一、設(shè)計(jì)過程
1、項(xiàng)目勘察
農(nóng)戶自建住宅，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，樓頂面積可以安裝30塊組件。
2.組件選擇
給客戶選用265W多晶高效組件，其技術(shù)參數(shù)如下：
根據(jù)組件的參數(shù)和數(shù)量得到裝機(jī)容量為265Wp*30塊=7.95Wp(根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)政策，單相并網(wǎng)電站一般不超過8KW,固這里給客戶配置了7.95Wp的組件。安裝商也可以根據(jù)實(shí)際情況，配置更大功率的組件)。
3.支架方案及組件安裝
該項(xiàng)目為斜面琉璃瓦屋頂，在安裝時(shí)采用主支撐構(gòu)件與琉璃瓦下層房屋木梁固定，來支撐主梁及橫梁。組件與橫梁之間采用鋁合金壓塊壓接。在基座安裝完成后，要對(duì)屋面做防水處理，防止?jié)B水，漏雨現(xiàn)象發(fā)生。并確保組件邊框及支架良好接地。
4.逆變器的選擇及安裝
選擇一臺(tái)納通NAC8K-DS單相逆變器，最高輸出功率可達(dá)到8KW。組件的朝向，傾斜角完全一致，分為三個(gè)不同的組串，每串10塊組件。
MPPT1:10塊一串，2串接入
MPPT2:10塊一串，1串接入
逆變器直流端線纜制作和接線：
逆變器交流端線纜接線：
注：直流連接器如果安裝不到位，由于接頭接點(diǎn)松脫，接觸不良、電線受潮、絕緣破裂等原因而極易引起直流拉弧現(xiàn)象。為確保直流連接器的安裝質(zhì)量，需要使用專業(yè)的壓線鉗。
5.線纜的選擇
1)直流側(cè)線纜
直流線纜在戶外鋪設(shè)，需具備極好的耐熱，耐寒，耐油，耐紫外線等性能，因此光伏系統(tǒng)中的直流電纜需采用專用光伏電纜，目前常用的光伏專用電纜為PV1-F1*4mm2。
2）交流側(cè)線纜
交流線纜用于逆變器交流側(cè)至交流匯流箱或交流并網(wǎng)柜，可以選用YJV型號(hào)線纜。長(zhǎng)距離鋪設(shè)還需考慮到電壓損失和載流量大小，8KW單相機(jī)交流線纜推薦使用YJV-3*10mm2。
6.配電箱的選擇
配電箱內(nèi)部元件說明：
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輸出電流的1.25倍以上，8KW逆變器交流輸出最大電流為34.8A，至少選擇50A的斷路器。
熔斷器
當(dāng)浪涌保護(hù)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(hù)器加一組熔斷器，熔斷器的選擇和斷路器相同，用50A的規(guī)格。斷路器有瞬時(shí)電流保護(hù)功能，跳閘后可以手動(dòng)復(fù)位，不必更換元件。
浪涌保護(hù)器
本項(xiàng)目選用限壓型SPD，2P的浪涌保護(hù)器，選擇規(guī)格Uc~385V，Imax≥20KA，In：≥10KA，Up≤1.5KV。
自復(fù)式過欠壓保護(hù)器
8KW項(xiàng)目使用的自復(fù)式過欠壓保護(hù)器規(guī)格為工作電壓AC220V50HZ，額定電流50A,過電壓值A(chǔ)C270±5V，欠電壓值A(chǔ)C170±5V,保護(hù)動(dòng)作時(shí)間≤1s，延時(shí)接通時(shí)間≤1min。
刀開關(guān)(隔離開關(guān))
刀開關(guān)或隔離開關(guān)會(huì)有明顯的斷開點(diǎn)，可以后端檢修和維護(hù)人員的安全。刀開關(guān)選擇額定電流為63A的刀閘。
7.接地措施
接地是施工人員在安裝中最容易忽視的問題。但若不做好接地，會(huì)因設(shè)備對(duì)地絕緣阻抗過低或漏電流過大而報(bào)錯(cuò)，影響發(fā)電量，甚至危害人身安全。戶用光伏系統(tǒng)的接地包括組件測(cè)接地，逆變器側(cè)接地，配電箱側(cè)接地。
選用φ12的圓鋼或50*5mm的扁鋼，埋入深度1.5m的地下，光伏組件的防雷接地電阻要求應(yīng)小于10Ω，逆變器和配電箱接地電阻應(yīng)小于4Ω。對(duì)于達(dá)不到接地電阻要求的，通常采用添加降阻劑或選擇土壤率較低的地方埋入。
二．設(shè)計(jì)方案圖及材料清單表
三、收益計(jì)算
安裝了30塊265Wp的高效組件，裝機(jī)容量共7.95KW,系統(tǒng)效率=85%，從NASA上導(dǎo)出的光照數(shù)據(jù)如下表，項(xiàng)目安裝地濟(jì)南地區(qū)全年日平均有效發(fā)電日照時(shí)數(shù)為4.28*365=1562.2小時(shí)。
組件首年衰減2.5%，之后每年衰減0.6%。可以算出一個(gè)8KW系統(tǒng)，使用一臺(tái)8KW單相機(jī)逆變器NAC8K-DC，25年累計(jì)發(fā)電量約為24萬度。
四、實(shí)際應(yīng)用案例
下面監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為一臺(tái)安裝在江蘇常州的8KW機(jī)器在2018年2月23日的發(fā)電情況，通過GPRS監(jiān)控可以看到，當(dāng)天最高功率為7.21KW,累計(jì)發(fā)電量為48.2度，發(fā)電量正常。
結(jié)論
本文以一個(gè)典型的8kW光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行了光伏電站的各方面設(shè)計(jì)，包括相關(guān)設(shè)備的選型、整體設(shè)計(jì)方案、材料清單及發(fā)電量的收益計(jì)算，給后續(xù)光伏電站的施工做了正確的引導(dǎo)，避免了人力物力的浪費(fèi)，保證了光伏電站的質(zhì)量和收益。
