在目前國(guó)家補(bǔ)貼政策下，最合適的是分布式屋頂項(xiàng)目，這將是未來(lái)5-10年增長(zhǎng)最快的光伏發(fā)展方向，并有望在2018年全面超越地面光伏電站，成為主流。

本文所提到的光伏項(xiàng)目安裝地點(diǎn)為新泰市龍庭鎮(zhèn)某燒雞廠，該燒雞廠每天用電約1200度，用電價(jià)格較高，達(dá)1.2元/度，無(wú)自有變壓器，并且用電負(fù)荷多集中在白天，到了夏季會(huì)出現(xiàn)白天用電高峰時(shí)電壓偏低，部分設(shè)備噪音大、磨損快，機(jī)械生產(chǎn)工藝系數(shù)不穩(wěn)定導(dǎo)致?lián)p失，業(yè)主期望新上自有變壓器容量400kVA,期望通過(guò)光伏盡可能的滿足白天的用電需求，項(xiàng)目安裝的具體位置在廠房屋頂，大概面積700平方米，在廠區(qū)院落也可以考慮安裝，投資回收期不高于7年。

根據(jù)業(yè)主的要求和實(shí)際用電情況，以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘察的情況和屋頂圖紙以
及廠區(qū)用電網(wǎng)絡(luò)和周圍用電負(fù)荷的情況，得出以下制約條件：

■1.2、電網(wǎng)情況。

■2.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況和業(yè)主要求，本工程適合充分利用安裝面積，在保證安
全發(fā)用電基礎(chǔ)上，盡可能提高安裝容量，特給出以下解決方案：

■2.2 系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)

2.2.1組件布局圖

考慮到安全性和安裝維護(hù)的便捷性，同時(shí)保持光伏系統(tǒng)整體的美觀性，本項(xiàng)目光伏組件布局圖如下圖所示：

2.2.2支架及組件安裝

根據(jù)該項(xiàng)目屋頂情況，平屋頂采用植根支架安裝方式，用鍍鋅膨脹螺栓固定支架，光伏組件以12°傾角斜鋪在支架上。支架示意圖如下所示：

2.2.3組串并聯(lián)設(shè)計(jì)

光伏組件方陣是通過(guò)組件的串并聯(lián)得到的，組件的串并聯(lián)必須滿足并網(wǎng)逆變器輸入電壓和輸入功率的要求，本項(xiàng)目擬采用阻串式并網(wǎng)逆變器，多晶260Wp的組件，組件的開(kāi)路電壓為38.66V，最大工作電壓為31.03V,根據(jù)組串式并網(wǎng)逆變器和組件的相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知：接入逆變器每條支路的串聯(lián)組件數(shù)應(yīng)為18-22串，逆變器的MPPT電壓范圍為260V-850V，組件串聯(lián)之后的工作電壓在其MPPT電壓調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。

2.2.4混凝土屋頂荷載荷載計(jì)算

荷載條件：根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，本項(xiàng)目光伏系統(tǒng)采用水泥基礎(chǔ)固定C型鋼支架形式安裝在用戶混凝土平屋頂上，單個(gè)組件重18.5kg，光伏組件按照12°傾角安裝。 

單塊電池板面積1.64m×0.992m=1.62688m2，以35°傾角投影至屋頂平面上的面積為1.6m2，對(duì)應(yīng)安裝支架、線纜、橋架、水泥基礎(chǔ)、防雷及其他輔料重量如下：

折合在每平方米中，承重=70.5/1.6=44kg/,小于混凝土屋頂承重設(shè)計(jì)要求2kN/m2(折合200kg/m2)，滿足該項(xiàng)目分布式光伏電站的建設(shè)條件。

■2.3 設(shè)備選型

2.3.1光伏組件 

太陽(yáng)電池板無(wú)論是在基礎(chǔ)研究還是生產(chǎn)技術(shù)上近幾年都取得了很大的進(jìn)步。現(xiàn)在商用的太陽(yáng)能電池板主要有：?jiǎn)尉Ч桦姵亍⒍嗑Ч桦姵亍⒎蔷Ч璞∧る姵亍~銦硒和碲化鎘薄膜電池等。日益成熟的多晶硅在性價(jià)比上已經(jīng)超過(guò)了單晶硅，同時(shí)薄膜產(chǎn)品效率不穩(wěn)定所造成的被動(dòng)局面。設(shè)計(jì)采用了性價(jià)比最高得多晶硅組件設(shè)計(jì)。 

太陽(yáng)能電池組件是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣直接影響著整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能。表征太陽(yáng)能電池組件性能的各項(xiàng)參數(shù)為：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下組件峰值功率、最佳工作電流、最佳工作電壓、短路電流、開(kāi)路電壓、最大系統(tǒng)電壓、組件效率、短路電流溫度系數(shù)、開(kāi)路電壓溫度系數(shù)、峰值功率溫度系數(shù)、輸出功率公差等。 

綜合太陽(yáng)能電池技術(shù)現(xiàn)狀和性價(jià)比分析，本項(xiàng)目選用單板容量為260Wp的多晶硅光伏組件。多晶硅電池的參數(shù)為

2.3.1.1、正常工作條件 

環(huán)境溫度：－40℃-＋85℃；

相對(duì)濕度：≤95％（25℃）；

2.3.1.2、太陽(yáng)能電池組件性能

1）組件的每片電池與互連條排列整齊，組件的框架整潔無(wú)腐蝕斑點(diǎn)。 

2）在標(biāo)準(zhǔn)條件下（即：大氣質(zhì)量AM=1.5，標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)E=1000W/m2，溫度為25±1℃，在測(cè)試周期內(nèi)光照面上的輻照不均勻性≤±5%），太陽(yáng)電池組件的實(shí)際輸出功率均大于標(biāo)稱功率。 

3）光伏電池組件具有較高的功率/面積比，功率與面積比=149W/m2。功率與質(zhì)量比=11.6W/Kg，填充因子FF≥0.7。 

4）組件2年內(nèi)功率的衰減<2%，使用10年輸出功率下降不超過(guò)使用前的10%；組件使用25年輸出功率下降不超過(guò)使用前的20%。 

5）組件使用壽命不低于25年。

6）太陽(yáng)能電池組件強(qiáng)度通過(guò)《IEC61215光伏電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》中第10.17節(jié)鋼球墜落實(shí)驗(yàn)的測(cè)試要求。并滿足以下要求： 撞擊后無(wú)如下嚴(yán)重外觀缺陷。

2.3.2逆變器選型

逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關(guān)鍵設(shè)備之一，其選型對(duì)于發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有重要作用，本項(xiàng)目結(jié)合《國(guó)家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的及其它相關(guān)規(guī)范的要求，在本工程中逆變器的選型主要考慮以下技術(shù)指標(biāo)：

1）單臺(tái)逆變器容量 本工程項(xiàng)目擬選用25KW組串式逆變器4臺(tái)總共4臺(tái)。

2）轉(zhuǎn)換效率 逆變器轉(zhuǎn)換效率越高，光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率越高，系統(tǒng)總發(fā)電量損失越小，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性也越高。 

3）電壓異常時(shí)響應(yīng)特性

逆變器在電網(wǎng)電壓異常時(shí)的響應(yīng)要求滿足下表：

4）系統(tǒng)頻率異常響應(yīng) 光伏電站并網(wǎng)后頻率允許偏差符合GB/T 15945 的規(guī)定，即偏差值允許±0.5%Hz,當(dāng)電網(wǎng)接口處頻率超出此范圍時(shí)，過(guò)/欠頻保護(hù)應(yīng)在0.2秒內(nèi)動(dòng)作，將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開(kāi)。

5）可靠性及可恢復(fù)性 逆變器應(yīng)具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時(shí)過(guò)載能力，如：過(guò)電壓情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)正常運(yùn)行；過(guò)負(fù)荷情況下，逆變器需自動(dòng)向光伏電池特性曲線中的開(kāi)路電壓方向調(diào)整運(yùn)行點(diǎn)，限定輸入功率在給定范圍內(nèi)；故障情況下，逆變器必須自動(dòng)從主網(wǎng)解列。系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常范圍之前逆變器不允許并網(wǎng)，且在系統(tǒng)電壓頻率恢復(fù)正常后，逆變器需要經(jīng)過(guò)一個(gè)可調(diào)的延時(shí)時(shí)間。

2.3.3線纜選型

2.3.3.1、電纜選型依據(jù)

所選電纜橫截面積和連接器容量必須滿足最大系統(tǒng)短路電流（用于單個(gè)組件的電纜線材質(zhì)和橫截面積為銅芯，耐壓1000V，連接器的額定電流大于10A）。方陣內(nèi)部各方陣之間的連接，選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.5倍。逆變器的連接、選用的交流電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.36倍。

2.3.3.2、直流電纜選型

根據(jù)以上原則，在工程中使用符合技術(shù)文件要求的電纜：直流側(cè)采用耐壓等級(jí)高、耐光熱老化、絕緣性能好、機(jī)械強(qiáng)度大、抗紫外線的光伏專用電纜，其規(guī)格型號(hào)如下： 

名稱：光伏專用直流電纜；型號(hào)：PV1-F；線芯材質(zhì)：鍍錫銅絲；護(hù)套材質(zhì)：交聯(lián)聚烯烴；尺寸截面：1×4 mm2；敷設(shè)：穿管加以保護(hù)，利用組件支架作為電纜敷設(shè)的通道和固定， 降低環(huán)境因素的影響。

技術(shù)性能描述：1）工頻額定電壓U0/U為0.6kV/1kV；2）電纜導(dǎo)體允許長(zhǎng)期最高工作溫度135℃；3）短路時(shí)（最長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò)5S）電纜導(dǎo)體的最高溫度不超過(guò)280℃；4）電纜彎曲半徑不小于電纜外徑6倍；5）具有良好的耐熱性能

2.3.3.3、交流電纜選型

對(duì)于交流線纜部分，選用ZR-YJV（交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜）。交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜具有卓越的熱-機(jī)械性能，優(yōu)異的電氣性能和耐化學(xué)腐蝕性能，還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，敷設(shè)不受落差限制等優(yōu)點(diǎn)，是目前廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)的新穎電纜。電纜的絕緣-交聯(lián)聚乙烯是利用化學(xué)方法和物理方法使線型分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯轉(zhuǎn)化為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯，從而大幅度的提高了聚乙烯的熱機(jī)械性，從而保持了優(yōu)異的電氣性能。 

交流YJV線纜相關(guān)特性如下：1）工頻額定UO/U為0.6/1KV。2）電纜導(dǎo)體允許長(zhǎng)期最高工作溫度為90℃。3）短路時(shí)（最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間不超過(guò)5s）電纜導(dǎo)體的最高溫度不超過(guò)250℃。.4）電纜敷設(shè)時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)不低于0℃。5）電纜彎曲半徑：不小于電纜外徑的15倍。

2.3.4交流并網(wǎng)配電柜選型

交流配電柜用于并網(wǎng)逆變器同交流電網(wǎng)的連接、控制保護(hù)以及防雷的功能。配電柜內(nèi)含有斷路器、防雷浪涌保護(hù)器，具備可靠的防雷、短路過(guò)載保護(hù)。計(jì)量柜用于電能的計(jì)量、采集和上傳，安裝有自動(dòng)重合閘保護(hù)器、刀閘開(kāi)關(guān)、多功能電表和采集器，自動(dòng)重合閘具備自投自復(fù)功能，通過(guò)刀閘開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)之間形成明顯斷開(kāi)點(diǎn)，確保人身和設(shè)備安全。多功能電表可測(cè)量電壓、電流、功率、頻率和計(jì)量有功、無(wú)功電能并通過(guò)采集器進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送。

2.3.5監(jiān)控系統(tǒng)

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)要具備遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控功能，能滿足對(duì)各村、各戶建設(shè)的電站的監(jiān)控、顯示及故障提示功能，相關(guān)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能同時(shí)滿足在手機(jī)或移動(dòng)PC設(shè)備顯示的功能。其監(jiān)控功能如下：

1） 控制中心能夠通過(guò)監(jiān)控裝置采集光伏電站逆變器和電池方陣運(yùn)行時(shí)相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)記錄。監(jiān)控裝置具有自診斷功能，能夠接收控制中心的指令，并對(duì)逆變器和配電柜發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)執(zhí)行操作。

2）監(jiān)控裝置能夠采集的量和執(zhí)行的操作：①數(shù)據(jù)采集量包括：光伏電站輸出的電壓、電流、頻率、總功率值和三相電壓的不平衡度。逆變器的各種故障信息、工作狀態(tài)；電池方陣的輸出電壓、電流。②執(zhí)行的控制操作：按指定地址切斷逆變器的輸出；電池方陣的電壓輸出。③信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)：能夠?qū)⒀b置的采集數(shù)據(jù)和逆變器的故障信息進(jìn)行存儲(chǔ)；同時(shí)可進(jìn)行人工查閱，并以數(shù)據(jù)報(bào)表的形式打印。

監(jiān)控系統(tǒng)方案如下：Ezlogger數(shù)據(jù)采集器GPRS版：通過(guò)RS485 總線與逆變器相連，通過(guò)內(nèi)置GPRS向光伏系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)站發(fā)送數(shù)據(jù)。

■3.1 經(jīng)濟(jì)效益

固定資產(chǎn)的價(jià)值分析、新增效益分析、運(yùn)行費(fèi)用及來(lái)源分析。

表3.1 項(xiàng)目投資收益分析表

【來(lái)源：光伏排行榜】