前言

為了讓大家全面了解6kW光伏電站設(shè)計(jì)全過程，小編從組件、逆變器、線纜、配電柜的選型到整體設(shè)計(jì)方案和詳細(xì)清單以及電站收益預(yù)測進(jìn)行了下面的分享。

一、設(shè)計(jì)過程

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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用戶希望裝機(jī)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(shù)參數(shù)如下：

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)組件的尺寸和屋頂?shù)某叽?，?jì)算獲得，該屋頂最多可安裝22塊光伏組件，即300Wp*22塊=6.6kWp。根據(jù)裝機(jī)容量、組件實(shí)際排布情況來選擇合適的逆變器。

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該項(xiàng)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。

6kW單相機(jī)，組件可以接到6kW~7.2kW

逆變器電氣參數(shù)

項(xiàng)目所在地極端低溫為-15℃，極端高溫為38℃，因此組件的

最大輸出開路電壓為：

39.85V*[1+（（-15）-25）*（-0.3%）]=44.63V

最小MPPT電壓為：

32.26V*[1+（38-25）*（-0.3%）]=31V

根據(jù)逆變器參數(shù)，最大接入開壓是600V，MPPT電壓范圍為80~550V

600÷44.63=13.44

80÷31=2.6

因此，每個(gè)串聯(lián)支路最多接入13個(gè)組件，最少接入3個(gè)組件。

考慮到出口電壓為220V，若組件輸入開路電壓低于311V，則Boost會(huì)持續(xù)工作，導(dǎo)致元器件發(fā)熱、系統(tǒng)效率降低。

因此，雖然組件串聯(lián)8個(gè)以內(nèi)，光伏方陣也能工作，但轉(zhuǎn)換效率會(huì)比較低。比較優(yōu)的方案是盡量選擇8個(gè)組件以上串聯(lián)，且串聯(lián)數(shù)量盡量大。

由于組件的朝向、傾角完全一致，根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際情況（22個(gè)組件），本項(xiàng)目方案為：分為兩個(gè)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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本次項(xiàng)目為斜屋面琉璃瓦屋頂，在安裝支架時(shí)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(wù)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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直流側(cè)線纜

直流線纜多為戶外鋪設(shè)，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(rèn)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(shè)還要考慮到電壓損失和載流量大小，6KW單相機(jī)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(hù)線纜。

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配電箱電氣設(shè)計(jì)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(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，熔斷器的選擇跟斷路器相同，選用40A的規(guī)格。熔絲燒斷要及時(shí)更換，可用斷路器代替，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。

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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。

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自復(fù)式過欠壓保護(hù)器 

過欠壓保護(hù)器能夠自動(dòng)檢測線路電壓，當(dāng)線路中過電壓和欠電壓超過規(guī)定值時(shí)能夠自動(dòng)斷開。本項(xiàng)目使用的自復(fù)式過欠壓保護(hù)器規(guī)格為工作電壓 AC 220V 50HZ，額定電流40A,  過電壓值 AC270±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。

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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。

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地線是光伏系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，在房屋附近土層較厚、潮濕的地點(diǎn)，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(shí)組件邊框也必須接到支架上，接地電阻應(yīng)小于 4Ω。

二、設(shè)計(jì)方案圖及清單表

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三、收益計(jì)算

裝機(jī)容量6.6kW，PR=85%，首年有效利用小時(shí)數(shù)估值為1300小時(shí)（山東地區(qū)），首年發(fā)電量為7183kWh。首年衰減為3%，25年末最低功率為80.2%。

說明：本項(xiàng)目的收入按照全部余電上網(wǎng)計(jì)算（山東的脫硫煤標(biāo)桿電價(jià)+國家補(bǔ)貼），由于自用電價(jià)高，實(shí)際收入肯定高于表中數(shù)據(jù)。

注：10年累計(jì)發(fā)電量6.9萬度電，25年累計(jì)發(fā)電量超過16.5萬度電。

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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(jì)日發(fā)電量32.2度。當(dāng)?shù)靥鞖夥浅：茫l(fā)電量正常。

實(shí)時(shí)并網(wǎng)功率

結(jié)論

本文首先介紹了項(xiàng)目的基本情況，在裝機(jī)容量盡可能大的前提下進(jìn)行了光伏電站的設(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。

（來源：固德威光伏社區(qū)，版權(quán)歸原作者）