屋面光伏電站設計優化第1頁，課件共38頁，創作于2023年2月目錄1、光伏發電站的分類2、與建筑結合的光伏發電3、屋面光伏電站設計概要4、屋面光伏電站設計優化第2頁，課件共38頁，創作于2023年2月

1、光伏發電站的分類及其應用第3頁，課件共38頁，創作于2023年2月1.1光伏電站的分類光伏發電系統分類第4頁，課件共38頁，創作于2023年2月根據裝機容量確定光伏電站的等級根據國際能源機構（IEA）的分類如下：1、小規模（100kW以下）2、中規模（100kW-1MW）3、大規模（1MW-10MW）4、超大規模（10MW以上）根據電網接入電壓確定光伏電站的等級

1、根據國家電網發展（2009）747號文件分類如下：

2、小模（接入0.4kV電網的PV電站,裝機容量一般不大于200kW）

3、中規模（接入10-35kV電網）

4、大規模（接入66kV及以上電網）

第5頁，課件共38頁，創作于2023年2月2、與建筑結合的光伏發電第6頁，課件共38頁，創作于2023年2月2.1常見的與建筑結合的安裝方式屋頂建材型遮陽罩型百葉窗型墻壁設置型墻壁建材型窗建材型采光窗型屋頂墻壁窗其它屋頂傾斜角度設置型屋頂平鋪設置型第7頁，課件共38頁，創作于2023年2月與建筑結合的并網光伏發電系統（BIPV）特點：1、并網點在配電側；2、采用“可逆流”并網方式（電流是雙向的，可以從電網取電，也可以向電網送電）；3、分“上網電價”并網方式（雙價制）和“凈電表計量”方式（平價制）。①太陽電池②開關/保護/防雷③電纜④并網逆變器⑤電度表（光伏電量）第8頁，課件共38頁，創作于2023年2月屋頂平鋪設置型第9頁，課件共38頁，創作于2023年2月屋頂傾斜角度設置型第10頁，課件共38頁，創作于2023年2月屋頂建材型第11頁，課件共38頁，創作于2023年2月墻壁設置型第12頁，課件共38頁，創作于2023年2月窗建材型第13頁，課件共38頁，創作于2023年2月采光窗型第14頁，課件共38頁，創作于2023年2月遮陽罩型第15頁，課件共38頁，創作于2023年2月3、屋面光伏電站設計概要第16頁，課件共38頁，創作于2023年2月3.1項目建議書、可行性研究階段1、項目商談、調查2、確定容量3、確定并網點4、系統串并聯設計5、設備選型6、電氣原理圖7、陣列角度設計8、陣列布置圖9、陰影計算10、推算發電量第17頁，課件共38頁，創作于2023年2月3.2初步設計1、確定并網點（由相關資質單位所做的接入系統報告確定）2、系統串并聯設計3、主設備選型4、電氣原理圖5、陣列角度設計6、陣列布置圖7、陰影計算8、推算發電量第18頁，課件共38頁，創作于2023年2月3.3施工圖設計1、設備接線圖（設備間關系、線纜類型、長度、結點方式）2、設備位置圖（設備相對位置、體積、之間距離）3、系統走線圖（走線路徑-線纜長度型號）4、線纜選型（壓降、容量、損耗率、類型：護套、阻燃、屏蔽、軟硬）5、設備細化選型（附加模塊、連接端子、環境要求、通信方式等）6、防雷設計（防雷等級、避雷針、避雷帶、引下線、電力與通信防雷保護器）7、配電設計（防逆流、三相平衡調節、峰值功率控制、保護功能等）8、基礎設計（基礎結構、基礎穩定性；地基摩擦力與附著力）9、支架強度計算（風壓、積雪、地震）10、支架部件、裝配詳圖（零件三維裝配圖、部件加工用詳圖）11、系統效率計算（線損、設備損耗、環境損耗、其它損耗）第19頁，課件共38頁，創作于2023年2月第20頁，課件共38頁，創作于2023年2月第21頁，課件共38頁，創作于2023年2月4、屋面光伏電站設計優化第22頁，課件共38頁，創作于2023年2月4.1光伏工藝設計優化4.1.1光伏工藝設備布置4.1.1.1太陽電池組件布置1、根據當地經緯度計算出最佳安裝傾角，可根據項目所選建筑屋面場地面積，避開女兒墻、屋面建構筑物及設備所產生的陰影，確定項目的安裝容量；2、根據逆變器選型進行組件組串設計，對于較大面積屋頂，在布置時可根據組件組串數將一個組串放置在一排，避免因組件組串所產生的前后排組件跨接為一串，可減少組件防水接頭的數量及損耗。第23頁，課件共38頁，創作于2023年2月陣列角度設計陣列角度設計的要素：1、當地緯度2、方位角3、周圍環境（有無相鄰建筑、樹木等的遮擋）4、風速5、塵污6、積雪（設定45度以上傾角，能使20~30cm厚的積雪靠自重滑落）7、經驗校正系數第24頁，課件共38頁，創作于2023年2月陰影計算第25頁，課件共38頁，創作于2023年2月陰影計算第26頁，課件共38頁，創作于2023年2月按照國家標準公式計算間距：當光伏電站功率較大，需要前后排布太陽電池方陣，或當太陽電池方陣附近有高達建筑物或樹木的情況下，需要計算建筑物或前排方陣的陰影，以確定方陣間的距離或太陽電池方陣與建筑物的距離。一般確定原則：冬至當天早9：00至下午3：00太陽電池方陣不應被遮擋。計算公式如下：光伏方陣陣列間距或可能遮擋物與方陣底邊垂直距離應不小于D：式中：為緯度(在北半球為正、南半球為負)；H為光伏方陣陣列或遮擋物與可能被遮擋組件底邊高度差。

第27頁，課件共38頁，創作于2023年2月假設某光伏電站選用的太陽電池組件單塊峰值功率為230Wp,工作電壓為37V,尺寸為1652×990×45mm；選用單臺功率為500kW的逆變器,其直流輸入范圍為420V~850V，最大輸入電壓為880V。考慮溫度變化會引起組件電性能變化，經計算單個組串中的組件串聯數可選為21塊，該組串的輸出功率為4.83kW,輸出電壓為777V,每臺逆變器通過匯流箱并聯接入104個這樣的組件串。

在組件單個串聯電路中，要求其中每塊組件的工作電流要相同。在并聯電路中，要求每個組件串的電壓要相同，否則會影響整個系統的效率。（木桶效應）

組件的串并聯設計第28頁，課件共38頁，創作于2023年2月組件的串并聯設計上圖為組件串的接線圖，組件串通常采用U或U連接，這樣可以節省電纜，節約成本。第29頁，課件共38頁，創作于2023年2月4.1.1.2支架布置1、對于老建筑，在安裝支架之前，可根據屋面情況決定是否進行屋面防水層的修復。2、支架立柱應架設在屋面梁上；3、支架的架設若遇屋面排氣孔等設備，可作適當微調，但必須保證后排組件不被前排組件遮擋；4、對于硬屋面，支架立柱可直接假設在屋面上，而不采用混凝土支墩，可避免因支墩而造成的屋面防水層的破壞，并縮短施工時間；第30頁，課件共38頁，創作于2023年2月4.1.2光伏工藝設備選型4.1.2.1太陽電池組件選型一、金太陽示范工程要求1、單晶硅組件效率不低于15％（目前市場上單晶組件較難達到），多晶硅組件不低于14％，非晶硅組件效率不低于6％；2、晶體硅組件衰減率2年內不高于2％、10年內不高于10％、25年內不高于20％；非晶硅薄膜組件衰減率2年內不高于4％、10年內不高于10％、25年內不高于20％；3、組件使用壽命不低于25年，組件整體質保期不低于5年，功率衰減質保期不低于25年。第31頁，課件共38頁，創作于2023年2月二、太陽電池組件選型要點1、轉換效率1）電池芯片轉換效率2）組件轉換效率2、組件尺寸3、功率偏差4、組件衰減率5、工藝技術1）一體化生產2）生產工藝細節6、生產時間第32頁，課件共38頁，創作于2023年2月二、太陽電池組件選型要點7、應用業績1）實際運行情況2）各個權威機構認定（TUV、CE、UL、金太陽認證，并符合國家強制性標準要求）8、最大串聯電壓9、玻璃、邊框、接線盒、線纜10、絕緣電阻11、生產材料原產地（電池片、EVA、TPT等）12、組件外觀（電池片色差程度、硅膠密封性等）第33頁，課件共38頁，創作于2023年2月4.1.2.2逆變器選型要點1、安全可靠

1）可靠的“孤島效應”防護手段

2）完善的并網保護功能

3）可靠的地震，雷擊，對地短路等防護措施2、高電能質量

1）優質的純正正弦波輸出2）低諧波分量3、高效電能轉換率

1）內含MPPT功能

2）高電能轉換效率（峰值、平均值）4、簡明的人機交互方式

1）內置顯示屏與指示燈（顯示當前發電電量，累計發電電量，故障信息等）

2）內附通信功能（LAN/RS232/485通信接口）5、智能自動運行能力

1）自動與電網同步

2）自動電壓調整功能

3）直流側電壓寬輸入范圍6、節能低噪音

1）較低的自我消耗電力

2）較低的噪音第34頁，課件共38頁，創作于2023年2月電氣原理圖第35頁，課件共38頁，創作于2023年2月4.1.2.3固定支架選型1、根據太陽電池組件及支架自身固定荷重，風壓，雪壓，地震荷重等因素進行計算，選定固定支架型號。2、支架的材質一般選擇熱鍍鋅鋼，其價格比較低，且使用壽命可達20年以上。但根據業主要求可選冷鍍鋅鋼或者鋁合金等。