆、桥架

13、、汇流箱等。8）汇流箱及桥架的安装，要做到选位合理、安装牢固、节省电缆。做好可行性、合理性与经济性的综合考虑9）线缆的连接，接线时太阳电池方阵应用不透明的布料盖上，以保护安装人员免受电击。做到安全性、正确性、经济性的全面考虑，做好正负极自检复查工作。10）防雷避雷带的安装，检查混凝土建筑的原有避雷装置，保证良好接地，将电池板的防雷带与其连接，做好防雷工作。11）变配电设备安装，电气室位置的确定要本着方便性、经济性、安全性来选址。安装过程中要注意人员安全和设备安全。检查逆变器各开关初始位置是否正确，断开直流输入开关和交流输出开关；将汇流箱的直流输出端电缆接到逆变器直流输入端。接线前应确保所有汇流箱内断路器为断开状态防止电击事故，接线时要保证端子处接触良好防止通电火花。12)并网，将光伏系统并入供电电网。13)调试、试运行，全面复核各支路接线的正确性，再次确认直流回路正负极性的正确性。依次闭合汇流箱的输出开关、逆变器的直流输入开关和交流输出开关。逐一启动负载，察看运行情况直至完全正常2014.6.8