家庭分布式光伏典型設計方案

2021-01-09 北極星太陽能光伏網

戶用光伏網訊:1、選擇合適的安裝場地

家庭屋頂一般採用瓦片結構和水泥結構，安裝方在推銷光伏或者接到用戶申請時，要去現場考察，因為並不是每家屋頂都適合安裝光伏。首先要確定屋頂的承載量能不能達到要求，太陽能電站設備對屋頂的承載要求大於30kg/平米，一般近5年建的水泥結構的房屋都可以滿足要求，而有10年以上的磚瓦結構的房屋就要仔細考察了;其次要看周邊有沒有陰影遮擋，即使是很少的陰影也會影響發電量，如熱水器，電線桿，高大樹木等，公路旁邊以及房屋周邊工廠有排放灰塵的，組件會髒汙，影響發電量;最後要看屋頂朝向和傾斜角度，組件朝南並在最佳傾斜角度時發電量最高，如果朝北則會損失很多發電量。遇到不適合裝光伏的要果斷拒絕，遇到影響發電量的需要和業主實事求是講清楚，以免後續有糾份。

2、選擇合適的光伏組件

光伏組件有多晶矽，單晶矽，薄膜三種技術路線，各種技術都有優點和缺點，在同等條件下，光伏系統的效率只和組件的標稱功率有關，和組件的效率沒有直接關係，組件技術成熟，國內一線和二線品牌的組件生產廠家質量都比較可靠，客戶需要選擇從可靠的渠道去購買。光伏組件有60片電池和72片電池兩種，分布式光伏一般規模小，安裝難度大，所以推薦用60片電池的組件，尺寸小重量輕安裝方便。

按照市場規律，每一年都會有一種功率的組件出貨量特別大，業內稱為主流組件，組件的效率每一年都在增加，2017年是多晶265W，單晶275W，這種型號性價比最高，也比較容易買到，到2018年預計是多晶270W，單晶280W性價比最高。

3、選擇合適的支架

根據屋頂的情況，可以選擇鋁支架，C型鋼，不鏽鋼等支架，另考慮到光伏支架強度、系統成本、屋頂面積利用率等因素。在保證系統發電量降低不明顯的情況下(降低不超過1%)儘可能降低光伏方陣傾斜角度，以減少受風面，做到增加支架強度，減少支架成本、提高有限場地面積的利用率。漏雨是安裝光伏電站過程中需要注意的問題，防水工作做好了，光伏電站才安全。光伏支架安裝在屋頂支撐著組件，連接著屋頂。它的設計多採用頂上頂的方式，不會對屋面原有防水進行穿孔、破壞;壓塊採用預製構件，不用現場澆注，可以避免了太陽能支架安裝對屋面防水層的硬性破壞。

4、光伏方陣串並聯設計

分布式光伏發電系統中，太陽能電池組件電路相互串聯組成串聯支路。串聯接線用於提升直流電壓至逆變器電壓輸入範圍，應保證太陽能電池組件在各種太陽輻射照度和各種環境溫度工況下都不超出逆變器電壓輸入範圍。

工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右，效率最高，單相220V逆變器，逆變器輸入額定電壓為360V，三相380V逆變器，逆變器輸入額定電壓為650V。如3kW逆變器，配260W組件，工作電壓30.5V，配12塊工作電壓366V，功率為3.12kW為最佳。10KW逆變器配260W組件，接40塊組件，每一路20串，電壓為610V，總功率為10.4kW為最佳。

5、電纜的選擇

在家用光伏系統中，建議採用銅電纜。因為光伏組件MC4接頭，光伏逆變器輸出接線端子，併網開關的接線端子都是用銅芯做的，如果用鋁線，銅鋁直接連接，就會形成了一種化學電池，即電化學腐蝕。這樣就會引起銅鋁之間接觸不良，接觸電阻增大。當有電流通過時，將使接頭部位溫度升高，而溫度升高更加速了接頭腐蝕，增加了接觸電阻，造成惡性循環，直至燒毀。逆變器的輸出防水接頭，其線徑也是按照銅線來設計的，如果採用鋁線，則需要大一型號的線。如30KW逆變器，設計輸出使用10平方的銅線，用鋁線則需要16平方，線纜面積增加，而防水接線端子面積有限，有可能容不下，有些安裝商就把防水接線端子拆掉或者破壞，這樣會造成接線端子防護不嚴，容易進水，絕緣不好。還要選擇多股的BVR軟銅線，不要用BV硬銅線，因為硬銅線和接線端子容易接觸不良，轉彎的地方還有應力，容易引發螺絲鬆動，接觸不良。

6、常用家用光伏系統設計方案

常見家用光伏系統，單相一般是3kW到8kW，三相一般是4-10kW，在條件允許的情況下，推薦使用三相併網，因為在同等條件下，三相併網比單相併網投資少，發電量高，如10kW系統，單相併網需要2臺逆變器，直流輸入4個組串，8根直流電纜，交流需要2個開關，三相併網只要一臺逆變器，直流輸入2個組串，4根直流電纜，交流需要1個開關。三相比單相電流少，損耗就少效率高;380V併網對電網影響少，不會因提升電網電壓而停機。

3kW家用光伏設計方案

方案約需要30㎡屋頂面積，採用265Wp光伏組件12塊組成，總功率  3.18KWp屋。系統採用1臺3KW光伏逆變器，接入220V線路送入戶業主原有室內進戶配電箱，再經由220V線路與業主室內低壓配電網進行連接，即可送電進入市電網。

逆變器最大直流電壓(最大陣列開路電壓)為550V，最大功率電壓跟蹤範圍為70~550V，MPPT路數為1路/1並。每個太陽電池組件額定工作電壓為30.8V，開路電壓為38.3V，在環境溫度為25±2℃、太陽輻射照度為1000W/m2的額定工況下，12個太陽電池串聯的串聯支路額定工作電壓為369.6V，開路電壓459.6V，均在逆變器允許輸入範圍內，可確保正常工作。

在工況變化時考慮在平均極端環境溫度為-10℃時，太陽能電池組件串的最大功率點工作電壓為12×30.8×(0.35%×35+1)=415V，滿足550V最高滿載MPPT點的輸入電壓要求;在極端最高環境溫度為42℃時，太陽能電池組件的工作電壓為12×31.2×(-0.35%×17+1)=352.1V，滿足70V最低MPPT點的輸入電壓要求。

系統配置

常用家用光伏系統配置：

4.2kW電氣系統圖

5.0kW電氣系統圖

6.0kW電氣系統圖

8.0kW電氣系統圖

10.0kW電氣系統圖

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