關于6kW戶用光伏系統(tǒng)典型設計的分析和研究

前言

為了讓大家全面了解6kW光伏電站設計全過程，小固從組件、逆變器、線纜、配電柜的選型到整體設計方案和詳細清單以及電站收益預測進行了下面的分享。

一、設計過程

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項目簡介

農(nóng)戶自建住宅，南北朝向，希望在閑置的樓頂裝上光伏電站，合作的EPC提供的是300Wp的組件，經(jīng)過測算，樓頂面積可以安裝22塊組件。

安裝排布圖及效果圖

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組件的選擇

用戶希望裝機容量盡量大，故EPC幫客戶選擇了300Wp的高效組件，該組件有著優(yōu)異的低輻照性能，其技術參數(shù)如下：

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組件的主要參數(shù)Pm=300Wp；Voc=39.85V, Vmpp=32.26V，Imp=9.30A，Isc=9.75A。

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根據(jù)組件的型號和敷設的數(shù)量計算得到6.6KWp（300Wp*22塊）的裝機容量。根據(jù)裝機容量、組件實際排布情況來選擇合適的逆變器。

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支架方案

本次項目為斜屋面琉璃瓦屋頂，在安裝支架時一般采用主支撐構(gòu)件與琉璃瓦下層屋面固定，來支撐支架主梁及橫梁，組件與橫梁之間采用鋁合金壓塊壓接。在安裝過程中，務必要做好屋面的防水工作并且合理的布置線纜。

支架安裝方式

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逆變器的選擇

該項目容量為6.6kWp且并網(wǎng)電壓為220V，故選擇單相雙路GW6000D-NS這款光伏逆變器，超配比為1.1倍。

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6kW單相機，組件可以接到6kW~7.2kW

逆變器電氣參數(shù)

組件的朝向、傾角完全一致，分為兩個相同的組串，每串11塊組件，接到逆變器的直流側(cè)。如下圖所示。

組件逆變器接入方式

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線纜的選擇

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直流側(cè)線纜

直流線纜多為戶外鋪設，需要防潮、防曬、防寒、防紫外線等，因此分布式光伏系統(tǒng)中的直流線纜一般選擇光伏認證的專用線纜，考慮到直流插接件和光伏組件輸出電流，目前常用的光伏直流電纜為PV1-F 1*4mm2。

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交流側(cè)線纜

交流線纜主要用于逆變器交流側(cè)至交流匯流箱或交流并網(wǎng)柜，可選用YJV型電纜。長距離鋪設還要考慮到電壓損失和載流量大小，6KW單相機交流線纜推薦使用YJV-3*6mm2。

注：交直流線纜一般都安裝在戶外，一般套PVC管來保護線纜。

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配電箱的選擇

配電箱電氣設計圖

內(nèi)部元件說明：

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斷路器

斷路器的一端接逆變器，一端接電網(wǎng)側(cè)；交流斷路器一般選擇逆變器最大交流輸出電流的1.25倍以上 ，6kW逆變器交流輸出最大電流為27.3A，即至少選擇40A的斷路器。

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熔斷器

當浪涌保護器被雷電擊穿失效，從而造成回路短路故障 ，為切斷短路電流，需要在浪涌保護器加一組熔斷器，熔斷器的選擇跟斷路器相同，選用40A的規(guī)格。熔絲燒斷要及時更換，可用斷路器代替，斷路器有瞬時電流保護功能，跳閘后可以手動復位，不必更換元件。

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浪涌保護器

本項目選用限壓型SPD，2P的浪涌保護器，選擇規(guī)格Uc~385V，Imax≥20KA，In：≥10KA，Up≤1.5KV。

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自復式過欠壓保護器

過欠壓保護器能夠自動檢測線路電壓，當線路中過電壓和欠電壓超過規(guī)定值時能夠自動斷開。本項目使用的自復式過欠壓保護器規(guī)格為工作電壓 AC 220V 50HZ，額定電流40A, 過電壓值 AC270±5V，欠電壓值AC170±5V,保護動作時間≤1s，延時接通時間≤1min。

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刀開關（隔離開關）

刀開關或隔離開關會有明顯的斷開點，可以后端檢修和維護人員的安全。刀開關選擇額定電流為63A的刀閘。

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接地措施

地線是光伏系統(tǒng)正常運行的關鍵，在房屋附近土層較厚、潮濕的地點，挖1.5m深坑根據(jù)供電公司要求，埋入50*5mm扁鋼或者φ12的圓鋼，添加降阻劑并引出地線，地線接到組件的支架上，同時組件邊框也必須接到支架上，接地電阻應小于 4Ω。

二、設計方案圖及清單表

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設計方案

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材料清單表

三、收益計算

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發(fā)電量估算

裝機容量6.6kW，PR=80%，全年發(fā)電量估值為1200小時（山東地區(qū)），首年發(fā)電量為6336kwh。首年衰減為2.5%，25年末最低功率為80%。

注：10年累計發(fā)電量6萬度電，25年累計發(fā)電量超過14萬度電。

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實際應用案例

2017年12月24日，一臺6kW的逆變器按照在河北滄州市，通過GPRS監(jiān)控看到最高并網(wǎng)功率5.5kW，累計日發(fā)電量32.2度。當?shù)靥鞖夥浅：?，發(fā)電量正常。

實時并網(wǎng)功率

結(jié)論

本文首先介紹了項目的基本情況，在裝機容量盡可能大的前提下進行了光伏電站的設計，包括相關設備的選型、整體設計方案、材料清單及發(fā)電量的收益計算，給后續(xù)光伏電站的施工做了正確的引導，避免了人力物力的浪費，保證了光伏電站的質(zhì)量和收益。