北极星太阳能光伏网




来源：纳通能源
前言：本文从组件、支架、逆变器、线缆、配电柜的选型到整体设计方案，以及电站收益预测等方面，与大家分享8KW电站的设计过程。


一、设计过程
      1、项目勘察
农户自建住宅，经现场勘测，楼顶面积可以安装30块组件。

      2.   组件选择
给客户选用265W多晶高效组件，其技术参数如下：

根据组件的参数和数量得到装机容量为 265Wp*30块=7.95Wp( 根据国家电网相关政策，单相并网电站一般不超过8KW, 固这里给客户配置了7.95Wp的组件。安装商也可以根据实际情况，配置更大功率的组件)。


      3.   支架方案及组件安装
该项目为斜面琉璃瓦屋顶，在安装时采用主支撑构件与琉璃瓦下层房屋木梁固定，来支撑主梁及横梁。组件与横梁之间采用铝合金压块压接。在基座安装完成后，要对屋面做防水处理， 防止渗水，漏雨现象发生。并确保组件边框及支架良好接地。



      4.   逆变器的选择及安装
选择一台纳通NAC8K-DS单相逆变器，最高输出功率可达到8KW。组件的朝向，倾斜角完全一致，分为三个不同的组串，每串10块组件。
MPPT1: 10块一串，2串接入
MPPT2: 10块一串，1串接入


逆变器直流端线缆制作和接线：

逆变器交流端线缆接线：

注： 直流连接器如果安装不到位，由于接头接点松脱，接触不良、电线受潮、绝缘破裂等原因而极易引起直流拉弧现象。为确保直流连接器的安装质量，需要使用专业的压线钳。



      5.   线缆的选择
      1)    直流侧线缆
直流线缆在户外铺设，需具备极好的耐热，耐寒，耐油，耐紫外线等性能，因此光伏系统中的直流电缆需采用专用光伏电缆，目前常用的光伏专用电缆为PV1-F1*4mm2。

2）交流侧线缆
交流线缆用于逆变器交流侧至交流汇流箱或交流并网柜，可以选用YJV型号线缆。 长距离铺设还需考虑到电压损失和载流量大小， 8KW单相机交流线缆推荐使用YJV-3*10mm2。

6.  配电箱的选择

配电箱内部元件说明：


断路器
断路器的一端接逆变器，一端接电网侧，交流断路器一般选择逆变器最大输出电流的1.25倍以上， 8KW逆变器交流输出最大电流为34.8A，至少选择50A的断路器。


熔断器
当浪涌保护器被雷电击穿失效，从而造成回路短路故障 ，为切断短路电流，需要在浪涌保护器加一组熔断器，熔断器的选择和断路器相同，用50A的规格。断路器有瞬时电流保护功能，跳闸后可以手动复位，不必更换元件。


浪涌保护器
本项目选用限压型SPD，2P的浪涌保护器，选择规格Uc~385V，Imax≥20KA，In：≥10KA，Up≤1.5KV。


自复式过欠压保护器
8KW项目使用的自复式过欠压保护器规格为工作电压 AC 220V 50HZ，额定电流50A,  过电压值 AC270±5V，欠电压值AC170±5V,保护动作时间≤1s，延时接通时间≤1min。


刀开关(隔离开关)
刀开关或隔离开关会有明显的断开点，可以后端检修和维护人员的安全。刀开关选择额定电流为63A的刀闸。


7.  接地措施
接地是施工人员在安装中最容易忽视的问题。但若不做好接地，会因设备对地绝缘阻抗过低或漏电流过大而报错，影响发电量，甚至危害人身安全。户用光伏系统的接地包括组件测接地，逆变器侧接地，配电箱侧接地。
选用φ12的圆钢或50*5mm的扁钢，埋入深度1.5m的地下，光伏组件的防雷接地电阻要求应小于10Ω，逆变器和配电箱接地电阻应小于4Ω。对于达不到接地电阻要求的，通常采用添加降阻剂或选择土壤率较低的地方埋入。



二．设计方案图及材料清单表


三、 收益计算
安装了30块 265Wp的高效组件，装机容量共7.95KW,系统效率=85%，从NASA 上导出的光照数据如下表， 项目安装地济南地区全年日平均有效发电日照时数为4.28*365=1562.2小时。

组件首年衰减2.5%，之后每年衰减0.6%。 可以算出一个8KW系统， 使用一台8KW单相机逆变器NAC8K-DC，25年累计发电量约为24万度。

四、实际应用案例
下面监控数据为一台安装在江苏常州的8KW机器在2018年2月23日的发电情况，通过GPRS监控可以看到，当天最高功率为7.21KW, 累计发电量为48.2度，发电量正常。


结论
本文以一个典型的8kW光伏系统设计为例，进行了光伏电站的各方面设计，包括相关设备的选型、整体设计方案、材料清单及发电量的收益计算，给后续光伏电站的施工做了正确的引导，避免了人力物力的浪费，保证了光伏电站的质量和收益。