光伏發電系統設計與應用

光伏支架是怡能智造集團四大支柱產業（電力鐵塔、光伏支架、螺旋鋼管、交通護欄）之一。怡能智造集團擁有年設計、生產12萬噸光伏支架的能力。今天繼續為大家分享光伏的相關知識。

這個100kW商業屋頂光伏發電項目建設在山西省忻州市五臺縣時代購物廣場屋頂，該地位于北緯38°43′、東經113°15′，年最高氣溫40.6℃，最低氣溫?21℃。電池組件安裝面積約1625m2。

1. 工程概況

該項目設計總功率為104kW，整個系統共用400塊電池組件分成了4個陣列，系統使用了4臺GCI-25K三相組串式逆變器。逆變器將電池組件所生成的直流電轉化為380V的三相交流電，通過交流并網柜并入大樓內部三相380V交流電網，使光伏方陣發出的電能可直接供大樓使用，該項目采用自發自用，余電上網模式。

2. 系統構成與配置選型

（1）系統構成概況根據現場實際情況，系統共分為4個光伏方陣，布局于五臺縣時代購物廣場樓頂。400塊電池組件，每20塊連接為一個光伏組串，共分為20個光伏組串，每5個光伏組串接入1臺25kW逆變器中。光伏方陣的方位角是南偏西5°，朝向較為理想。4個方陣組件傾角均按30°設計，使組串間的功率匹配比較理想，光伏系統平衡穩定、可靠運行。光伏方陣排布時充分考慮了方陣之間及與周圍物體的距離，保證完全不存在陰影遮擋現象。下圖是該項目光伏方陣在屋頂的排布情況示意圖。

光伏方陣排布示意圖

（2）系統設計與設備選型本方案系統由電池組件、并網逆變器、并網配電柜、逆變器監控系統等組成。

① 電池組件。主要性能參數可參看下表所示內容。

② 光伏逆變器。主要性能特點：

a. 獨立的最大功率跟蹤，精確的MPPT算法，適合連接不同的電池組件；

b. 輸入電壓范圍廣，輸入電流大，適用于大功率電池組件連接；

c. 在小功率狀態能高效運行，符合太陽能運行特點；

d. 適合戶外安裝運行，IP65防護等級；

e. 環境溫度范圍：?25～+60℃；f. 支持RS485、Wi-Fi、GPRS等多種通信方式，Wi-Fi和GPRS監控軟件可在手機APP中下載；

g. 內置多種電網保護功能，能夠自動斷開電網連接。主要性能參數如下表所示。

“錦浪”25KW并網逆變器主要性能參數

③ 并網配電柜。配電柜外殼采用厚度1.5mm的冷軋鋼板制作，并做噴塑防腐處理，防護等級不低于IP20。柜內電氣元件采用知名品牌產品，使配電柜具備防雷接地、隔離、防逆流、過載保護等功能。

本配電柜逆變器輸出并網開關選用DZ47S-63A型空氣斷路器；配電柜內配置一組浪涌保護系統，用于防止電網雷電感應過電壓對逆變器造成的傷害，其中保護開關采用DZ47S-25A型空氣斷路器，浪涌保護器采用ADM5-4P/40kA型；逆變器輸出回路串接一只自復式過欠電壓保護器，用于同逆變器一起（逆變器本身自帶孤島保護功能）實現雙重孤島保護；

配電柜輸出并網側要安裝一臺HDF-11/200A型刀閘，用于在光伏發電系統和公共電網系統之間設置明顯的并網斷開點。4臺逆變器和并網配電箱安裝在光伏方陣兩支架的背面，并做防雨棚進行保護，如下圖所示。

逆變器與配電箱的安裝

100kW商業屋頂光伏發電工程外貌

④ 接地裝置。該系統的接地裝置和該建筑物的現有接地裝置連接。經測試該建筑物的接地電阻為3.25?，能夠滿足光伏發電系統的接地要求。現場施工時，要求使用40mm×4mm鍍鋅扁鐵把建筑物的接地干線與光伏組件方陣支架可靠連接，焊接工藝要滿足施工規范要求。配電箱接地端子和建筑物接地干線用不小于16mm2的多股軟銅線連接。

⑤ 基礎與支架。支架基礎采用現澆配重基礎，支架與基礎預埋件焊接。通過對一個陣列配重基礎進行模擬計算，得知單個基礎配重達到210.45kg即可滿足陣列在極限風荷載情況下的配重要求，設計選用500mm×500mm×400 mm的混凝土基礎，單個基礎重量為250kg?？紤]現場施工吊裝的難度，基礎采用現場澆注混凝土方式。具體計算參數如下表所示。

支架配重基礎計算參數表

為了最大限度利用光照空間，光伏支架采用方鋼焊接的鋼結構支架。支架材料全部采用熱浸鍍鋅方鋼，主材和立柱采用50mm×100mm×2.5mm材料，斜撐及輔材采用40mm×80mm×2.0mm材料。支架制作具體尺寸如下圖所示。

鋼結構支架尺寸示意圖

來源：網絡

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