土耳其 光伏并网发电系统方案说明书

网光伏发电系统

方案说明书

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深圳市金刚玻璃光伏建筑科技有限公司

2011年12月10日

目  录

目  录    1

一、系统总体概况    2

二、主要设计依据    3

（1）、简介    3

（2）、地理位置    3

（3）、气象资料    3

（4）、设计相关标准    5

三、系统设计原则    6

四、系统运行原理    6

五、系统安装数据    7

（1）太阳能光伏供电方式    8

（2）系统配置说明    8

1、双玻璃光伏组件    8

2、并网逆变器    9

3、组件安装结构    11

4、直流汇线箱    11

5、电缆线    11

6、防雷接地系统    12

7、监控系统    12

七、效益分析    13

（1）、经济效益分析    13

（2）、环境效益分析    14

（3）、社会效益分析    14

八、光伏专业软件分析结果    15

一、系统总体概况

土耳其光伏发电工程拟采用双玻璃光伏组件构建一个太阳能光伏发电系统，既能展现出新能源发电的效果，又能与建筑完美结合，美观、大方、实用。根据该项目采光顶的有效利用面积，拟采用125*125高效单晶硅电池的双玻璃光伏组件，安装位置：每个商店门口入口安装15块光伏组件，共54个商店，共810块光伏组件。总安装容量为28.35Kw预计年平均发电量约为21.39MWh。

                      屋顶光伏系统参考实例如下：

实例一（德国柏林火车站）                    实例二

                              组件布置图

二、主要设计依据

（1）、简介

土耳其工程光伏并网发电项目，按照提供的相关技术要求，根据当地的地理环境和气象资料，利用的专业设计软件，对此项目光伏并网系统作了详尽的设计和计算(结果详见结尾)。

（2）、地理位置

阿拉尼亚是土耳其最美丽的城市之一，位于约130公里的省会城市Antalia皮肤，这是在机场位于东南部。阿拉尼亚位于风景区极具吸引力，是当今在阿兰亚省最大的旅游目的地之一 - Antalia坐落在岩石半岛，土耳其南部海岸的一个0-120海拔高度。沿着地中海海岸，阿拉尼亚是主要聚居地之一。

（3）、气象资料

1、气温：Alanya年平均气温在21.4℃。最高每日平均气温：34℃。最低每日平均气温：8.6℃

2、降水：年平均降水量为年均降水1108毫米，每年9至12月为雨季，7至8月天气炎热。

3、日照：日照时间长。如下图所示

备注：以上数据整理自NASA网站。

（4）、设计相关标准

整个光伏系统主要采用建筑一体化BIPV的形式，根据以下标准和规范：

● IEC 61215  《地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定和定型》

●IEC6173O.l《光伏组件的安全性构造要求》

● IEC6173O.2《光伏组件的安全性测试要求》

● GB 50057-2000《建筑物防雷设计规范》

● GB/T18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统--概述和导则》

● GB/T 20046-2006《光伏系统电网接口特性》（IEC 61727：2004）

● GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》

● SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护—导则》

● GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》

● GB/T 12325-2003    电能质量 供电电压允许偏差

● GB/T 14549-1993    电能质量 公用电网谐波

● GB 50303-2002     建筑电气工程施工质量验收规范

● CECS 85：96     太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范

● GB 50168-2006     电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范

● GB 50169-2006     电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

● DL/T 5137         电测量及电能计量装置设计技术规程

● JGJ203-2010  《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》

三、系统设计原则

根据所提供的技术资料和相应的技术图纸，就以下原则进行相应的设计。

◆   合理投入，达到最佳的发电效果；

◆   结合建筑物自身的特色与风格，将太阳能光伏发电系统与建筑物进行完美的结合，形成光伏与建筑一体化的发电系统，符合经济的原则；

◆   利用清洁能源——太阳能，有效减排，以达成环保目标；

◆   采用先进的科技产品，展现现代建筑的风采。

◆   采用适用于本项目使用的材料。

◆   因为整个光伏系统的面积相对较大，对光伏组件到并网逆变器整个系统的走线都有很严格的要求；所以，对电缆的走线进行了严格的设计。

◆   分成若干供电子系统，避免了由于中心逆变器的失效而造成整个光伏系统停止供电，从而增加整个系统的安全性和可靠性，维护方便。

◆   充分考虑所选用并网逆变器的MPPT工作范围适配于太阳电池组件常年在Alanya地区的电能工作范围。

四、系统运行原理

太阳能并网光伏发电系统的原理图如图所示：

这种光伏系统最大的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入建筑物内部的电网，供给建筑物内部的负载使用。在阴雨天或夜晚，光伏阵列没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由公共电网供电。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压，频率等指标的要求。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能光伏组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，还可以对公用电网起到调峰作用。

五、系统安装数据

我们使用专业设计软件对该项目采光顶光伏发电系统作了相应设计和计算。系统采用125*125单晶硅电池的双玻璃光伏组件，整个大楼的系统总安装容量约为28.35KWp，具体安装配置见下表。

表5-1： BIPV系统安装配置表

（1）太阳能光伏供电方式

在总体技术方案设计中，考虑到太阳能方阵的安装位置与朝向的对太阳能光伏系统发电量的影响等综合因素,本项目采取用户侧并网方式，自发自用。

（2）系统配置说明

系统组成：整个系统主要由太阳电池组件、并网逆变器、直流汇线箱、交流控制柜、电缆和线槽、防雷接地系统、监控系统等组成。

1、双玻璃光伏组件

采用“6超白钢化玻璃+2.28mm（PVB+电池板）+6mm钢化玻璃”125*125单晶硅太阳能钢化夹胶玻璃光伏组件。

2、并网逆变器

我们采用54台SMA SunnyBoy700U（200Vdc）光伏并网逆变器，将双玻璃光伏组件产生的直流电逆变成符合要求的市网用电。并网逆变器的性能参数如下：

3、组件安装结构

     在该光伏系统中，我们采用钢型材支撑结构,隐框玻璃幕墙结构方式安装，以双玻璃光伏组件替代普通建筑材料，能达到抗风压、防雨水渗漏、抗震等建筑规范要求，而且安装维护方便，又不会影响建筑物的整体外观效果，达到与建筑物的完美结合。钢方管支撑结构表面采用镀锌处理，焊接连接和螺栓连接形式，具备抗酸、抗腐蚀、防锈和抗风等能力。

4、直流汇线箱

为了方便日后对系统的调试、检查与维护我们选用54台直流汇线箱将从光伏方阵下来的电缆线，经过一定的分组后引接到逆变器的直流输出端。直流配电柜主要由直流断路器、直流防雷器和接线端子组成。

A）ZPL直流配电柜的特性

●防护等级IP65,室外安装

●安装操作简便

●宽直流电压输入范围

●可以接入5路光伏方阵

●具有过流保护、过载保护、极限分段和短路保护

5、电缆线

太阳能光伏发电系统的连接电缆主要包括：

●组件间的串联电缆连接线，

●组件到到直流汇线箱的电缆连接线，

●直流汇线箱到逆变器的电缆连接线，

●逆变器到用户配电柜的电缆连接线，

按照传输导线的损耗在2%以内，根据预估的距离，使用专业的太阳能光伏系统电缆线计算软件，对整个光伏并网发电系统的电缆进行了理论计算。直流电缆采用双绝缘防紫外线阻燃铜芯单心电缆线,交流电缆采用阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。

6、防雷接地系统

（1）防雷系统

本太阳能光伏发电系统项目因为太阳能光伏阵列的面积宽，而且安装在没有遮盖物的室外，因此容易受到雷电引起的过高电压影响。所以，根据安装太阳能光伏发电系统的地区和重要性采取相应的防雷措施。

本系统防雷构成分为防直击雷、防感应雷。

①防直击雷设计：本系统太阳能光伏组件的金属紧固件和屋面敷设电缆桥架均与建筑避雷带或防雷引下线可靠连接，各接点的连接电阻小于4欧姆；。

②防感应雷设计：为防止感应雷给系统设备造成损坏，本设计以下处安装防雷保护装置：A、直流汇线箱；B、逆变器自身具有防雷保护。 

（2）接地系统

①光伏屋面太阳能接地系统与建筑内其它接地系统共享同一接地体，联合接地体接地电阻小于4欧姆；

②本设计中所有电气设备金属外壳均应可靠接地；

③本设计中交流部分均设有专用保护接地线；

7、监控系统

为了更好的掌握整个系统的运行状况，我们安装太阳能光伏发电系统的监控系统。该监控系统的原理如下图

太阳能光伏系统的监控系统原理图

我们可以通过把逆变器发电数据、故障报警和环境数据等通过RS485连接到数据采集器，然后通过以太网连接到局域网PC计算机实时监控系统和保存数据。

六、效益分析

本光伏系统总装机容量为：28.35KW，预计年平均发电量约为21390kWh。，使用太阳能光伏发电将减少火力发电所导致的环境污染，从而减少国家治理污染的支出，具有难以估量的间接收益。

（1）、经济效益分析

1、25年内节电量为53.475万Kwh，25年内至少可节约电费约￥80万元。

2、25年共节约一次性能源量：175.114吨；

3、节约国家火电建设成本：17万元；

4、节约25年火电运营成本：20.32万元；

5、减少25年环境综合治理费用24万元。

（2）、环境效益分析

每年可减排CO2、SO2、NOX、等的量如下：

（3）、社会效益分析

1）本项目单纯按发电量来算，其经济值是较低的；与常规能源相比，费用仍然比较高，这也是制约太阳能光伏应用的主要因素。然而，我们也应看到，治理常规能源所造成的污染是一项很大的“隐蔽”费用，一些国家对化石燃料的价格也进行了补贴。

2）太阳能光伏发电虽一次性投资较大，但其运行费用很低。

3）太阳能光伏与建筑相结合是一个方兴未艾的领域，有着巨大的市场潜力。

七、光伏专业软件分析结果