分布式家用光伏典型設計方案

本文介紹的分布式家用，是指10kW以下，安裝在家庭屋頂，通過(guò)220V并網(wǎng)或者380V并網(wǎng)的項目。大部分采用自發(fā)自用余量上網(wǎng)的方式，最大裝機容量為上一級變壓器容量的25%。

1.選擇合適的安裝場(chǎng)地：家庭屋頂一般采用瓦片結構和水泥結構，安裝方在推銷(xiāo)光伏或者接到用戶(hù)申請時(shí)，要去現場(chǎng)考察，因為并不是每家屋頂都適合安裝光伏。首先要確定屋頂的承載量能不能達到要求，電站設備對屋頂的承載要求大于30kg/平米，一般近5年建的水泥結構的房屋都可以滿(mǎn)足要求，而有10年以上的磚瓦結構的房屋就要仔細考察了;其次要看周邊有沒(méi)有陰影遮擋，即使是很少的陰影也會(huì )影響發(fā)電量，如熱水器，電線(xiàn)桿，高大樹(shù)木等，公路旁邊以及房屋周邊工廠(chǎng)有排放灰塵的，組件會(huì )臟污，影響發(fā)電量;最后要看屋頂朝向和傾斜角度，組件朝南并在最佳傾斜角度時(shí)發(fā)電量最高，如果朝北則會(huì )損失很多發(fā)電量。遇到不適合裝光伏的要果斷拒絕，遇到影響發(fā)電量的需要和業(yè)主實(shí)事求是講清楚，以免后續有糾份。

2.選擇合適的：光伏組件有，單晶硅，薄膜三種技術(shù)路線(xiàn)，各種技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在同等條件下，的效率只和組件的標稱(chēng)功率有關(guān)，和組件的效率沒(méi)有直接關(guān)系，組件技術(shù)成熟，國內一線(xiàn)和二線(xiàn)品牌的組件生產(chǎn)廠(chǎng)家質(zhì)量都比較可靠，客戶(hù)需要選擇從可靠的渠道去購買(mǎi)。光伏組件有60片電池和72片電池兩種，分布式光伏一般規模小，安裝難度大，所以推薦用60片電池的組件，尺寸小重量輕安裝方便。

按照市場(chǎng)規律，每一年都會(huì )有一種功率的組件出貨量特別大，業(yè)內稱(chēng)為主流組件，組件的效率每一年都在增加，2017年是多晶265W，單晶275W，這種型號性?xún)r(jià)比最高，也比較容易買(mǎi)到，到2018年預計是多晶270W，單晶280W性?xún)r(jià)比最高。

3.選擇合適的支架：根據屋頂的情況，可以選擇鋁支架，C型鋼，不銹鋼等支架，另考慮到光伏支架強度、系統成本、屋頂面積利用率等因素。在保證系統發(fā)電量降低不明顯的情況下(降低不超過(guò)1%)盡可能降低光伏方陣傾斜角度，以減少受風(fēng)面，做到增加支架強度，減少支架成本、提高有限場(chǎng)地面積的利用率。漏雨是安裝光伏電站過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，防水工作做好了，光伏電站才安全。光伏支架安裝在屋頂支撐著(zhù)組件，連接著(zhù)屋頂。它的設計多采用頂上頂的方式，不會(huì )對屋面原有防水進(jìn)行穿孔、破壞;壓塊采用預制構件，不用現場(chǎng)澆注，可以避免了太陽(yáng)能支架安裝對屋面防水層的硬性破壞。

4.光伏方陣串并聯(lián)設計：分布式中，組件電路相互串聯(lián)組成串聯(lián)支路。串聯(lián)接線(xiàn)用于提升直流電壓至電壓輸入范圍，應保證太陽(yáng)能在各種太陽(yáng)輻射照度和各種環(huán)境溫度工況下都不超出逆變器電壓輸入范圍。

工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右，效率最高，單相220V逆變器，逆變器輸入額定電壓為360V，三相380V逆變器，逆變器輸入額定電壓為650V。如3kW逆變器，配260W組件，工作電壓30.5V，配12塊工作電壓366V，功率為3.12kW為最佳。10KW逆變器配260W組件，接40塊組件，每一路20串，電壓為610V，總功率為10.4kW為最佳。

5.電纜的選擇：在家用光伏系統中，建議采用銅電纜。因為光伏組件MC4接頭，輸出接線(xiàn)端子，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)的接線(xiàn)端子都是用銅芯做的，如果用鋁線(xiàn)，銅鋁直接連接，就會(huì )形成了一種化學(xué)電池，即電化學(xué)腐蝕。這樣就會(huì )引起銅鋁之間接觸不良，接觸電阻增大。當有電流通過(guò)時(shí)，將使接頭部位溫度升高，而溫度升高更加速了接頭腐蝕，增加了接觸電阻，造成惡性循環(huán)，直至燒毀。逆變器的輸出防水接頭，其線(xiàn)徑也是按照銅線(xiàn)來(lái)設計的，如果采用鋁線(xiàn)，則需要大一型號的線(xiàn)。如30KW逆變器，設計輸出使用10平方的銅線(xiàn)，用鋁線(xiàn)則需要16平方，線(xiàn)纜面積增加，而防水接線(xiàn)端子面積有限，有可能容不下，有些安裝商就把防水接線(xiàn)端子拆掉或者破壞，這樣會(huì )造成接線(xiàn)端子防護不嚴，容易進(jìn)水，絕緣不好。還要選擇多股的BVR軟銅線(xiàn)，不要用BV硬銅線(xiàn)，因為硬銅線(xiàn)和接線(xiàn)端子容易接觸不良，轉彎的地方還有應力，容易引發(fā)螺絲松動(dòng)，接觸不良。

6.常用家用光伏系統設計方案：常見(jiàn)家用光伏系統，單相一般是3kW到8kW，三相一般是4-10kW，在條件允許的情況下，推薦使用三相并網(wǎng)，因為在同等條件下，三相并網(wǎng)比單相并網(wǎng)投資少，發(fā)電量高，如10kW系統，單相并網(wǎng)需要2臺逆變器，直流輸入4個(gè)組串，8根直流電纜，交流需要2個(gè)開(kāi)關(guān)，三相并網(wǎng)只要一臺逆變器，直流輸入2個(gè)組串，4根直流電纜，交流需要1個(gè)開(kāi)關(guān)。三相比單相電流少，損耗就少效率高;380V并網(wǎng)對電網(wǎng)影響少，不會(huì )因提升電網(wǎng)電壓而停機。

3kW家用光伏設計方案

方案約需要30O屋頂面積，采用265Wp光伏組件12塊組成，總功率 3.18KWp屋。系統采用1臺3KW光伏逆變器，接入220V線(xiàn)路送入戶(hù)業(yè)主原有室內進(jìn)戶(hù)配電箱，再經(jīng)由220V線(xiàn)路與業(yè)主室內低壓配電網(wǎng)進(jìn)行連接，即可送電進(jìn)入市電網(wǎng)。

逆變器最大直流電壓(最大陣列開(kāi)路電壓)為550V，最大功率電壓跟蹤范圍為70~550V，MPPT路數為1路/1并。每個(gè)太陽(yáng)電池組件額定工作電壓為30.8V，開(kāi)路電壓為38.3V，在環(huán)境溫度為25±2℃、太陽(yáng)輻射照度為1000W/m2的額定工況下，12個(gè)太陽(yáng)電池串聯(lián)的串聯(lián)支路額定工作電壓為369.6V，開(kāi)路電壓459.6V，均在逆變器允許輸入范圍內，可確保正常工作。

在工況變化時(shí)考慮在平均極端環(huán)境溫度為-10℃時(shí)，太陽(yáng)能電池組件串的最大功率點(diǎn)工作電壓為12×30.8×(0.35%×35+1)=415V，滿(mǎn)足550V最高滿(mǎn)載MPPT點(diǎn)的輸入電壓要求;在極端最高環(huán)境溫度為42℃時(shí)，太陽(yáng)能電池組件的工作電壓為12×31.2×(-0.35%×17+1)=352.1V，滿(mǎn)足70V最低MPPT點(diǎn)的輸入電壓要求。

系統配置

常用家用光伏系統配置：

4.2kW電氣系統圖

5.0kW電氣系統圖

6.0kW電氣系統圖

8.0kW電氣系統圖

10.0kW電氣系統圖