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光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃一、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃概述
光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃是指根據(jù)項(xiàng)目需求、場(chǎng)地條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素,科學(xué)合理地確定光伏電站的系統(tǒng)規(guī)模、設(shè)備選型、布局方案及運(yùn)行維護(hù)策略的過(guò)程。其核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)光伏電站的高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,并滿足電力負(fù)荷需求或并網(wǎng)要求。
二、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃的主要內(nèi)容
(一)項(xiàng)目前期調(diào)研與評(píng)估
1.場(chǎng)地條件分析
(1)地理位置與日照資源評(píng)估:收集當(dāng)?shù)啬耆照諘r(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等數(shù)據(jù),分析光照資源潛力。
(2)地形地貌勘察:評(píng)估場(chǎng)地平整度、坡度等,確定是否需要土建改造。
(3)氣象條件分析:考察溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù),為設(shè)備選型提供依據(jù)。
2.用電需求或并網(wǎng)政策分析
(1)用戶負(fù)荷分析:統(tǒng)計(jì)用電負(fù)荷曲線,確定光伏系統(tǒng)需滿足的發(fā)電量需求。
(2)并網(wǎng)政策研究:了解當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)貼政策,優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
(二)系統(tǒng)規(guī)模與布局設(shè)計(jì)
1.光伏陣列設(shè)計(jì)
(1)組件選型:根據(jù)光照條件、溫度范圍等因素,選擇效率較高、可靠性強(qiáng)的光伏組件。
(2)組件排列方式:采用固定傾角或跟蹤式支架,優(yōu)化發(fā)電效率。
(3)容量計(jì)算:根據(jù)設(shè)計(jì)年發(fā)電量目標(biāo),計(jì)算所需組件數(shù)量及裝機(jī)容量。
2.支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)固定式支架:適用于地面或屋頂,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。
(2)跟蹤式支架:分為單軸、雙軸兩種,可提高發(fā)電效率20%-40%。
(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核:確保支架系統(tǒng)滿足風(fēng)荷載、雪荷載等要求。
(三)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.匯流箱配置
(1)組件串并聯(lián)設(shè)計(jì):根據(jù)組件參數(shù)及逆變器輸入要求,合理分配串并聯(lián)數(shù)量。
(2)匯流箱容量選擇:確保電流、電壓匹配,預(yù)留擴(kuò)展空間。
2.逆變器選型
(1)并網(wǎng)型逆變器:適用于接入電網(wǎng),需符合電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)。
(2)離網(wǎng)型逆變器:適用于獨(dú)立系統(tǒng),需具備儲(chǔ)能功能。
(3)效率與噪音評(píng)估:選擇高效率、低噪音的逆變器產(chǎn)品。
3.配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)電纜選型:根據(jù)電流容量、電壓等級(jí)選擇合適截面的電纜。
(2)防雷接地設(shè)計(jì):安裝防雷裝置,確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。
(四)土建與輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.基礎(chǔ)工程
(1)地面基礎(chǔ):采用混凝土基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ),根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)計(jì)。
(2)屋頂基礎(chǔ):考慮屋頂承重能力,采用輕鋼結(jié)構(gòu)或螺栓固定方式。
2.儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)(可選)
(1)電池類型選擇:磷酸鐵鋰或鉛酸電池,根據(jù)成本與壽命確定。
(2)儲(chǔ)能容量計(jì)算:根據(jù)用電負(fù)荷需求,計(jì)算所需電池容量(如10-50kWh)。
(五)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估
1.投資成本分析
(1)設(shè)備費(fèi)用:組件、逆變器、支架等主要設(shè)備成本(如每瓦30-50元)。
(2)土建費(fèi)用:基礎(chǔ)、道路等輔助工程費(fèi)用。
(3)運(yùn)維成本:定期清洗、巡檢等費(fèi)用。
2.收益測(cè)算
(1)發(fā)電量估算:根據(jù)當(dāng)?shù)厝照諗?shù)據(jù),計(jì)算年發(fā)電量(如100kW系統(tǒng)年發(fā)電12-15萬(wàn)度)。
(2)補(bǔ)貼與電價(jià):結(jié)合當(dāng)?shù)匮a(bǔ)貼政策,計(jì)算項(xiàng)目收益(如年收益8-12萬(wàn)元)。
三、設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)施步驟
(一)初步方案設(shè)計(jì)
1.收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù):完成場(chǎng)地勘察、用電需求分析。
2.繪制初步布局圖:標(biāo)注組件排列、支架類型及電氣設(shè)備位置。
(二)技術(shù)方案優(yōu)化
1.運(yùn)行模擬:使用軟件模擬系統(tǒng)發(fā)電曲線,調(diào)整組件數(shù)量與排列方式。
2.成本效益分析:對(duì)比不同方案的投資回收期,選擇最優(yōu)方案。
(三)施工圖設(shè)計(jì)
1.繪制詳細(xì)圖紙:包括電氣接線圖、支架結(jié)構(gòu)圖、土建施工圖。
2.編制技術(shù)規(guī)范:明確設(shè)備參數(shù)、安裝標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收要求。
(四)項(xiàng)目驗(yàn)收與調(diào)試
1.設(shè)備安裝檢查:核對(duì)組件、逆變器等設(shè)備型號(hào)與數(shù)量。
2.電氣測(cè)試:進(jìn)行絕緣測(cè)試、并網(wǎng)測(cè)試,確保系統(tǒng)運(yùn)行正常。
3.運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè):安裝監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)記錄發(fā)電量及設(shè)備狀態(tài)。
四、注意事項(xiàng)
1.設(shè)備選型需考慮環(huán)境適應(yīng)性,如高溫地區(qū)選用耐高溫組件。
2.并網(wǎng)系統(tǒng)需符合電網(wǎng)安全規(guī)范,避免電壓波動(dòng)或功率因數(shù)問(wèn)題。
3.定期維護(hù)可延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命,建議每季度清洗組件表面灰塵。
4.儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)需結(jié)合用電負(fù)荷峰谷差,提高自發(fā)自用率。
一、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃概述
光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃是光伏電站建設(shè)前期的核心環(huán)節(jié),其目的是通過(guò)科學(xué)分析和合理配置,確保光伏系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行,并滿足預(yù)期的發(fā)電目標(biāo)或并網(wǎng)需求。一個(gè)周密的設(shè)計(jì)規(guī)劃能夠最大限度地利用自然資源,降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和全生命周期成本,延長(zhǎng)電站使用壽命。設(shè)計(jì)規(guī)劃不僅涉及技術(shù)選型,還包括經(jīng)濟(jì)性評(píng)估、環(huán)境適應(yīng)性考量以及運(yùn)維策略制定等多個(gè)維度。
二、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃的主要內(nèi)容
(一)項(xiàng)目前期調(diào)研與評(píng)估
1.場(chǎng)地條件分析
(1)地理位置與日照資源評(píng)估:
-收集并分析項(xiàng)目所在地的長(zhǎng)期氣象數(shù)據(jù),包括年日照時(shí)數(shù)、月平均日照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度(KWh/m2)等。
-利用在線工具或?qū)I(yè)軟件(如PVsyst,PVSol)結(jié)合地理位置(經(jīng)緯度),模擬評(píng)估典型日照條件下的理論發(fā)電潛力。
-考慮當(dāng)?shù)氐匦翁卣?,如山地、丘陵可能存在遮蔽效?yīng),需要進(jìn)行詳細(xì)的太陽(yáng)路徑分析和陰影遮擋分析(ShadingAnalysis),必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)日照測(cè)量。
(2)地形地貌勘察:
-對(duì)地面場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量,繪制等高線圖,評(píng)估場(chǎng)地平整度、坡度分布。
-判斷是否為開(kāi)闊地帶、有遮擋區(qū)域或丘陵山地,不同地形對(duì)支架類型選擇、施工難度和土地利用率有直接影響。
-評(píng)估土壤類型、承載能力,為地面基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供依據(jù),如需進(jìn)行地質(zhì)勘探。
(3)氣象條件分析:
-收集當(dāng)?shù)貥O端天氣數(shù)據(jù),如最高/最低溫度、最大風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向、積雪載荷、冰雹沖擊強(qiáng)度等。
-這些數(shù)據(jù)是選擇耐候性強(qiáng)的光伏組件、設(shè)計(jì)穩(wěn)固的支架結(jié)構(gòu)、配置可靠的電氣設(shè)備(如防雷接地系統(tǒng))的基礎(chǔ)。
2.用電需求或并網(wǎng)政策分析
(1)用戶負(fù)荷分析:
-若為自用系統(tǒng),需詳細(xì)統(tǒng)計(jì)用戶的電力消耗數(shù)據(jù),包括日、月、年負(fù)荷曲線,分析用電高峰和低谷時(shí)段。
-考慮用戶用電特性的變化趨勢(shì),預(yù)測(cè)未來(lái)可能的負(fù)荷增長(zhǎng)。
-根據(jù)負(fù)荷分析結(jié)果,確定光伏系統(tǒng)需滿足的發(fā)電量目標(biāo),是追求最大化自發(fā)自用,還是優(yōu)先并網(wǎng)售電。
(2)并網(wǎng)政策研究:
-調(diào)研當(dāng)?shù)仉娏緦?duì)于光伏項(xiàng)目并網(wǎng)的具體要求,如電壓等級(jí)、功率因數(shù)、諧波限制、接入流程、并網(wǎng)協(xié)議等。
-了解當(dāng)?shù)厥欠裼嗅槍?duì)光伏發(fā)電的補(bǔ)貼政策(如上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼、發(fā)電量補(bǔ)貼)或稅收優(yōu)惠政策,評(píng)估政策對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的影響。
-研究電網(wǎng)的穩(wěn)定性及接納能力,確保項(xiàng)目接入不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)面影響。
(二)系統(tǒng)規(guī)模與布局設(shè)計(jì)
1.光伏陣列設(shè)計(jì)
(1)組件選型:
-基于場(chǎng)地溫度、濕度、雪載、冰雹等氣候條件,選擇耐候性符合要求的光伏組件。
-比較不同品牌、型號(hào)組件的效率、轉(zhuǎn)換率、功率輸出曲線、壽命(如25年線性功率衰減率)、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(如IEC,UL)。
-考慮組件的尺寸、重量,結(jié)合支架類型和場(chǎng)地限制進(jìn)行選擇。
-關(guān)注組件的功率等級(jí)和電壓范圍,確保與逆變器匹配。
(2)組件排列方式:
-固定傾角安裝:
-確定最佳安裝傾角,通常接近當(dāng)?shù)鼐暥冉?,可結(jié)合當(dāng)?shù)囟救照兆疃?、夏季日照最長(zhǎng)的情況微調(diào)。
-考慮組件之間的橫向間距,通常為組件長(zhǎng)度的一半左右,以保證組件間相互遮擋最小化。
-考慮組件之間的縱向排布,需留出足夠維護(hù)通道和空間。
-跟蹤式支架安裝:
-選擇單軸跟蹤(通常跟蹤東西向,年發(fā)電量提升約15-30%)或雙軸跟蹤(可跟蹤太陽(yáng)軌跡,年發(fā)電量提升約30-50%,但成本和復(fù)雜性也更高)。
-跟蹤系統(tǒng)的選擇需綜合考慮場(chǎng)地平整度、設(shè)備成本、維護(hù)需求、當(dāng)?shù)卣邔?duì)跟蹤系統(tǒng)的接受度。
-考慮跟蹤系統(tǒng)的控制策略和故障率。
(3)容量計(jì)算:
-根據(jù)設(shè)計(jì)年發(fā)電量目標(biāo)(GWh)、場(chǎng)地可用面積(m2)或可用屋頂面積(m2),計(jì)算單位面積發(fā)電量(Wp/m2或Wp/屋頂單元)。
-使用公式:系統(tǒng)容量(kWp)=預(yù)期年發(fā)電量(kWh/year)/(設(shè)計(jì)小時(shí)數(shù)h/year組件效率系數(shù)發(fā)電效率損失系數(shù))。
-設(shè)計(jì)小時(shí)數(shù)可根據(jù)當(dāng)?shù)厝照諘r(shí)數(shù)數(shù)據(jù)確定或通過(guò)軟件模擬計(jì)算。
-組件效率系數(shù)和發(fā)電效率損失系數(shù)需考慮組件衰減、灰塵遮擋、陰影損失、逆變器效率損失等因素(通常取值范圍為0.75-0.85)。
2.支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)固定式支架:
-地面固定支架:
-常用型式包括:拉索式、水泥墩式、梁柱式。根據(jù)地形、承載要求選擇。
-需進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算,確保支架能夠承受風(fēng)荷載(考慮不同風(fēng)速等級(jí))、雪荷載(根據(jù)當(dāng)?shù)胤e雪厚度和雪密度計(jì)算)、組件及設(shè)備的自重。
-材料選擇通常為熱鍍鋅鋼或鋁合金,確保防腐性能。
-屋頂固定支架:
-常用型式包括:螺栓固定式(適用于混凝土屋頂)、扣件式(適用于金屬屋頂)。
-需評(píng)估屋頂結(jié)構(gòu)承載能力,必要時(shí)進(jìn)行加固。
-注意防水處理,避免穿透屋頂造成滲漏。
-防雷接地設(shè)計(jì)需與屋頂防雷系統(tǒng)可靠連接。
(2)跟蹤式支架:
-單軸跟蹤支架設(shè)計(jì):
-軌道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需考慮抗風(fēng)、抗雪能力,并與地面固定連接。
-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(電機(jī)、齒輪齒條或液壓)選型需考慮動(dòng)力需求、控制精度和可靠性。
-需進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析,防止傾覆。
-雙軸跟蹤支架設(shè)計(jì):
-結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,需考慮雙軸運(yùn)動(dòng)的機(jī)械干涉和同步控制。
-對(duì)基礎(chǔ)要求更高,需承受更大的動(dòng)載荷。
(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核:
-利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件(如AutoCAD,Midas,SAP2000)對(duì)支架進(jìn)行建模分析。
-進(jìn)行極限狀態(tài)設(shè)計(jì),包括正常使用極限狀態(tài)(如承載設(shè)計(jì)小時(shí)荷載)和承載能力極限狀態(tài)(如承載設(shè)計(jì)基本組合荷載)。
-輸出應(yīng)力、變形、支反力等計(jì)算結(jié)果,確保所有部件強(qiáng)度滿足要求。
(三)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.匯流箱配置
(1)組件串并聯(lián)設(shè)計(jì):
-根據(jù)所選逆變器的輸入電壓范圍(Udc_min至Udc_max)、最大輸入電流限制,以及單個(gè)組件的電壓(Voc)、電流(Isc)和開(kāi)路電壓(Voc)。
-計(jì)算每路匯流箱輸入的組件串?dāng)?shù)(N串聯(lián)),公式:N串聯(lián)=Vdc_max/(N組件Voc(1-灰塵/溫度修正系數(shù)))。
-計(jì)算每路匯流箱輸入的組件并數(shù)(N并聯(lián)),公式:N并聯(lián)=Idc_max/(N組件Isc(1-陰影/溫度修正系數(shù)))。
-確保每路輸入的電壓和電流均在逆變器允許范圍內(nèi),并留有適當(dāng)?shù)陌踩A浚ㄍǔ?0-15%)。
(2)匯流箱容量選擇:
-根據(jù)設(shè)計(jì)的組件串并聯(lián)數(shù)量,選擇合適規(guī)格的匯流箱,確保有足夠的空間容納所有端子、線纜和元器件。
-考慮未來(lái)可能的擴(kuò)容需求,選擇稍大容量的匯流箱。
-確認(rèn)匯流箱的防護(hù)等級(jí)(IP等級(jí))、絕緣性能、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、防雷功能等是否滿足要求。
2.逆變器選型
(1)并網(wǎng)型逆變器:
-選擇符合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)的逆變器,如支持電網(wǎng)同步、具備孤島保護(hù)功能、功率因數(shù)校正(PF>0.95)、諧波含量符合標(biāo)準(zhǔn)(THDi<5%)。
-根據(jù)系統(tǒng)總?cè)萘窟x擇合適功率等級(jí)的逆變器,并考慮冗余設(shè)計(jì)(如N+1)。
-比較不同品牌逆變器的效率曲線(MPP追蹤效率、AC效率)、尺寸、重量、噪音水平、通訊接口(如Modbus,RS485,TCP/IP)、品牌聲譽(yù)和售后服務(wù)。
-考慮逆變器的智能運(yùn)維功能,如遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷、發(fā)電數(shù)據(jù)分析等。
(2)離網(wǎng)型逆變器:
-若為獨(dú)立系統(tǒng),需選擇具備MPPT(最大功率點(diǎn)跟蹤)功能的離網(wǎng)逆變器,并確保其輸出電壓和電流滿足負(fù)載需求。
-若系統(tǒng)包含蓄電池,需選擇支持蓄電池充電和放電管理的逆變器,并匹配相應(yīng)的蓄電池類型(如鉛酸、鋰電池)。
-考慮逆變器的效率(尤其是在不同負(fù)載率下的效率)和可靠性。
(3)效率與噪音評(píng)估:
-選擇高效率的逆變器可以降低系統(tǒng)損耗,提高發(fā)電量,尤其是在部分負(fù)載運(yùn)行時(shí)。
-對(duì)于位于居民區(qū)或?qū)υ胍裘舾袇^(qū)域的項(xiàng)目,需選擇低噪音運(yùn)行的逆變器,并考慮必要的隔音措施。
3.配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)電纜選型:
-根據(jù)匯流箱至逆變器、逆變器至配電柜(如有)之間的電流大小、電壓等級(jí)、傳輸距離,選擇合適截面的電纜。
-電纜選型需滿足電壓降限制(如要求電壓降<3%或5%)和發(fā)熱要求。
-考慮電纜的敷設(shè)方式(架空、埋地)和環(huán)境溫度影響,選擇耐候性好的電纜。
-不同電壓等級(jí)、不同回路的電纜需分開(kāi)敷設(shè)或采取絕緣隔離措施。
(2)防雷接地設(shè)計(jì):
-建立完善的防雷接地系統(tǒng),包括接閃器(避雷針/帶/網(wǎng))、引下線、接地極。
-光伏陣列區(qū)、電氣設(shè)備區(qū)均需設(shè)置獨(dú)立或共用的接地網(wǎng),并與當(dāng)?shù)胤览紫到y(tǒng)可靠連接。
-接地電阻需滿足設(shè)計(jì)要求(通常<10Ω或30Ω,根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)范),必要時(shí)進(jìn)行接地電阻測(cè)試和降阻措施。
-所有金屬設(shè)備外殼、支架、電纜金屬護(hù)套等均需可靠接地。
(四)土建與輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.基礎(chǔ)工程
(1)地面基礎(chǔ):
-根據(jù)土壤條件、支架類型和設(shè)備重量,設(shè)計(jì)基礎(chǔ)形式,如獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)。
-進(jìn)行地基承載力計(jì)算,必要時(shí)進(jìn)行地質(zhì)勘察。
-基礎(chǔ)頂面需平整,并預(yù)埋地腳螺栓或預(yù)留安裝孔位。
-基礎(chǔ)施工需符合相關(guān)建筑規(guī)范。
(2)屋頂基礎(chǔ)(安裝支架相關(guān)):
-對(duì)于安裝在金屬屋頂?shù)南到y(tǒng),通常采用螺栓直接固定或通過(guò)預(yù)埋件/拉釘固定支架。
-對(duì)于安裝在混凝土屋頂?shù)南到y(tǒng),可能需要在屋頂預(yù)留孔洞或進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)加固。
-確保屋頂結(jié)構(gòu)在增加荷載后滿足安全要求。
2.儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)(可選)
(1)電池類型選擇:
-磷酸鐵鋰電池(LFP):安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)性好、成本相對(duì)較低,是目前主流選擇。
-鉛酸電池:技術(shù)成熟、成本較低,但壽命較短、維護(hù)較復(fù)雜、環(huán)保要求高。
-選擇需綜合考慮系統(tǒng)壽命要求、成本預(yù)算、維護(hù)便利性、環(huán)保因素。
(2)儲(chǔ)能容量計(jì)算:
-根據(jù)用戶的用電負(fù)荷特性(峰谷差)、期望的用電自給率、光伏系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù),計(jì)算所需電池容量(Ah)和儲(chǔ)能系統(tǒng)功率(kW)。
-常用方法:基于負(fù)荷曲線和光伏發(fā)電曲線,模擬不同儲(chǔ)能配置下的系統(tǒng)運(yùn)行,選擇滿足目標(biāo)需求的配置。
-例如,一個(gè)100kWp的光伏系統(tǒng),若當(dāng)?shù)卦缕骄照諘r(shí)數(shù)為5小時(shí),理論日發(fā)電量為500kWh。若用戶月用電量為600kWh,且希望夜間用電完全由儲(chǔ)能供電,則需至少500kWh的電池容量。實(shí)際設(shè)計(jì)還需考慮電池充放電效率(通常90-95%)和日歷衰減。
三、設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)施步驟
(一)初步方案設(shè)計(jì)
1.收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù):完成場(chǎng)地勘察報(bào)告、用電需求分析報(bào)告、當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)收集。
2.繪制初步布局圖:
-使用CAD或?qū)I(yè)規(guī)劃軟件,繪制場(chǎng)地平面圖,標(biāo)注已有障礙物(如樹(shù)木、建筑物)。
-初步規(guī)劃光伏陣列區(qū)域、設(shè)備安裝區(qū)、道路及輔助設(shè)施位置。
-標(biāo)注組件排列方向和傾角初值。
(二)技術(shù)方案優(yōu)化
1.運(yùn)行模擬:
-輸入收集到的場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)、組件參數(shù)、逆變器參數(shù)到模擬軟件(如PVsyst)。
-進(jìn)行詳細(xì)的陰影分析和發(fā)電量模擬,評(píng)估不同布局方案(不同排布間距、不同支架類型)的發(fā)電量差異。
-模擬極端天氣條件下的系統(tǒng)性能,如高溫、大風(fēng)對(duì)發(fā)電量和設(shè)備壽命的影響。
2.成本效益分析:
-列出不同方案的詳細(xì)投資清單(設(shè)備、土建、安裝、調(diào)試、并網(wǎng)等費(fèi)用)。
-估算不同方案的年發(fā)電量、年運(yùn)維成本、可能獲得的補(bǔ)貼或收益。
-計(jì)算投資回收期(PaybackPeriod)、內(nèi)部收益率(IRR)、凈現(xiàn)值(NPV)等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
-綜合技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性,選擇最優(yōu)方案。
(三)施工圖設(shè)計(jì)
1.繪制詳細(xì)圖紙:
-場(chǎng)地總平面圖:標(biāo)明所有永久性建筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備基礎(chǔ)、道路、圍欄等。
-光伏陣列布置圖:詳細(xì)標(biāo)注組件排列、支架型式、組件編號(hào)、串并聯(lián)連接方式、匯流箱位置及編號(hào)。
-電氣系統(tǒng)圖:繪制單線圖,清晰展示匯流箱、逆變器、電纜、開(kāi)關(guān)設(shè)備、防雷接地等的連接關(guān)系。
-設(shè)備安裝詳圖:提供關(guān)鍵設(shè)備(如逆變器、匯流箱)的安裝基礎(chǔ)圖、預(yù)埋件圖。
-土建設(shè)計(jì)圖:包含基礎(chǔ)詳圖、道路設(shè)計(jì)圖等。
-輔助系統(tǒng)圖:如監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)(若有)等。
2.編制技術(shù)規(guī)范:
-詳細(xì)列出項(xiàng)目所選用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和品牌型號(hào)要求。
-明確施工工藝要求,如基礎(chǔ)澆筑標(biāo)準(zhǔn)、支架安裝精度、電纜敷設(shè)規(guī)范、接地連接要求。
-規(guī)定材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)(如組件IV曲線測(cè)試、電纜絕緣電阻測(cè)試、接地電阻測(cè)試)。
-編制設(shè)備材料清單(BillofMaterials,BOM)。
(四)項(xiàng)目驗(yàn)收與調(diào)試
1.設(shè)備安裝檢查:
-核對(duì)到場(chǎng)設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量是否與設(shè)計(jì)圖紙和采購(gòu)清單一致。
-檢查組件外觀是否有損傷,單片組件進(jìn)行IV曲線測(cè)試,抽檢組件進(jìn)行功率測(cè)試。
-檢查支架安裝是否牢固,連接是否可靠,傾角、方位角是否符合設(shè)計(jì)要求。
-檢查匯流箱內(nèi)元器件安裝是否正確,端子連接是否緊固,絕緣是否良好。
-檢查逆變器安裝環(huán)境是否滿足要求(通風(fēng)、散熱、防塵),通訊接口連接是否正確。
-檢查電纜敷設(shè)路徑、固定方式、連接是否規(guī)范,標(biāo)識(shí)是否清晰。
-檢查防雷接地系統(tǒng)是否按設(shè)計(jì)施工,接地電阻是否達(dá)標(biāo)。
2.電氣測(cè)試:
-測(cè)試匯流箱輸出電壓、電流是否正常,各路電流是否平衡。
-測(cè)試逆變器輸入電壓、電流是否在正常范圍,直流側(cè)絕緣是否良好。
-進(jìn)行系統(tǒng)絕緣電阻測(cè)試和耐壓測(cè)試。
-對(duì)于并網(wǎng)系統(tǒng),按電網(wǎng)要求進(jìn)行并網(wǎng)前測(cè)試,如同步測(cè)試、功率因數(shù)測(cè)試、諧波測(cè)試。
3.運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè):
-系統(tǒng)投入運(yùn)行后,利用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏陣列的電壓、電流、功率,逆變器的運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)電量、效率、故障代碼等。
-定期記錄系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù),與設(shè)計(jì)預(yù)期值進(jìn)行對(duì)比,分析系統(tǒng)性能。
-建立運(yùn)維檔案,記錄所有檢查、測(cè)試、維修、更換部件等信息。
四、注意事項(xiàng)
1.設(shè)備選型需考慮環(huán)境適應(yīng)性,如高溫地區(qū)選用耐高溫組件(如TPO封裝),寒冷地區(qū)考慮電池低溫性能。
2.并網(wǎng)系統(tǒng)需符合電網(wǎng)安全規(guī)范,避免電壓波動(dòng)或功率因數(shù)問(wèn)題,安裝電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常。
3.定期維護(hù)可延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命,建議每季度或每半年清洗組件表面灰塵(根據(jù)當(dāng)?shù)匚廴厩闆r調(diào)整),每年進(jìn)行一次全面巡檢和設(shè)備測(cè)試。
4.儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)需結(jié)合用電負(fù)荷峰谷差,提高自發(fā)自用率,降低電費(fèi)支出,但需考慮電池初始投資和衰減帶來(lái)的長(zhǎng)期成本。
5.在設(shè)計(jì)階段充分考慮未來(lái)可能的擴(kuò)展需求,預(yù)留一定的空間和容量余量。
6.設(shè)計(jì)文件應(yīng)完整、清晰、準(zhǔn)確,并經(jīng)過(guò)必要的審核和批準(zhǔn),確保施工依據(jù)可靠。
一、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃概述
光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃是指根據(jù)項(xiàng)目需求、場(chǎng)地條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素,科學(xué)合理地確定光伏電站的系統(tǒng)規(guī)模、設(shè)備選型、布局方案及運(yùn)行維護(hù)策略的過(guò)程。其核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)光伏電站的高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,并滿足電力負(fù)荷需求或并網(wǎng)要求。
二、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃的主要內(nèi)容
(一)項(xiàng)目前期調(diào)研與評(píng)估
1.場(chǎng)地條件分析
(1)地理位置與日照資源評(píng)估:收集當(dāng)?shù)啬耆照諘r(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等數(shù)據(jù),分析光照資源潛力。
(2)地形地貌勘察:評(píng)估場(chǎng)地平整度、坡度等,確定是否需要土建改造。
(3)氣象條件分析:考察溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù),為設(shè)備選型提供依據(jù)。
2.用電需求或并網(wǎng)政策分析
(1)用戶負(fù)荷分析:統(tǒng)計(jì)用電負(fù)荷曲線,確定光伏系統(tǒng)需滿足的發(fā)電量需求。
(2)并網(wǎng)政策研究:了解當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)貼政策,優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
(二)系統(tǒng)規(guī)模與布局設(shè)計(jì)
1.光伏陣列設(shè)計(jì)
(1)組件選型:根據(jù)光照條件、溫度范圍等因素,選擇效率較高、可靠性強(qiáng)的光伏組件。
(2)組件排列方式:采用固定傾角或跟蹤式支架,優(yōu)化發(fā)電效率。
(3)容量計(jì)算:根據(jù)設(shè)計(jì)年發(fā)電量目標(biāo),計(jì)算所需組件數(shù)量及裝機(jī)容量。
2.支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)固定式支架:適用于地面或屋頂,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。
(2)跟蹤式支架:分為單軸、雙軸兩種,可提高發(fā)電效率20%-40%。
(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核:確保支架系統(tǒng)滿足風(fēng)荷載、雪荷載等要求。
(三)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.匯流箱配置
(1)組件串并聯(lián)設(shè)計(jì):根據(jù)組件參數(shù)及逆變器輸入要求,合理分配串并聯(lián)數(shù)量。
(2)匯流箱容量選擇:確保電流、電壓匹配,預(yù)留擴(kuò)展空間。
2.逆變器選型
(1)并網(wǎng)型逆變器:適用于接入電網(wǎng),需符合電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)。
(2)離網(wǎng)型逆變器:適用于獨(dú)立系統(tǒng),需具備儲(chǔ)能功能。
(3)效率與噪音評(píng)估:選擇高效率、低噪音的逆變器產(chǎn)品。
3.配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)電纜選型:根據(jù)電流容量、電壓等級(jí)選擇合適截面的電纜。
(2)防雷接地設(shè)計(jì):安裝防雷裝置,確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。
(四)土建與輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.基礎(chǔ)工程
(1)地面基礎(chǔ):采用混凝土基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ),根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)計(jì)。
(2)屋頂基礎(chǔ):考慮屋頂承重能力,采用輕鋼結(jié)構(gòu)或螺栓固定方式。
2.儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)(可選)
(1)電池類型選擇:磷酸鐵鋰或鉛酸電池,根據(jù)成本與壽命確定。
(2)儲(chǔ)能容量計(jì)算:根據(jù)用電負(fù)荷需求,計(jì)算所需電池容量(如10-50kWh)。
(五)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估
1.投資成本分析
(1)設(shè)備費(fèi)用:組件、逆變器、支架等主要設(shè)備成本(如每瓦30-50元)。
(2)土建費(fèi)用:基礎(chǔ)、道路等輔助工程費(fèi)用。
(3)運(yùn)維成本:定期清洗、巡檢等費(fèi)用。
2.收益測(cè)算
(1)發(fā)電量估算:根據(jù)當(dāng)?shù)厝照諗?shù)據(jù),計(jì)算年發(fā)電量(如100kW系統(tǒng)年發(fā)電12-15萬(wàn)度)。
(2)補(bǔ)貼與電價(jià):結(jié)合當(dāng)?shù)匮a(bǔ)貼政策,計(jì)算項(xiàng)目收益(如年收益8-12萬(wàn)元)。
三、設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)施步驟
(一)初步方案設(shè)計(jì)
1.收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù):完成場(chǎng)地勘察、用電需求分析。
2.繪制初步布局圖:標(biāo)注組件排列、支架類型及電氣設(shè)備位置。
(二)技術(shù)方案優(yōu)化
1.運(yùn)行模擬:使用軟件模擬系統(tǒng)發(fā)電曲線,調(diào)整組件數(shù)量與排列方式。
2.成本效益分析:對(duì)比不同方案的投資回收期,選擇最優(yōu)方案。
(三)施工圖設(shè)計(jì)
1.繪制詳細(xì)圖紙:包括電氣接線圖、支架結(jié)構(gòu)圖、土建施工圖。
2.編制技術(shù)規(guī)范:明確設(shè)備參數(shù)、安裝標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收要求。
(四)項(xiàng)目驗(yàn)收與調(diào)試
1.設(shè)備安裝檢查:核對(duì)組件、逆變器等設(shè)備型號(hào)與數(shù)量。
2.電氣測(cè)試:進(jìn)行絕緣測(cè)試、并網(wǎng)測(cè)試,確保系統(tǒng)運(yùn)行正常。
3.運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè):安裝監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)記錄發(fā)電量及設(shè)備狀態(tài)。
四、注意事項(xiàng)
1.設(shè)備選型需考慮環(huán)境適應(yīng)性,如高溫地區(qū)選用耐高溫組件。
2.并網(wǎng)系統(tǒng)需符合電網(wǎng)安全規(guī)范,避免電壓波動(dòng)或功率因數(shù)問(wèn)題。
3.定期維護(hù)可延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命,建議每季度清洗組件表面灰塵。
4.儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)需結(jié)合用電負(fù)荷峰谷差,提高自發(fā)自用率。
一、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃概述
光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃是光伏電站建設(shè)前期的核心環(huán)節(jié),其目的是通過(guò)科學(xué)分析和合理配置,確保光伏系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行,并滿足預(yù)期的發(fā)電目標(biāo)或并網(wǎng)需求。一個(gè)周密的設(shè)計(jì)規(guī)劃能夠最大限度地利用自然資源,降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和全生命周期成本,延長(zhǎng)電站使用壽命。設(shè)計(jì)規(guī)劃不僅涉及技術(shù)選型,還包括經(jīng)濟(jì)性評(píng)估、環(huán)境適應(yīng)性考量以及運(yùn)維策略制定等多個(gè)維度。
二、光伏發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)劃的主要內(nèi)容
(一)項(xiàng)目前期調(diào)研與評(píng)估
1.場(chǎng)地條件分析
(1)地理位置與日照資源評(píng)估:
-收集并分析項(xiàng)目所在地的長(zhǎng)期氣象數(shù)據(jù),包括年日照時(shí)數(shù)、月平均日照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度(KWh/m2)等。
-利用在線工具或?qū)I(yè)軟件(如PVsyst,PVSol)結(jié)合地理位置(經(jīng)緯度),模擬評(píng)估典型日照條件下的理論發(fā)電潛力。
-考慮當(dāng)?shù)氐匦翁卣鳎缟降?、丘陵可能存在遮蔽效?yīng),需要進(jìn)行詳細(xì)的太陽(yáng)路徑分析和陰影遮擋分析(ShadingAnalysis),必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)日照測(cè)量。
(2)地形地貌勘察:
-對(duì)地面場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量,繪制等高線圖,評(píng)估場(chǎng)地平整度、坡度分布。
-判斷是否為開(kāi)闊地帶、有遮擋區(qū)域或丘陵山地,不同地形對(duì)支架類型選擇、施工難度和土地利用率有直接影響。
-評(píng)估土壤類型、承載能力,為地面基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供依據(jù),如需進(jìn)行地質(zhì)勘探。
(3)氣象條件分析:
-收集當(dāng)?shù)貥O端天氣數(shù)據(jù),如最高/最低溫度、最大風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向、積雪載荷、冰雹沖擊強(qiáng)度等。
-這些數(shù)據(jù)是選擇耐候性強(qiáng)的光伏組件、設(shè)計(jì)穩(wěn)固的支架結(jié)構(gòu)、配置可靠的電氣設(shè)備(如防雷接地系統(tǒng))的基礎(chǔ)。
2.用電需求或并網(wǎng)政策分析
(1)用戶負(fù)荷分析:
-若為自用系統(tǒng),需詳細(xì)統(tǒng)計(jì)用戶的電力消耗數(shù)據(jù),包括日、月、年負(fù)荷曲線,分析用電高峰和低谷時(shí)段。
-考慮用戶用電特性的變化趨勢(shì),預(yù)測(cè)未來(lái)可能的負(fù)荷增長(zhǎng)。
-根據(jù)負(fù)荷分析結(jié)果,確定光伏系統(tǒng)需滿足的發(fā)電量目標(biāo),是追求最大化自發(fā)自用,還是優(yōu)先并網(wǎng)售電。
(2)并網(wǎng)政策研究:
-調(diào)研當(dāng)?shù)仉娏緦?duì)于光伏項(xiàng)目并網(wǎng)的具體要求,如電壓等級(jí)、功率因數(shù)、諧波限制、接入流程、并網(wǎng)協(xié)議等。
-了解當(dāng)?shù)厥欠裼嗅槍?duì)光伏發(fā)電的補(bǔ)貼政策(如上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼、發(fā)電量補(bǔ)貼)或稅收優(yōu)惠政策,評(píng)估政策對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的影響。
-研究電網(wǎng)的穩(wěn)定性及接納能力,確保項(xiàng)目接入不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)面影響。
(二)系統(tǒng)規(guī)模與布局設(shè)計(jì)
1.光伏陣列設(shè)計(jì)
(1)組件選型:
-基于場(chǎng)地溫度、濕度、雪載、冰雹等氣候條件,選擇耐候性符合要求的光伏組件。
-比較不同品牌、型號(hào)組件的效率、轉(zhuǎn)換率、功率輸出曲線、壽命(如25年線性功率衰減率)、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(如IEC,UL)。
-考慮組件的尺寸、重量,結(jié)合支架類型和場(chǎng)地限制進(jìn)行選擇。
-關(guān)注組件的功率等級(jí)和電壓范圍,確保與逆變器匹配。
(2)組件排列方式:
-固定傾角安裝:
-確定最佳安裝傾角,通常接近當(dāng)?shù)鼐暥冉?,可結(jié)合當(dāng)?shù)囟救照兆疃獭⑾募救照兆铋L(zhǎng)的情況微調(diào)。
-考慮組件之間的橫向間距,通常為組件長(zhǎng)度的一半左右,以保證組件間相互遮擋最小化。
-考慮組件之間的縱向排布,需留出足夠維護(hù)通道和空間。
-跟蹤式支架安裝:
-選擇單軸跟蹤(通常跟蹤東西向,年發(fā)電量提升約15-30%)或雙軸跟蹤(可跟蹤太陽(yáng)軌跡,年發(fā)電量提升約30-50%,但成本和復(fù)雜性也更高)。
-跟蹤系統(tǒng)的選擇需綜合考慮場(chǎng)地平整度、設(shè)備成本、維護(hù)需求、當(dāng)?shù)卣邔?duì)跟蹤系統(tǒng)的接受度。
-考慮跟蹤系統(tǒng)的控制策略和故障率。
(3)容量計(jì)算:
-根據(jù)設(shè)計(jì)年發(fā)電量目標(biāo)(GWh)、場(chǎng)地可用面積(m2)或可用屋頂面積(m2),計(jì)算單位面積發(fā)電量(Wp/m2或Wp/屋頂單元)。
-使用公式:系統(tǒng)容量(kWp)=預(yù)期年發(fā)電量(kWh/year)/(設(shè)計(jì)小時(shí)數(shù)h/year組件效率系數(shù)發(fā)電效率損失系數(shù))。
-設(shè)計(jì)小時(shí)數(shù)可根據(jù)當(dāng)?shù)厝照諘r(shí)數(shù)數(shù)據(jù)確定或通過(guò)軟件模擬計(jì)算。
-組件效率系數(shù)和發(fā)電效率損失系數(shù)需考慮組件衰減、灰塵遮擋、陰影損失、逆變器效率損失等因素(通常取值范圍為0.75-0.85)。
2.支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)固定式支架:
-地面固定支架:
-常用型式包括:拉索式、水泥墩式、梁柱式。根據(jù)地形、承載要求選擇。
-需進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算,確保支架能夠承受風(fēng)荷載(考慮不同風(fēng)速等級(jí))、雪荷載(根據(jù)當(dāng)?shù)胤e雪厚度和雪密度計(jì)算)、組件及設(shè)備的自重。
-材料選擇通常為熱鍍鋅鋼或鋁合金,確保防腐性能。
-屋頂固定支架:
-常用型式包括:螺栓固定式(適用于混凝土屋頂)、扣件式(適用于金屬屋頂)。
-需評(píng)估屋頂結(jié)構(gòu)承載能力,必要時(shí)進(jìn)行加固。
-注意防水處理,避免穿透屋頂造成滲漏。
-防雷接地設(shè)計(jì)需與屋頂防雷系統(tǒng)可靠連接。
(2)跟蹤式支架:
-單軸跟蹤支架設(shè)計(jì):
-軌道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需考慮抗風(fēng)、抗雪能力,并與地面固定連接。
-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(電機(jī)、齒輪齒條或液壓)選型需考慮動(dòng)力需求、控制精度和可靠性。
-需進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析,防止傾覆。
-雙軸跟蹤支架設(shè)計(jì):
-結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,需考慮雙軸運(yùn)動(dòng)的機(jī)械干涉和同步控制。
-對(duì)基礎(chǔ)要求更高,需承受更大的動(dòng)載荷。
(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核:
-利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件(如AutoCAD,Midas,SAP2000)對(duì)支架進(jìn)行建模分析。
-進(jìn)行極限狀態(tài)設(shè)計(jì),包括正常使用極限狀態(tài)(如承載設(shè)計(jì)小時(shí)荷載)和承載能力極限狀態(tài)(如承載設(shè)計(jì)基本組合荷載)。
-輸出應(yīng)力、變形、支反力等計(jì)算結(jié)果,確保所有部件強(qiáng)度滿足要求。
(三)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.匯流箱配置
(1)組件串并聯(lián)設(shè)計(jì):
-根據(jù)所選逆變器的輸入電壓范圍(Udc_min至Udc_max)、最大輸入電流限制,以及單個(gè)組件的電壓(Voc)、電流(Isc)和開(kāi)路電壓(Voc)。
-計(jì)算每路匯流箱輸入的組件串?dāng)?shù)(N串聯(lián)),公式:N串聯(lián)=Vdc_max/(N組件Voc(1-灰塵/溫度修正系數(shù)))。
-計(jì)算每路匯流箱輸入的組件并數(shù)(N并聯(lián)),公式:N并聯(lián)=Idc_max/(N組件Isc(1-陰影/溫度修正系數(shù)))。
-確保每路輸入的電壓和電流均在逆變器允許范圍內(nèi),并留有適當(dāng)?shù)陌踩A浚ㄍǔ?0-15%)。
(2)匯流箱容量選擇:
-根據(jù)設(shè)計(jì)的組件串并聯(lián)數(shù)量,選擇合適規(guī)格的匯流箱,確保有足夠的空間容納所有端子、線纜和元器件。
-考慮未來(lái)可能的擴(kuò)容需求,選擇稍大容量的匯流箱。
-確認(rèn)匯流箱的防護(hù)等級(jí)(IP等級(jí))、絕緣性能、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、防雷功能等是否滿足要求。
2.逆變器選型
(1)并網(wǎng)型逆變器:
-選擇符合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)的逆變器,如支持電網(wǎng)同步、具備孤島保護(hù)功能、功率因數(shù)校正(PF>0.95)、諧波含量符合標(biāo)準(zhǔn)(THDi<5%)。
-根據(jù)系統(tǒng)總?cè)萘窟x擇合適功率等級(jí)的逆變器,并考慮冗余設(shè)計(jì)(如N+1)。
-比較不同品牌逆變器的效率曲線(MPP追蹤效率、AC效率)、尺寸、重量、噪音水平、通訊接口(如Modbus,RS485,TCP/IP)、品牌聲譽(yù)和售后服務(wù)。
-考慮逆變器的智能運(yùn)維功能,如遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷、發(fā)電數(shù)據(jù)分析等。
(2)離網(wǎng)型逆變器:
-若為獨(dú)立系統(tǒng),需選擇具備MPPT(最大功率點(diǎn)跟蹤)功能的離網(wǎng)逆變器,并確保其輸出電壓和電流滿足負(fù)載需求。
-若系統(tǒng)包含蓄電池,需選擇支持蓄電池充電和放電管理的逆變器,并匹配相應(yīng)的蓄電池類型(如鉛酸、鋰電池)。
-考慮逆變器的效率(尤其是在不同負(fù)載率下的效率)和可靠性。
(3)效率與噪音評(píng)估:
-選擇高效率的逆變器可以降低系統(tǒng)損耗,提高發(fā)電量,尤其是在部分負(fù)載運(yùn)行時(shí)。
-對(duì)于位于居民區(qū)或?qū)υ胍裘舾袇^(qū)域的項(xiàng)目,需選擇低噪音運(yùn)行的逆變器,并考慮必要的隔音措施。
3.配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)電纜選型:
-根據(jù)匯流箱至逆變器、逆變器至配電柜(如有)之間的電流大小、電壓等級(jí)、傳輸距離,選擇合適截面的電纜。
-電纜選型需滿足電壓降限制(如要求電壓降<3%或5%)和發(fā)熱要求。
-考慮電纜的敷設(shè)方式(架空、埋地)和環(huán)境溫度影響,選擇耐候性好的電纜。
-不同電壓等級(jí)、不同回路的電纜需分開(kāi)敷設(shè)或采取絕緣隔離措施。
(2)防雷接地設(shè)計(jì):
-建立完善的防雷接地系統(tǒng),包括接閃器(避雷針/帶/網(wǎng))、引下線、接地極。
-光伏陣列區(qū)、電氣設(shè)備區(qū)均需設(shè)置獨(dú)立或共用的接地網(wǎng),并與當(dāng)?shù)胤览紫到y(tǒng)可靠連接。
-接地電阻需滿足設(shè)計(jì)要求(通常<10Ω或30Ω,根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)范),必要時(shí)進(jìn)行接地電阻測(cè)試和降阻措施。
-所有金屬設(shè)備外殼、支架、電纜金屬護(hù)套等均需可靠接地。
(四)土建與輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.基礎(chǔ)工程
(1)地面基礎(chǔ):
-根據(jù)土壤條件、支架類型和設(shè)備重量,設(shè)計(jì)基礎(chǔ)形式,如獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)。
-進(jìn)行地基承載力計(jì)算,必要時(shí)進(jìn)行地質(zhì)勘察。
-基礎(chǔ)頂面需平整,并預(yù)埋地腳螺栓或預(yù)留安裝孔位。
-基礎(chǔ)施工需符合相關(guān)建筑規(guī)范。
(2)屋頂基礎(chǔ)(安裝支架相關(guān)):
-對(duì)于安裝在金屬屋頂?shù)南到y(tǒng),通常采用螺栓直接固定或通過(guò)預(yù)埋件/拉釘固定支架。
-對(duì)于安裝在混凝土屋頂?shù)南到y(tǒng),可能需要在屋頂預(yù)留孔洞或進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)加固。
-確保屋頂結(jié)構(gòu)在增加荷載后滿足安全要求。
2.儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)(可選)
(1)電池類型選擇:
-磷酸鐵鋰電池(LFP):安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)性好、成本相對(duì)較低,是目前主流選擇。
-鉛酸電池:技術(shù)成熟、成本較低,但壽命較短、維護(hù)較復(fù)雜、環(huán)保要求高。
-選擇需綜合考慮系統(tǒng)壽命要求、成本預(yù)算、維護(hù)便利性、環(huán)保因素。
(2)儲(chǔ)能容量計(jì)算:
-根據(jù)用戶的用電負(fù)荷特性(峰谷差)、期望的用電自給率、光伏系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù),計(jì)算所需電池容量(Ah)和儲(chǔ)能系統(tǒng)功率(kW)。
-常用方法:基于負(fù)荷曲線和光伏發(fā)電曲線,模擬不同儲(chǔ)能配置下的系統(tǒng)運(yùn)行,選擇滿足目標(biāo)需求的配置。
-例如,一個(gè)100kWp的光伏系統(tǒng),若當(dāng)?shù)卦缕骄照諘r(shí)數(shù)為5小時(shí),理論日發(fā)電量為500kWh。若用戶月用電量為600kWh,且希望夜間用電完全由儲(chǔ)能供電,則需至少500kWh的電池容量。實(shí)際設(shè)計(jì)還需考慮電池充放電效率(通常90-95%)和日歷衰減。
三、設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)施步驟
(一)初步方案設(shè)計(jì)
1.收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù):完成場(chǎng)地勘察報(bào)告、用電需求分析報(bào)告、當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)收集。
2.繪制初步布局圖:
-使用CAD或?qū)I(yè)規(guī)劃軟件,繪制場(chǎng)地平面圖,標(biāo)注已有障礙物(如樹(shù)木、建筑物)。
-初步規(guī)劃光伏陣列區(qū)域、設(shè)備安裝區(qū)、道路及輔助設(shè)施位置。
-標(biāo)注組件排列方向和傾角初值。
(二)技術(shù)方案優(yōu)化
1.
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