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2020-01-01

10kW光伏系統典型設計全過程


一. 前言
小固前期推出的《5kW家用光伏系統典型設計全過程》得到了大家的積極反響,也有很多朋友給小固提出寶貴意見,在此基礎上,小固在這一期想和大家分享一下10KW光伏系統的設計和安裝過程。

二. 設計過程

1.項目簡介

項目安裝在某公司的彩鋼瓦屋頂上,屋頂面積在100平,其能夠鋪設40塊光伏組件。最終預設的光伏系統裝機容量可達10kW左右,根據勘察初步規劃采用一臺10KW三相雙路逆變器接入到380V低壓電網的設計方案。后期計算按照上海光照條件。最終設計的光伏組件排布圖如下所示:

圖1彩鋼瓦屋頂光伏組件排布圖

2.組件選型

選用常見的晶硅組件,以下是一組常見的組件參數。


圖2 組件性能參數

GW10KN-DT可超配至13kW,根據上海光照條件,考慮全壽命周期進行合理超配,項目選用260Wp組件。

3.支架選型

10KW的光伏項目可以安裝在很多地方,譬如車棚、別墅、戶用平屋頂、商用彩鋼瓦屋頂等。


標號1為別墅瓦屋頂、標號2為戶用屋頂、標號3為商用彩鋼瓦屋頂,標號4為商用平屋頂。用戶可以根據不同的屋頂選擇相應的支架。

本文講述的項目安裝在商用的彩鋼瓦屋頂上。光伏支架采用夾具型的安裝方式,其具體的安裝流程如下所示:

1)將夾具螺絲固定在彩鋼瓦上,采用內六角螺絲固定,根據設計圖紙,一次性固定所有的彩鋼瓦夾具。


2)將導軌用內六角螺栓與滑塊螺母固定在夾具上



3)將光伏組件按照圖紙放置于橫梁上,第一塊組件放置完畢后,采用單側壓塊的方式固定。


4)然后依次放置其他組件,采用單雙側壓塊緊貼光伏組件的方式,依次用螺絲將組件固定好。



在安裝過程中,小固提醒您務必要做好屋面的防水工作,合理的布置線纜,留后期運維的通道。

4.逆變器選擇

根據實際現場勘察可知,彩鋼瓦屋面為南北方向,傾角在5度左右,因屬于不同面,要使用帶2路MPPT的10KW逆變器,同時項目所在地的并網點電壓為400V,根據上述條件,最終選擇了GW10KN-DT的逆變器,其能夠滿足項目現場的需求。

項目條件

逆變器選擇

組件

組件朝向兩個方位

GW10KN-DT

并網點電壓

400V



圖3 ???? GW10KN-DT逆變器實物圖

5、線纜的選擇

直流側

PV1-F 1*4mm2

交流側

YJV-5*6mm2

?? 直流線纜多為戶外鋪設,其需要防潮、防曬、防寒、防紫外線的特點,所以選擇光伏認證的專用線纜,線徑為 PV1-F 1*4mm2。

?? 交流線纜用于將逆變器交流側與交流并網柜相連,除了要考慮防潮、防曬、防寒、防紫外線,還要考慮到交流電壓損失和線徑載流量,所以選用YJV型電纜,線徑選擇 5*6mm2的線纜。

6.配電箱配置

下圖是項目現場使用的10KW交流配電柜接線圖,它是由逆變器端斷路器(標號1)、三相自復式過欠壓保護器(標號2)、浪涌前級保護器(標號3)、浪涌保護器(標號4)刀閘(標號5)組成。


圖4 三相配電柜實物圖

其電氣的接線圖如下所示:


圖5 三相配電柜電氣設計圖

接下來小固就對交流配電柜里面具體的元器件參數和功能進行介紹:


有時也會將電表裝下交流配電柜中,各個地方電網公司的要求不一樣,使得交流配電柜內部低壓配電設備也會有所不同。用戶需根據當地電網公司的要求進行交流配電柜的具體設計。

7、接地措施

經項目地勘察測量,彩鋼瓦屋面的厚度大于0.5mm,其可以直接作為接閃器,引下線(鋼柱)與彩鋼瓦采用螺栓鏈接,最后引下線與螺旋地樁相連,打到地上。具體的接地方法詳見傳送門-光伏系統常見問題—接地那些事兒。


三.??? 設計方案

1.詳細配置清單

序號

材料名稱

數量

1

GW10KN-DT

1臺

2

組件260Wp

40pcs

3

光伏專用直流線纜(4mm2)

若干

4

交流線纜(6mm2)

若干

5

導軌支架

跟組件配套

6

交流配電柜(含必要的防雷、空開、過欠壓保護等)

1臺

7

監控方式(可選配)

RS485/Wi-Fi/GPRS

8

必要的計量裝置(由供電公司提供)















2.設計系統圖



四.??? 收益計算

1.發電量計算

10KW的系統全年發電量按照10535 kwh來計算。首年衰減為2.5%,25年末最低功率為80%。

2.收益計算

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  • 多晶硅

    首年末最低率:

    97.50%

    25年末最低功率:

    82.00%

    功率衰減以首年為參照

    年份

    功率衰減

    年末功率

    年發電量(kWh)

    累計發電量(kWh)

    1

    2.50%

    97.50%

    15330

    15330

    2

    0.65%

    96.85%

    14946.75

    30276.75

    3

    0.65%

    96.21%

    14847.744

    45124.494

    4

    0.65%

    95.56%

    14748.738

    59873.232

    5

    0.65%

    94.92%

    14649.731

    74522.963

    6

    0.65%

    94.27%

    14550.725

    89073.688

    7

    0.65%

    93.63%

    14451.719

    103525.407

    8

    0.65%

    92.98%

    14352.713

    117878.12

    9

    0.65%

    92.33%

    14253.706

    132131.826

    10

    0.65%

    91.69%

    14154.7

    146286.526

    11

    0.65%

    91.04%

    14055.694

    160342.22

    12

    0.65%

    90.40%

    13956.688

    174298.908

    13

    0.65%

    89.75%

    13857.681

    188156.589

    14

    0.65%

    89.10%

    13758.675

    201915.264

    15

    0.65%

    88.46%

    13659.669

    215574.933

    16

    0.65%

    87.81%

    13560.663

    229135.596

    17

    0.65%

    87.17%

    13461.656

    242597.252

    18

    0.65%

    86.52%

    13362.65

    255959.902

    19

    0.65%

    85.88%

    13263.644

    269223.546

    20

    0.65%

    85.23%

    13164.638

    282388.184

    21

    0.65%

    84.58%

    13065.631

    295453.815

    22

    0.65%

    83.94%

    12966.625

    308420.44

    23

    0.65%

    83.29%

    12867.619

    321288.059

    24

    0.65%

    82.65%

    12768.613

    334056.672

    25

    0.65%

    82.00%

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