1、太陽能并網光伏發電系統5kW屋頂并網光伏發電系統的設計方案及運行跟蹤1系統原理屋頂光伏并網發電系統就是將太陽能電池板安裝在屋頂上，系統與常規電網相連，共同承擔供電任務。當有陽光時，逆變器將光伏發電系統所發的直流電轉變成正弦交流電，產生的交流電可以直接供給交流負載，然后將剩余的電能輸入電網，或者直接將產生的全部電能并入電網。在沒有太陽的時候，負載用電全部由電網供給。2項目綜述2.1 項目簡介該項目預計安裝在廣西平南縣城區某商品房建筑屋頂5kW光伏發電系統設計方案。該建筑預期利用面積為36m2整體面向正南偏西30度，擬利用區域為該商品樓樓外樓梯頂部，該樓梯全水泥澆筑，承重無問題，也無屋頂防水問題，

2、擬采用光伏發電并網型，光伏發電并網系統設備主要有屋頂方陣組件、逆變器、交流保護開關、直流開關和計量儀器等。2.2 光伏組件方陣最佳傾角的確定廣西主要城市的太陽能總輻射量月份城市月總輻射量(MJ/m2)年太陽輻射量(MJ/m2)123456789101112南寧230.2208.6273.9314.8465455.7471503.3470.9379.3303.9285.84362.4來賓202.6163.2202.5288.4437.7447.6501.2505504.8391.4309.3300.84254.5桂林183.1173.5201.7270.9419.7401.8512.1534.3

3、477.9368.4299.6283.84126.8貴港211.9183.9213.5260.6388.7405.9536.6494.8512.7399.4345.4258.84212.2河池、柳州、賀州162.6169.5225.2312.4418.1390.3467.6498.5446.4370.2283.7227.43971.9玉林255.8196.6249.6344.4458.4509.4503.5495.6516.5422.6324.1282.94559.4崇左258.9196.5226.3328.8490.2497.6502.8525.3489408.8335.9232.44492

4、.5欽州、防城港、北海232.2187.2257.9330.4483.4489511.8504.9504.3435.1397.3329.24662.7梧州197.9201212.1297.8365.2395.3471.2463.5419.5436.9355.8284.64100.8百色230.5223.3332.5389.9468.9466.9502.1506.3482.3414284277.84578.5注：氣象數據來源于中國建筑熱環境分析專用氣象數據集軟件平南位于北緯2330',基本位于北回歸線附近，四季分明，水量充沛，光能資源充足，年輻射量約為4200MJ/nf,年峰值日照小時數

5、為1160h左右。根據光伏設計軟件計算，光伏組件方陣最佳傾角為23度。考慮到實際家庭用電情況以及平南地區冬季陰雨較多情況，實際安裝傾角采用15度安裝，傾向夏天發出更多的電量。2.3 逆變器的選擇并網逆變器是光伏發電系統的核心部件和技術關鍵。并網逆變器可將光伏組件發出的直流電轉換為交流電，并且還可以對轉換的交流電的頻率、電壓、電流、相位、有功和無功、電能品質（電壓波動、高次諧波）等進行控制。項目根據安裝容量選擇Hosola5000MTL逆變器，采用專利H4殊新拓撲結構，寬電壓范圍MPPT最大電壓達到550V,最大轉換率97.4%,MPP跟蹤精度高達99.9%。最大功率點電壓可達500V,可串聯更

6、多的電池板，減少直流端損耗；無線網絡監控，隨時能監控設備運行狀況。高品質的產品和全天候室內外應用。IP65的保護等級可以保證設備在各種惡劣環境下仍然穩定工作。其參數見表1。表1Hosola5000MTL的逆變器的主要參數1光伏井的逆變11項目名稱技術參數最大輸入功率5400W19Co3utl4?OOTLflC»OTlJWOOSTLrtOOODTL取大輸入電壓550V最大輸入電流15Aj-：:V直流輸入路數2路MPPT艮蹤路數2路接入電網類型單相額定交流輸出功率5000W并入電網的電壓范圍180-270V并入電網的頻率范圍47-52尺寸506*348*148mm重量18.9kg防護等級

7、IP65數據通訊接口RS232（無線可選）運行溫度范圍-20+60/-4140接地故障電流監控內部集成標準質保5年散熱方式自然對流孤島保護有AFD2.4 光伏組件的選型為了有效利用太陽光，必須選擇光電轉換效率高的光伏組件作為系統的發電單元。本項目擬采用十大品牌之一的香港上市公司保利協鑫（GCL的300修品硅太陽能電池組件，其參數見表2。表2多晶硅300w的主要參數2.5 監控系統的選擇針對家庭及小型商業光伏發電系統的實際情況，逆變器廠家提供了一款桌面監控設備。該設備可同時監控多臺逆變器，通過無線的方式傳遞數據，并在LCD上向用戶直觀地展示發電數據。同時用戶也可以查詢歷史記錄。2.6 光伏組件的

8、布置和安裝該項目在屋頂布置18塊單晶硅光伏組件，功率為5.4kW占用屋頂面積為36m20連接方式為雙路9塊一用，以2用2路的方式接入一臺5kw并網逆變器。為了解決屋面的承重能力、防水能力、抗風能力以及陰影遮擋等重要問題，同時光伏組件的布置也要與建筑物及周圍的環境完美結合，采取以下安裝設計方案：在整個屋面上采用太陽能專用鍍鋅C型鋼支架組裝的方式，多重固定支撐，同時將支架的支撐固定點設計在屋面的承重梁和水泥澆筑面上，不僅解決屋面承重能力，也不破壞屋面防水層，還適應平南地區的氣候環境特點。安裝平面圖及支架結構圖見下頁圖。2.7 光伏并網配電系統光伏屋頂方陣匯流之后接入并網逆變器的直流輸入側，逆變器的

9、交流側接入單相交流開關，經過單相交流開關接入并網接入點。由于整個屋面的光伏組件容量為5.4kW采用了可逆流的客戶端并網方式，直接接入380V、50Hz的電網2.8 系統每年可產生發電量理論發電量=年峰值日照小時數X光伏電池總功率X光電轉換效率=1160x5.4 X95%=5950kWh。因為傾角不是最佳傾角，預計年發電在5700度左右。5.5 效益分析經濟效益：光伏組件的使用壽命大約是25年（以衰減到80刈算，實際太陽能板還可以繼續使用），因此設定整個屋頂光伏發電系統的壽命為25年。根據各項設備的單價及數量，可估算得一次性投資成本（見附件一）。5K帆伏并網系統投資成本預計為40000t

10、3;,考慮整個系統使用周期25年內發電量約為120000kW-h（考慮組件衰減85%實際平均不到），可計算光伏發電單價約為0.30元/kW-h0可見，在實行階梯電價的家庭用電上已具有相當的價格優勢，在實行標桿光伏上網電價或國家補貼的分布式發電系統中經濟效益更是可觀。節能減排效益：該屋頂光伏并網發電系統總共發電量為120000kW-h,可節約47.3t標準煤，并減少105.5t二氧化碳3.18t二氧化硫1.58t氮氧化物、29t粉塵。由此可見，該光伏發電項目有明顯的節能減排效益。5.6 0實際效益分析年發電量5700度計算，國家補貼0.42元一度，賣出給電網價格是0.44元一度，實際每度電收益為

11、0.86元，年收入4900元，這是不考慮自用部分電量的情況，如考慮自用電量特別是階梯電量的話，實際自用部分電價達到1.25元。綜合考慮年收益穩定在5000元以上。太陽能電站系統實際運行跟蹤本電站于2015年8月2日安裝完成并并網發電，電表計量系統實際安裝于8月18日，截至2016年2月7日統計數據如下：2015年8月2日起到年底發電量2635.62度，2016年截至2月8日發電393.51度，總計2930度，最高發電量為2015年8月23日的30.5度，最低發電量為2016年元月28日1.51度，按照5kw逆變器計算平均日發電量為3.06度每千瓦每天，目前運行時間剛為半年時間多幾天，已經度過平南陰雨最多的日子，相信后續發電量會超過已經過去的半年發電量。預計的年發電量5700度能夠完成。太陽能電站的電池板的負溫度特性決定了在同樣有陽光的情況下夏天和冬天日發電量數據不會差異太大。實際運行中，理論發電量最低的日子12月23日附近依然最高日發電量達到25.5度，最近的2月5-8日，更是達到了27度以上的日發電量。月發電量統計:8月9月10月11月12月1月657.39592.6609.74411.08264.81268.268月18日起至2016年2月8日止，發電量2560度，上網電量1995度，自發自用量565度，使用市電量1602度。按照電量使用情況看，結合現在的年度總