天科光伏3KW太阳能并网发电系统设计

太阳能并网光伏发电系统技术方案设计：东营天科光伏科技上海分公司日期：2023年10月23日3kW屋顶并网光伏发电系统的设计方案1系统原理屋顶光伏并网发电系统就是将太阳能电池板安装在屋顶上，系统与常规电网相连，共同承当供电任务。当有阳光时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电转变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供应交流负载，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。在没有太阳的时候，负载用电全部由电网供应。2工程综述2.1工程简介该工程是南京某建筑屋顶3kW光伏发电系统设计方案。该建筑可利用面积为42.5m2，整体面向正南，屋面根本为平面结构。采用光伏发电并网型，光伏发电并网系统设备主要有屋顶方阵组件、逆变器、防雷汇流箱、交流保护开关、直流开关和计量仪器等。2.2光伏组件方阵最正确倾角确实定南京位于北纬31°14′～32°37′,属于北亚热带季风气候区，四季清楚，水量充分，光能资源充足，年峰值日照小时数为1100h左右。根据光伏设计软件计算，光伏组件方阵最正确倾角为23度。2.3逆变器的选择并网逆变器是光伏发电系统的核心部件和技术关键。并网逆变器可将光伏组件发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、电能品质〔电压波动、高次谐波〕等进行控制。工程根据安装容量选择EversolTL3000逆变器，采用世界先进的高频技术，最大转换率97.2%，MPPT跟踪精度高达99.5%。最大功率点电压可达500V，可串联更多的电池板，减少直流端损耗；高品质的产品和全天候室内外应用。IP65的保护等级可以保证设备在各种恶劣环境下仍然稳定工作。其参数见表1。表1EversolTL3000的逆变器的主要参数产品图片工程名称技术参数最大输入功率3300W最大输入电压500V最大输入电流18A直流输入路数2路MPPT跟踪路数1路接入电网类型单相额定交流输出功率3000W并入电网的电压范围200-270并入电网的频率范围47-50.5尺寸360*415*145mm重量15.6kg防护等级IP65散热方式自然对流2.4光伏组件的选型为了有效利用太阳光，必须选择光电转换效率高的光伏组件作为系统的发电单元。工程采用了SKY-190M型的单晶硅太阳能电池组件，其参数见表2。表2单晶硅SKY-190M的主要参数工程名称技术参数峰值功率190W峰值电压36.6V峰值电流5.19A开路电压44.9V短路电流5.49A尺寸1580*808*35mm重量16kg开路电压温度系数-0.31%/℃工作温度-40℃～+85℃2.5监控系统的选择大屏LCD显示。无线传输，节约安装线材、降低安装复杂度。支持ＭicroSD卡存储发电数据及逆变器错误事件。可查询及导出历史数据。显示发电功率及总发电量。显示发电收益及CO2减排量。大屏LCD显示。无线传输，节约安装线材、降低安装复杂度。支持ＭicroSD卡存储发电数据及逆变器错误事件。可查询及导出历史数据。显示发电功率及总发电量。显示发电收益及CO2减排量。2.6光伏组件的布置和安装该工程在屋顶布置了16块单晶硅光伏组件，功率为3.04kW，占用屋顶面积为25.58㎡。连接方式为8块/串×2串，以2串×1并的方式接入一台并网逆变器。为了解决屋面的承重能力、防水能力、抗风能力以及阴影遮挡等重要问题，同时光伏组件的布置也要与建筑物及周围的环境完美结合，采取以下安装设计方案：在整个屋面上采用镀锌不锈钢支架组装的方式，组装非常方便，同时将支架的重心设计在屋面的承重梁上，不仅解决屋面承重能力，也不破坏屋面防水层，还适应南京的气候环境特点。2.7光伏并网配电系统光伏屋顶方阵接入防雷汇流箱，汇流之后接入并网逆变器的直流输入侧，逆变器的交流侧接入单相交流配电柜，有单相交流配电柜统一接入并网接入点。由于整个屋面的光伏组件容量为3kW，采用了可逆流的客户端并网方式，直接接入380V、50Hz的电网。在整个配电系统中，每个单元都配有防雷模块，增强系统的防雷能力，提高系统的平安性和稳定性。2.8系统每年可产生发电量理论发电量=年峰值日照小时数×光伏电池总功率×光电转换效率=1100×3×80%=2640kW·h。2.9效益分析经济效益：光伏组件的使用寿命大约是25年，因此设定整个屋顶光伏发电系统的寿命为25年。根据各项设备的单价及数量，可估算得一次性投资本钱〔见附件一〕。3KW光伏系统初期投资本钱共为36000元，考虑整个系统使用周期25年内发电量为66000kW·h，可计算光伏发电单价为0.54元/kW·h。可见，在实行峰谷电价的工业用电上已具有明显的价格优势，在实行上网电价的分布式发电系统中经济效益更是可观。节能减排效益：该屋顶光伏并网发电系统总共发电量为66000kW·h，可节约26.07t标准煤，并减少58.07t二氧化碳、1.75t二氧化硫、0.87t氮氧化物、15.84t粉尘。由此可见，该光伏发电工程有明显的节能减排效益。3结论3kW屋顶光伏并网系统设计中，其最正确倾斜角为23度,方阵共采用光伏组件数为16块，连接方式为8块/串×2串，以2串×1并的方式接入一台并网逆变器，共需屋顶面积为25.58㎡；理论年发电量为2640kW·h。屋顶光伏并网发电系统可以带来良好的节能和环保效益。附件一：报价清单太阳能发电系统供货清单部件名称规格型号单位数量合价〔元〕备注太阳能电池板SKY-190M块16寿命25年并网逆变器EverolTL3000台1高效率、低噪音直流