安陽市廣廈新苑光伏發電系統設計說明
目錄：一、工程概況
二、工程設計依據
三、總體方案概述
四、光伏元件布局說明
五、光伏元件支架系統
六、電氣系統設計
七、主要裝置引數
八、防雷設計
九、注意事項
十、其他說明
一、工程概況
1、工程名稱：安陽市廣廈新苑光伏發電系統屋頂專案
2、工程位置：河南安陽市
3、環境溫度：年最高氣溫42.6℃，最低氣溫-27.4℃
4、日照小時數：年均日照約為2603個小時，安陽市水平面上的輻射量為5274.4mj/㎡
5、光伏元件安裝面積：約538平方公尺。
6、直流額定發電功率：共32kw。
7、太陽能元件：共672塊48w非晶矽元件。
8、供電形式：單點380v低壓併網。
9、系統主要內容：由太陽能光伏元件、直流集線箱、逆變器、並網櫃、監控系統等組成
10、地理位置：市中心位於北緯36°05′,東經114°23′。
11、簡要說明：整個光伏系統直流額定發電功率32kw，採用672塊非晶矽太陽能電池板，光伏系統能安全、穩定可靠的執行，並通過先進的顯示與監控系統實時監測光伏系統執行狀況及資料。
二、工程設計依據
1、根據建設圖紙、業主提供技術要求；
2、本工程設計遵循如下規範和標準:
(1) 《太陽光伏能源系統術語》gb/t2297-1989
(2) 《地面用太陽能電池標定的一般規定》gb/t6497-1986
(3) 《地面用非晶矽太陽能電池組件設計規範》iec 61646
(4) 《光伏元件的測試認證規範》ieee 1262-1995
(5) 《太陽電池電效能測試裝置檢驗方法》gb/t11012
(6) 《陸地用太陽能電池組件環境試驗方法》gb9535
(7) 《地面用晶體矽光伏元件設計鑑定和定型》gb 9535/t-1998
(8) 《光伏器件第1部分：光伏電流-電壓特性的測量》gb/t6495.1-1996
(9) 《光伏器件第2部分：標準太陽能電池的要求》gb/t6495.2-1996
(10)《光伏器件第3部分：地面用光伏器件的測量原理及標準光譜輻照度資料》gb/t6495.3-1996
(11)《地面用光伏（pv）發電系統概述和導則》gb/t 18479-2001
(12)《光伏（pv）系統電網介面特性》gb/t 20046-2006
(13)《光伏（pv）發電系統過電壓保護—導則》sj/t11127-1997
(14)《半導體逆變器通用技術條件》jb-t7064-1993
(15)《晶體矽光伏（pv）方陣i—v特性的現場測量》gb/t 18210-2000
(16)《絕緣試驗》gb/t14598.3-93 6.0
(17)《低壓配電系統的電湧保護器（spd）第一部分：效能要求和試驗方法》gb18802.1-2002
(18)《低壓配電系統的電湧保護器選擇和應用導則》gb/t18802.12-2006
(19)《電能質量電壓波動和閃變》gb12326-2000
(20）《電能質量供電電壓允許偏差》gb/t12325-2003
(21)《電能質量公用電網諧波》gb/t14549-1993
(22)《電能質量三相電壓允許不平衡度》gb/t15543-1995
(23)《電能質量電力系統頻率允許偏差》gb/t15945-1995
(24)《建築物低壓電源電湧保護器選用、安裝驗收及維護規程》cecs174：2004
(25）《建築電氣工程施工質量驗收規範》gb50303-2002
(26)《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規範》gb50168-2006
(27)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規範》gb50169-2006
(28)《建築物防雷設計規範》gb 50057-94(2000版)
(29)《鋼結構工程施工質量驗收規範》 gb 50205-2002
(30)《建築防腐工程施工及驗收規範》gb50212-2002
(31)《鋁及鋁合金加工產品的化學成分規範》gb/t3190-1996
(32)《鋁及鋁合金軋制板材》gb3380-1997
(33)《鋁合金建築型材第2部分陽極氧化、著色型材》gb/t5237.2-2004
(34)《碳素結構鋼》gb/t700-2006
(35)《鋼結構設計規範》gb50007-2003
(36)《螺紋緊韌體應力截面積和承載面積》gb/t16823.1-1997
(37)《緊韌體機械效能不鏽鋼螺栓、螺釘、螺柱》gb/t3098.6-2000
(38)《緊韌體機械效能不鏽鋼螺母》gb/t3098.6-2000
(39)《螺栓或螺釘和平墊圈組合件》gb/t9047.1-2002
三、總體方案概述
1、 系統設計原則
（1）美觀性
與建築結合，美觀大方。在不改變原有建築風格和外觀的前提下，設計安裝太陽伏陣列的布局。
（2）高效性
光伏系統在考慮的美觀的前提下，在給定的安裝面積內，盡可能的提高光伏元件的利用效率，達到充分利用太陽能，提高最大發電量的目的。
（3）安全性
設計的光伏系統應該安全可靠，不能給建築物內的其他用電裝置帶來安全隱患，施工過程中要保證絕對安全，不能掉下任何裝置和器具。盡可能的減少執行中的維修維護費用，同事應考慮到方便施工和利於維護。
2、 方案說明
安陽市廣廈新苑光伏發電系統屋頂專案設計總功率為32kw，由威海中波光電非晶矽太陽能電池板組成。整個系統分成了6個方陣，非晶矽電池板使用的是威海中波生產的48w非晶矽太陽能電池板，共666塊，其中4個方陣由9串14並共126塊非晶矽電池板陣列組成，另外2個方陣則有9串9並共81塊非晶矽電池板組成；系統使用了6臺德國kaco生產的高效逆變器，其中非晶矽方陣使用4臺powador 6002和2臺powador 4202單相逆變器。逆變器將太陽能電池板所生成的直流電轉化為220v的交流電，通過交流並網櫃均衡地組成三相380v交流電，並與大樓內部電網連線，使光伏方陣發出的電能供大樓使用。
系統配置了一套完整的監控系統包括資料採集器、感測器、本地計算機、遠端資料伺服器等裝置器件。
資料採集器通過rs485資料線從逆變器獲取執行狀態資訊，包括：光伏陣列的直流電壓、直流電流、直流功率、併網逆變器內部溫度、交流輸出電壓、交流輸出電流、交流輸出功率、當日發電量、總發電量等資料資訊進行處理。
資料採集器可連線大型led顯示屏，將並網光伏系統的總發電量、當日發電量、總的二氧化碳減排量、環境溫度、環境濕度進行顯示。
資料採集器可以接入小區區域網。設定乙個ip位址，通過區域網內的計算機就可以訪問資料採集器，調取相關資料進行查詢。也可以使用專用的資料處理軟體powador monitor 進行實時監控或者製作資料圖表等。
資料採集器可以通過小區區域網連線到位於德國kaco公司的遠端資料伺服器，將實時的光伏發電系統執行資訊通過網際網路傳送到資料伺服器。使用者登入賬號密碼的形式登入資料伺服器就可以在世界任何能夠連線網際網路的地方檢視電站的運**況。
四、光伏元件布局說明
1、 電池板布局
安陽市廣廈新苑光伏發電系統專案總體安排面積538平方公尺，系統共鋪設672塊48w非晶矽電池板，電池板布局於4#、5#、6#、7#裙樓屋頂10度朝南傾角平面上，充分考慮電池板之間及周圍物體遮擋問題，完全沒有遮擋。
2、 電池板朝向
安陽市廣廈新苑光伏發電系統，地理位置：市中心位於北緯36°05′，東經114°23′。光伏元件整體安裝在屋頂平面，方向一致保證各單元發電的平衡性，減小每台逆變器輸出功率之間的偏差，使光伏系統平衡穩定可靠執行。
五、光伏元件支架系統
1、 鋼材說明：
（1）採用碳素結構鋼和低合金結構鋼的鋼種、牌號和質量等級應符合現行國家標準和行業標準的規度；
（2）螺栓採用歐式體不鏽鋼，並符合現行國家標準和行業標準的規度。
（3）除不鏽鋼件外的所有鋼材，均應進行表面熱浸鍍鋅處理。
2、 防雷說明
按《建築物防雷設計規範》gb50057-94（2000版）規定，支架底部與屋頂避雷網焊接。
3、 焊接說明
（1）焊縫高度取焊接部位焊件的最小厚度；採用e43xx系列焊條；
（2）所有焊接處焊縫沿全長連續、均勻、飽滿、平滑、無氣泡和夾焊，焊後除淨焊渣並塗防鏽漆；
（3）焊接作業時，應採取保護措施防止燒傷其他材料，並有相應防火措施。
（4）每道工序完成後，要及時做好產品保護工作，以防其他工種施工時對產品造成損壞。
六、電氣系統設計
整個系統主要由太陽能光伏元件、直流集線箱、逆變器、並網櫃、監控系統等組成。
1、 逆變器
1）選用德國kaco公司生產的單相併網逆變器2臺powador 4202和4臺powador 6002.
2）具有完善的保護功能，包括過壓、欠壓、過載過流，速斷、短路、漏電及防孤島效應等保護功能；
3）極高的轉換效率：95.5﹪
2、併網系統（逆變器）的主要效能
1）三相平衡：設計時根據太陽能電池板布局，將接受太陽能輻射強度相同區域內的太陽能電池板所發電通過逆變器均衡匹配並接到外部公共三相電網上，盡量使得每一相上功率匹配，三相平衡。
2）最大功率跟蹤功能：逆變器最基本的功能，保證太陽能發電逆變輸出最大電能。
3）保護功能：具有過壓、失壓、頻率檢測與保護、過載過流、漏電、防雷、接地短路、自動隔離電網。
4）防孤島效應功能：能有效地防止孤島效應的發生。
5）通訊功能：逆變器自帶rs485與rs232通訊介面，可與pc機進行對話，可採用多種通訊方式，包括電力載波通訊、無限通訊等。通過資料電纜的連線可以在pc機或資料採集器上顯示測量到的光伏系統各種執行引數並能統計發電量。
6）安全效能：
因為整個光伏發電系統設有安全可靠防雷裝置，同時設有直流防雷、交流防雷，光伏防雷接地光伏系統與建築物主體的防雷接地系統鏈結成一體，能有效防止雷擊；選用的kaco逆變器具有過壓、欠壓、過載過流、短路接地、漏電等保護，因而整個光伏發電系統具有所有這些保護功能，以保證系統與裝置正常執行，確保人身安全。
一套完整的光伏系統，必須有完整的監控顯示系統，實時對光伏系統執行進行監控，同時記錄與顯示光伏系統執行引數與故障記錄。監控顯示系統不僅給光伏系統管理人員隨時監控掌握系統運**況；同時讓社會公眾了解安陽市廣廈新苑在新能源應用方面的應用情況，提公升會所節能環保的檔次；而且對支援新能源光伏事業及環境保護起到積極示範作用，產生良好的社會效益。
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