1、光伏系統設計培訓主主 要要 內內 容容光伏發電系統分類光伏發電系統分類12前期勘查前期勘查3光伏系統設計方法光伏系統設計方法4標準方案設計及案例介紹標準方案設計及案例介紹5PVSYSTPVSYST應用應用2一、光伏發電系統分類一、光伏發電系統分類31.1 1.1 光伏發電系統分類光伏發電系統分類41.2 1.2 分布式光伏發電的幾個特征分布式光伏發電的幾個特征特征一：位于用戶附近特征一：位于用戶附近特征三：接入配電網并在當地消納特征三：接入配電網并在當地消納特征四：單點容量不超過特征四：單點容量不超過6MW（多點接入以最大為準）（多點接入以最大為準） 漁光互補漁光互補/農光互補單點接入容量不超

2、過農光互補單點接入容量不超過20MW特征二：特征二：10kV及以下接入及以下接入 漁光互補漁光互補/農光互補為農光互補為35kV（66kV）及以下接入注：注：目前的分布式光伏發電一般是指并網型系統，不包括離網系統。51.2 1.2 分布式光伏發電原理圖分布式光伏發電原理圖6二、前期勘測二、前期勘測72.12.1 分布式電站前期勘測分布式電站前期勘測2.22.2 地面電站前期勘測地面電站前期勘測8n 地理位置n 自然條件n 經緯度坐標n 周圍情況n 交通運輸2.1.1 廠址情況廠址情況2.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測92.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測2.1

3、.2 屋面情況屋面情況n 混凝土屋頂10二二、戶、戶用系統勘察設計用系統勘察設計2.1.2 屋面情況屋面情況直立鎖邊結構n 彩鋼屋頂角馳結構T型結構2.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測11二二、戶、戶用系統勘察設計用系統勘察設計2.1.2 屋面情況屋面情況瓦下結構細節圖瓦下結構n 瓦屋頂波形瓦威尼斯瓦和瓦平瓦2.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測12n 屋頂可利用面積n 障礙物情況（尺寸、大小）；n 女兒墻高度；2.1.2 屋面情況屋面情況2.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測132.1.3 配電情況配電情況n 配電間位置n 現有電力配電結構n 負載

4、供電電壓n 負荷用電量、用電情況n 當地電價n 變壓器數量、容量n 確定并網點位置n 開關大小、位置2.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測14 n 確定逆變器安裝位置n 規劃線路走線方向n 確認光伏陣列到逆變器走線n 確認逆變器到配電箱（并網點）走線2.1.4 線纜路線線纜路線2.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測15光伏系統現勘信息收集表屋頂地點房屋產權歸屬（房產證、土地證或其它證明文件復印件）業主聯系人&聯系方式屋面部分屋面類型*平屋頂 斜屋頂 混凝土 琉璃瓦 片瓦 其它 屋面所在建筑物朝向*建筑圖紙建筑圖 結構圖 屋面尺寸*屋面障礙物情況*無 一般 較

5、多 多 建筑物樓層或高度*周圍是否有高達建筑物遮擋*有 無 屋面照片*東南西北2.1.5 收資單收資單注：*是必須收集的資料2.1 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測16并網配電部分電網公司意見*符合并網要求（附證明文件） 不符合并網要求 總配電箱位置*并網線路路徑室內 并網線路距離*電力公司是否指定并網配電箱的采購*是否配電箱位置*用電量及電價情況年均用電量kWh白天日均用電量kWh用電價格第一階梯元/kWh第二階梯元/kWh物業同意的證明文件物業同意的證明文件* *已取得（已取得（ ）未取得（未取得（ ） 業務人員業務人員: :注：*是必須收集的資料2.1.5 收資單收資單2.1

6、 2.1 分布式電站現場勘測分布式電站現場勘測172.2.1 電站選址電站選址2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測光伏電光伏電站選址站選址氣象氣象施工條施工條件件土地性土地性質質電力接電力接入入地形地地形地質質交通交通n 光伏發電項目的特點是裝機靈活、安裝簡單，不需要燃料輸入，對站址的場地平整要求高平整要求高，并且發電功率與當地日照強度、大氣質量、環境溫度相關。182.2.1 電站選址電站選址2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測19山地場址說幾個需要注意的問題山地場址說幾個需要注意的問題1）觀察山體的山勢走向觀察山體的山勢走向，是南北走向還是東西走向；山體應是東西走向，

7、必須有向南的坡度。另外，周圍有其他山體遮擋的不考慮。可以按兩個山體距離高于山體高度3倍以上來粗略估計。2）沖擊溝和敏感物（墳頭、牛羊圈）等。2.2.1 電站選址電站選址2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測20山地場址說幾個需要注意的問題山地場址說幾個需要注意的問題3）山體坡度大于山體坡度大于25的一般不考慮的一般不考慮。山體坡度太大會導致：施工難度會很大，施工機械很難上山作業土建工作難度也大項目造價會大大提高未來維護（清洗、檢修）難度大2.2.1 電站選址電站選址2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測21山地場址說幾個需要注意的問題山地場址說幾個需要注意的問題4 4）基本

8、地質條件。）基本地質條件。目測有一定厚度的土層。看斷層或被開挖的斷面看一下土層到底有多厚，土層下面是什么情況。如果是目測半米一下是堅硬的堅硬的大石頭大石頭，那將來基礎的工作量就會特別大。2.2.2 氣象搜集氣象搜集2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測搜集初選站址的周圍氣象站氣象站歷史觀測數據：各月日照輻射量、海拔高度、風向、平均風速及最大風速、年降雨量、極端最低氣溫、最高氣溫、全年平均雷暴次數以及其他災害性天氣發生頻率的統計結果。22 土地性質土地性質2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測 1）在全國土地二調圖上，不是基本農田農田、基本林地林地等不可用地類； 2）未壓覆礦

9、，涉軍事、文物、保護區、水源地等環境敏感地； 3）光伏項目占地大，要核實可用土地的面積滿足要求。（因小部分土地不能用而進行土地調規） 23 地形地質地形地質2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測地理位置地理位置 電站擬選址距離變電站及城市等用電中心越近越 好，這樣可以減少大量電能在運輸過程中的損耗。交通運輸便利，有利于建站施工安裝及運行維護管理。土地類型土地類型 太陽能輻射能量密度低，光伏電站需要很大面積的廉價土地，如戈壁、半固定沙漠、荒坡、鹽堿地等。耕地、草原等土地利用價值大的地區不宜開發。地形地形 光伏電站要建在地勢平坦、開闊且周圍沒有高大建筑物、樹木、電線桿等能投影到太陽能光伏

10、組件上的遮蔽物。坡度越小越好，最好不要高于30坡向朝向正南方向，附近無發生滾石、山體滑坡、洪水的危險。因為固定式光伏組件在北半球朝南架設能夠接收到的太陽能輻射最多。面積面積 光伏電站占地面積較大，基本判斷值為：1萬千瓦占地約300-600畝。水源水源 要落實水源的遠近，是否充足，水質情況。242.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測252.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測262.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測地形平坦、開闊27 電網接入電網接入2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測 1）接入系統的電壓等級 2）核實接入間隔 3）送出線路長度 4）當地

11、電網公司政策 5）當地電網消納或限電情況等329號文在容量管理方面強調了落實“電網接入”“電力消納評價”因此，業主在備案前需要落實：28 電網接入電網接入2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測當地電網的地理接線圖（接線圖上有所在縣或地級市的所有35kV及以上變電站、線路的情況）。29 電網接入電網接入2.2 2.2 地面電站現場勘測地面電站現場勘測擬接入的變電站考察變電站電氣主接線圖照片接入變電站的接入間隔接入變電站的送出線路的型號； 變電站的主要設備的銘牌（主變壓器、屋外配電裝置等）電氣主接線圖30三、光伏系統設計方法三、光伏系統設計方法313.1 3.1 光伏組件傾角設計光伏組件

12、傾角設計321、分別計算各傾角傾斜面上的全年輻射量，取最大值。安裝傾角傾斜角度傾斜面上總輻射量（kWh/m/a)281629301631321632341631361629381625注、以固定地點為例。333.1 3.1 光伏組件傾角設計光伏組件傾角設計（引自GB 50797-2012 光伏發電站設計規范）3.1 3.1 光伏組件傾角設計光伏組件傾角設計342、采用PVsyst軟件計算3.2 3.2 光伏組件間距計算光伏組件間距計算光伏組件間距計算原則（GB 50797-2012 光伏發電站設計規范）保證全年9:0015:00（當地真太陽時）時段內前、后、左、右互不遮擋，即冬至日當天9:00

13、15:00時段內前、后、左、右互不遮擋。353.2 3.2 光伏組件間距計算光伏組件間距計算36赤緯角：地球赤道平面與太陽和地球中心的連線之間的夾角。其中n為積日從1月1日開始計算的天數，1月1日為1 ，冬至日赤緯角為-23273.2 3.2 光伏組件間距計算光伏組件間距計算37太陽高度角：太陽光的入射方向和地平面之間的夾角。為當地緯度時角 ：從太陽正午時=0算起，上午為負，下午為正，數值等于離正午的時間（小時）乘以153.2 3.2 光伏組件間距計算光伏組件間距計算38方位角：天體在方位上與地平面正南方向所夾的角3.2 3.2 光伏組件間距計算光伏組件間距計算39近似公式：3.2 3.2 光

14、伏組件間距計算光伏組件間距計算sin399. 0cos648. 0arcsintan707. 0HD 為當地地理緯度，H為陣列前排最高點與后排組件最低位置的高度差）組件間距不能小于D；40傾角小于最佳傾角時，傾斜面上輻射量減小，但是組件間距變小，單位面積安裝容量增加。3.3 3.3 組件傾角、間距、容量的關系組件傾角、間距、容量的關系41北京地區北京地區PVsystPVsyst計算傾角容量關系表計算傾角容量關系表安裝傾角傾斜面輻射量（kWh/m/a)安裝間距裝機容量（W/m）2715261.636.643015321.76353315331.9233.493615322.0732.243915

15、282.2231.16輻照度對輻照度對Isc的影響較大的影響較大，對Voc的影響較小，通常可以近似認為輻照度與Isc成正比例關系3.4 3.4 光伏組串設計光伏組串設計輻照度對組件的影響423.43.4光伏組串設計光伏組串設計溫度對組件的影響43溫度的變化，影響最大的是開路電壓。設計原則（1）光伏組件串聯形成的組串，其輸出電壓的變化范圍必須在逆變器正常工作的允許輸入電壓范圍內。（2）每個逆變器直流輸入側連接的光伏組件的總功率應大于該逆變器的額定輸入功率，且不應超過逆變器的最大允許輸入功率。（3）光伏組件串聯后，其最高輸出電壓不允許超過光伏組件自身最高允許系統電壓及逆變器最大允許的直流電壓。3.

16、4 3.4 光伏組串設計光伏組串設計44根據GB50797-2012光伏發電站設計規范要求：（Vdcmax=1000v kv采用規組件格書上的功率溫度系數。3.33.3光伏組串設計光伏組串設計453.33.3光伏組串設計光伏組串設計46鉑陽63W組件參數Voc=89V Vpm=70V kv=-0.367% Kv=-0.279% t=-25 t=60 500kW逆變器基本參數Vdmax=1000V Vmppmin=460V Vmppmax=850VW發電單元的發電量（kWh）P光伏發電站裝機容量（W）t年峰值日照小時數（h）光伏發電站綜合效率1 光伏方陣效率2 逆變器效率3 交流并網效率3.5

17、3.5 發電量計算發電量計算47四、標準方案設計及案例介紹四、標準方案設計及案例介紹484.1中高緯度地區(緯度20) 1MW地面組件排布及電纜敷設平面布置圖1MW單元采用63Wp的組件17820塊，裝機容量1.123MWp。光伏陣列主體單元采用縱三排布的安裝方式,為全固定式支架安裝。494.1中高緯度地區(緯度20)地面電站設計說明1MW單元分為220個子陣列，每個子陣列81塊組件，根據組件特性，考慮溫度為零下30，經分析采用9 9串串9 9并并為一個方陣，采用3套3匯1/2的匯流套件匯流后作為一路接入匯流箱。每16個陣列接入一個16路的匯流箱,每7個匯流箱接入一臺500KW的逆變器,共2臺

18、500kw的逆變器。這兩臺逆變器經過一個雙分裂變壓器后,接入交流并網柜。接入電壓等級視具體項目而定。504.1中高緯度地區(緯度20)地面電站光伏系統原理圖514.2低緯度地區(緯度20） 1MW地面電站（鉑陽）組件排布及電纜敷設平面布置圖1MW單元采用63Wp的組件17040塊，裝機容量1.059MWp。光伏陣列主體單元采用縱三排布的安裝方式,為全固定式支架安裝。52注：主要應用于東南亞熱帶地區，國內不采用4.2 低緯度地區(緯度20）地面電站設計說明1MW單元分為142個子陣列，每個子陣列120塊組件,根據組件特性,考慮溫度為0,經分析,采用10串12并為一個方陣，采用3套4匯1/2的匯流

19、套件匯流后作為一路接入匯流箱。每12個陣列接入一個12路的匯流箱,每6個匯流箱接入一臺500KW的逆變器,共2臺500kW的逆變器。這兩臺逆變器經過一個雙分裂變壓器后,接入交流并網柜。接入電壓等級視具體項目而定。53注：主要應用于東南亞熱帶地區，國內不采用4.2 低緯度地區(緯度20）地面電站光伏系統原理圖544.4 總平設計案例554.4.1 上海全筑420kWp分布式電站分2個廠房屋頂。1#120kWp,2#300kWp采用30kW組串式逆變器14臺。光伏組件組串后直接接入逆變器。1#廠房光伏組件設計25一串，4臺逆變器 2#廠房光伏組件設計25一串，10臺逆變器。4.4 總平設計案例56

20、1 #廠房4.4.1 上海420kWp分布式電站4.4 總平設計案例572 #廠房4.4.1 上海全筑420kWp分布式電站4.4 總平設計案例584.4.1 上海420kWp分布式電站4.4 總平設計案例594.4.2 青海50MW地面電站占地約3200畝系統分成50個1MW的并網發電單元，每個并網發電單元經1臺升壓變壓器升壓到35kV，以5回35kV進線接入35kV開關站，從35kV開關站出2回35kV線路接入110kV匯集站實現并網。4.4 總平設計案例604.4.2 青海50MW地面電站4.3.1 相鄰光伏組件間距及檢修通道問題同一支架兩組件間的間距為20mm，組件支架間預留1m2m的檢修通道614.3 分布式光伏電站 還需注意的幾個問題 混凝土屋頂需要考慮原有的防水措施， 彩鋼瓦要考慮瓦型、朝向等因素 還要考慮抗風、防震、消防、避雷等。 混凝土屋頂的使用年限較長，一般情況下能保證光伏電站25年的運營期； 彩鋼瓦的使用年限一般在15年左右，需要考慮一筆電站轉移費用。北京地區北京地區屋頂的類型、承載力、使用年限問題光伏組件單體面積大，越高風荷載越大，相關費用越高施工難度大，二次搬運費用高運行維護費用高考慮可利用面積時，要充分考慮女兒墻、屋頂構筑物和設備的遮擋考慮可利用面積時，要充分考慮女兒墻、屋頂構筑物和設備的遮擋1m多