MW容量屋顶分布式光伏电站方案

一、区域概况

陕西省位于中国内陆腹地，黄河中游，地处N 31°42′～39°35′，E 105°35′～111°35′之间。东邻山西、河南，西连宁夏、甘肃，南抵四川、湖北，北接内蒙，居于连接中国东、中部地区和西北、西南的重要位置。全省地域南北长、东西窄，南北长约870km，东西宽200km～500km。境内气候差异很大，由北向南渐次过度为温带、暖温带和北亚热带。年平均降水量576.9mm，年平均气温13.0℃，无霜期218天左右。陕西地势的总特点是南北高，中部低；同时，地势由西向东倾斜的特点也很明显；北部是陕北高原，中部是关中平原，南部是秦巴山地。

图2.1  陕西省太阳能资源空间变化分布图(单位：kWh/m2·a)

陕西全省年平均太阳总辐射量为4410MJ/m2～5800MJ/m2，年平均日照时数在1270h～2900h之间。从图2.1中可看出，太阳总辐射量的空间分布特征是北部多于南部，南北相差约1300MJ/m2，高值区位于陕北长城沿线一带及渭北东部区域，年太阳总辐射量为5000MJ/m2～5800MJ/m2，低值区主要分布于关中西部，年太阳总辐射量为4400MJ/m2～4800MJ/m2。

西安市位于东经107.40°～109.49°和北纬33.42°～34.45°之间，地处渭河流域中部关中盆地，北临渭河和黄土高原，南邻秦岭。西安市平原地区属暖温带半湿润性季风气候，冷暖干湿四季分明。冬季寒冷、风小、多雾、少雨雪；春季温暖、干燥、多风、气候多变；夏季炎热多雨，伏旱突出，多雷雨大风；秋季凉爽，气温速降，秋淋明显。年平均气温13.0～13.7℃，最冷1月份平均气温-1.2～0℃，最热7月份平均气温26.3～26.6℃，年极端最低气温-21.2℃，年极端最高气温43.4℃。年降水量522.4～719.5mm，由北向南递增。7月、9月为两个明显降水高峰月。年日照时数16.1～2114.9h，年主导风向为东北风（西安）。年内主要气象灾害有干旱、暴雨、洪涝、城市内涝、冰雹、大风、沙尘、干热风、大雾、寒潮和低温冻害。

二、屋顶形式

1、水泥平屋顶

   水泥平屋顶要求设计为上人屋面，这样既能满足光伏系统对屋面所产生的荷载要求，又方便后期光伏系统的维护工作。结合西安地区纬度信息，光伏组件设计倾角为25°，这样可以达到最佳发电量。      

组件采用标称功率为260W的多晶硅高效组件，设计20块为一串，采用竖向双排布置，共计单个单元为5.2KW，重量约为1300Kg。以1MW装机容量为例，共布置200个光伏阵列，共计1040KW，约为1MW，屋面面积约为13655㎡。（注：屋面面积仅供参考，以实际建筑物屋面为准）以下布置图仅供参考。

图1 上人水泥屋面光伏布置图

2、厂房彩钢瓦屋面

   由于厂房屋面多为非上人屋面，如果要在项目初期考虑增加光伏系统，建议加大厂房屋面活荷载，取值建议大于0.7KN/㎡。为了后期光伏导轨的安装，及考虑到安装对屋面的影响，建议屋面采用角驰III型彩钢瓦，这样可以直接用夹具件固定光伏组件，施工方便对屋面影响小。

   彩钢瓦屋面光伏组件采用平铺方式，角度采用屋面自然倾角。以下布局图仅供参考。

以1MW装机容量为例，屋面面积约为12000㎡（注：屋面面积仅供参考，以实际建筑物屋面为准），彩钢瓦屋面南北坡均布置光伏组件，组件之间留有过人通道，方便人员检修维护。

三、电气选型

3.1光伏组件选型

系统采用 260Wp多晶硅光伏组件，电池组件经合理的串并联设计确保较高的发电效率，再通过逆变器将直流电转化成交流电供应交流负载使用。

表1 260Wp多晶硅光伏组件技术参数

选用25台40KW组串式并网逆变器。其外形、性能特点、原理框图、效率曲线见下。

3.3  低压设备选型

采用10台100KW交流汇流箱。专门用于分布式并网逆变器的输出汇集，配置了防雷模块、多功能电表，并能实现远程监控。

3.4监控系统

为了提高光伏电站发电效率，减轻光伏电站运行、维护人员的劳动强度，减低光伏电站管理成本，设置一套光伏监控系统。

3.5 变压器

    如厂区变压器容量无法消纳光伏发电量，就需要现场安装一台升压变压器，将电压升至一定等级电压接入当地电网。

2.6 防雷保护及接地

光伏组件区域接地装置以水平接地体镀锌扁钢为主，辅以垂直接地镀锌钢管体的复合接地网。

电池设备支架及太阳能板外边金属框与接地网可靠相连，接地电阻以满足电池及逆变器厂家要求为准。

四、经济效益

分布式光伏发电是国家积极鼓励和支持的发展方向，国家有相关补贴，所发电量自用，余量上网。系统年衰减量0.5%，光伏系统寿命期为25年，发电量每年衰减约0.5%，寿命期内总衰减不超过18%。

投资收益表

五、项目价值

在补贴的扶持下，充分利用建筑物屋顶闲置面积，以较小的资金投入建设了清洁新能源发电项目，节省了大量的电费开支，创造了好的经济效益。

1、打造出了以“绿色低碳、节能环保”为特色亮点的产业区域，在区域内树立了新能源应用的典范。

    2、用实际行动践行了“调结构、转方式”的经济发展理念，为实现节能减排指标做出了贡献，取得了良好的社会效益。

3、实际行动践行了“创造绿色人居空间”的企业使命，树立的企业的品牌形象，提升了企业的品牌价值。