分布式家用光伏典型設計方案

本文介紹的分布式家用，是指10kW以下，安裝在家庭屋頂，通過220V并網或者380V并網的項目。大部分采用自發(fā)自用余量上網的方式，最大裝機容量為上一級變壓器容量的25%。

1.選擇合適的安裝場地：家庭屋頂一般采用瓦片結構和水泥結構，安裝方在推銷光伏或者接到用戶申請時，要去現(xiàn)場考察，因為并不是每家屋頂都適合安裝光伏。首先要確定屋頂?shù)某休d量能不能達到要求，電站設備對屋頂?shù)某休d要求大于30kg/平米，一般近5年建的水泥結構的房屋都可以滿足要求，而有10年以上的磚瓦結構的房屋就要仔細考察了;其次要看周邊有沒有陰影遮擋，即使是很少的陰影也會影響發(fā)電量，如熱水器，電線桿，高大樹木等，公路旁邊以及房屋周邊工廠有排放灰塵的，組件會臟污，影響發(fā)電量;最后要看屋頂朝向和傾斜角度，組件朝南并在最佳傾斜角度時發(fā)電量最高，如果朝北則會損失很多發(fā)電量。遇到不適合裝光伏的要果斷拒絕，遇到影響發(fā)電量的需要和業(yè)主實事求是講清楚，以免后續(xù)有糾份。

2.選擇合適的：光伏組件有，單晶硅，薄膜三種技術路線，各種技術都有優(yōu)點和缺點，在同等條件下，的效率只和組件的標稱功率有關，和組件的效率沒有直接關系，組件技術成熟，國內一線和二線品牌的組件生產廠家質量都比較可靠，客戶需要選擇從可靠的渠道去購買。光伏組件有60片電池和72片電池兩種，分布式光伏一般規(guī)模小，安裝難度大，所以推薦用60片電池的組件，尺寸小重量輕安裝方便。

按照市場規(guī)律，每一年都會有一種功率的組件出貨量特別大，業(yè)內稱為主流組件，組件的效率每一年都在增加，2017年是多晶265W，單晶275W，這種型號性價比最高，也比較容易買到，到2018年預計是多晶270W，單晶280W性價比最高。

3.選擇合適的支架：根據屋頂?shù)那闆r，可以選擇鋁支架，C型鋼，不銹鋼等支架，另考慮到光伏支架強度、系統(tǒng)成本、屋頂面積利用率等因素。在保證系統(tǒng)發(fā)電量降低不明顯的情況下(降低不超過1%)盡可能降低光伏方陣傾斜角度，以減少受風面，做到增加支架強度，減少支架成本、提高有限場地面積的利用率。漏雨是安裝光伏電站過程中需要注意的問題，防水工作做好了，光伏電站才安全。光伏支架安裝在屋頂支撐著組件，連接著屋頂。它的設計多采用頂上頂?shù)姆绞?，不會對屋面原有防水進行穿孔、破壞;壓塊采用預制構件，不用現(xiàn)場澆注，可以避免了太陽能支架安裝對屋面防水層的硬性破壞。

4.光伏方陣串并聯(lián)設計：分布式中，組件電路相互串聯(lián)組成串聯(lián)支路。串聯(lián)接線用于提升直流電壓至電壓輸入范圍，應保證太陽能在各種太陽輻射照度和各種環(huán)境溫度工況下都不超出逆變器電壓輸入范圍。

工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右，效率最高，單相220V逆變器，逆變器輸入額定電壓為360V，三相380V逆變器，逆變器輸入額定電壓為650V。如3kW逆變器，配260W組件，工作電壓30.5V，配12塊工作電壓366V，功率為3.12kW為最佳。10KW逆變器配260W組件，接40塊組件，每一路20串，電壓為610V，總功率為10.4kW為最佳。

5.電纜的選擇：在家用光伏系統(tǒng)中，建議采用銅電纜。因為光伏組件MC4接頭，輸出接線端子，并網開關的接線端子都是用銅芯做的，如果用鋁線，銅鋁直接連接，就會形成了一種化學電池，即電化學腐蝕。這樣就會引起銅鋁之間接觸不良，接觸電阻增大。當有電流通過時，將使接頭部位溫度升高，而溫度升高更加速了接頭腐蝕，增加了接觸電阻，造成惡性循環(huán)，直至燒毀。逆變器的輸出防水接頭，其線徑也是按照銅線來設計的，如果采用鋁線，則需要大一型號的線。如30KW逆變器，設計輸出使用10平方的銅線，用鋁線則需要16平方，線纜面積增加，而防水接線端子面積有限，有可能容不下，有些安裝商就把防水接線端子拆掉或者破壞，這樣會造成接線端子防護不嚴，容易進水，絕緣不好。還要選擇多股的BVR軟銅線，不要用BV硬銅線，因為硬銅線和接線端子容易接觸不良，轉彎的地方還有應力，容易引發(fā)螺絲松動，接觸不良。

6.常用家用光伏系統(tǒng)設計方案：常見家用光伏系統(tǒng)，單相一般是3kW到8kW，三相一般是4-10kW，在條件允許的情況下，推薦使用三相并網，因為在同等條件下，三相并網比單相并網投資少，發(fā)電量高，如10kW系統(tǒng)，單相并網需要2臺逆變器，直流輸入4個組串，8根直流電纜，交流需要2個開關，三相并網只要一臺逆變器，直流輸入2個組串，4根直流電纜，交流需要1個開關。三相比單相電流少，損耗就少效率高;380V并網對電網影響少，不會因提升電網電壓而停機。

3kW家用光伏設計方案

方案約需要30O屋頂面積，采用265Wp光伏組件12塊組成，總功率 3.18KWp屋。系統(tǒng)采用1臺3KW光伏逆變器，接入220V線路送入戶業(yè)主原有室內進戶配電箱，再經由220V線路與業(yè)主室內低壓配電網進行連接，即可送電進入市電網。

逆變器最大直流電壓(最大陣列開路電壓)為550V，最大功率電壓跟蹤范圍為70~550V，MPPT路數(shù)為1路/1并。每個太陽電池組件額定工作電壓為30.8V，開路電壓為38.3V，在環(huán)境溫度為25±2℃、太陽輻射照度為1000W/m2的額定工況下，12個太陽電池串聯(lián)的串聯(lián)支路額定工作電壓為369.6V，開路電壓459.6V，均在逆變器允許輸入范圍內，可確保正常工作。

在工況變化時考慮在平均極端環(huán)境溫度為-10℃時，太陽能電池組件串的最大功率點工作電壓為12×30.8×(0.35%×35+1)=415V，滿足550V最高滿載MPPT點的輸入電壓要求;在極端最高環(huán)境溫度為42℃時，太陽能電池組件的工作電壓為12×31.2×(-0.35%×17+1)=352.1V，滿足70V最低MPPT點的輸入電壓要求。

系統(tǒng)配置

常用家用光伏系統(tǒng)配置：

4.2kW電氣系統(tǒng)圖

5.0kW電氣系統(tǒng)圖

6.0kW電氣系統(tǒng)圖

8.0kW電氣系統(tǒng)圖

10.0kW電氣系統(tǒng)圖