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10kW光伏系統典型設計全過程
一． 前言
小固前期推出的《5kW家用光伏系統典型設計全過程》得到了大家的積極反響，也有很多朋友給小固提出寶貴意見，在此基礎上，小固在這一期想和大家分享一下10KW光伏系統的設計和安裝過程。
二． 設計過程
1.項目簡介
項目安裝在某公司的彩鋼瓦屋頂上，屋頂面積在100平，其能夠鋪設40塊光伏組件。最終預設的光伏系統裝機容量可達10kW左右，根據勘察初步規劃采用一臺10KW三相雙路逆變器接入到380V低壓電網的設計方案。后期計算按照上海光照條件。最終設計的光伏組件排布圖如下所示：
圖1彩鋼瓦屋頂光伏組件排布圖
2.組件選型
選用常見的晶硅組件，以下是一組常見的組件參數。
圖2 組件性能參數
GW10KN-DT可超配至13kW,根據上海光照條件，考慮全壽命周期進行合理超配，項目選用260Wp組件。
3.支架選型
10KW的光伏項目可以安裝在很多地方，譬如車棚、別墅、戶用平屋頂、商用彩鋼瓦屋頂等。
標號1為別墅瓦屋頂、標號2為戶用屋頂、標號3為商用彩鋼瓦屋頂，標號4為商用平屋頂。用戶可以根據不同的屋頂選擇相應的支架。
本文講述的項目安裝在商用的彩鋼瓦屋頂上。光伏支架采用夾具型的安裝方式，其具體的安裝流程如下所示：
1）將夾具螺絲固定在彩鋼瓦上，采用內六角螺絲固定，根據設計圖紙，一次性固定所有的彩鋼瓦夾具。
2）將導軌用內六角螺栓與滑塊螺母固定在夾具上
3）將光伏組件按照圖紙放置于橫梁上，第一塊組件放置完畢后，采用單側壓塊的方式固定。
4）然后依次放置其他組件，采用單雙側壓塊緊貼光伏組件的方式，依次用螺絲將組件固定好。
在安裝過程中，小固提醒您務必要做好屋面的防水工作，合理的布置線纜，留后期運維的通道。
4.逆變器選擇
根據實際現場勘察可知，彩鋼瓦屋面為南北方向，傾角在5度左右，因屬于不同面，要使用帶2路MPPT的10KW逆變器，同時項目所在地的并網點電壓為400V，根據上述條件，最終選擇了GW10KN-DT的逆變器，其能夠滿足項目現場的需求。
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項目條件 |
逆變器選擇 |
|
|
組件 |
組件朝向兩個方位 |
GW10KN-DT |
|
并網點電壓 |
400V |
|
圖3 ???? GW10KN-DT逆變器實物圖
5、線纜的選擇
|
直流側 |
PV1-F 1*4mm2 |
|
交流側 |
YJV-5*6mm2 |
?? 直流線纜多為戶外鋪設，其需要防潮、防曬、防寒、防紫外線的特點，所以選擇光伏認證的專用線纜，線徑為 PV1-F 1*4mm2。
?? 交流線纜用于將逆變器交流側與交流并網柜相連，除了要考慮防潮、防曬、防寒、防紫外線，還要考慮到交流電壓損失和線徑載流量，所以選用YJV型電纜，線徑選擇 5*6mm2的線纜。
6.配電箱配置
下圖是項目現場使用的10KW交流配電柜接線圖，它是由逆變器端斷路器（標號1）、三相自復式過欠壓保護器（標號2）、浪涌前級保護器（標號3）、浪涌保護器（標號4）刀閘（標號5）組成。
圖4 三相配電柜實物圖
其電氣的接線圖如下所示：
圖5 三相配電柜電氣設計圖
接下來小固就對交流配電柜里面具體的元器件參數和功能進行介紹：
有時也會將電表裝下交流配電柜中，各個地方電網公司的要求不一樣，使得交流配電柜內部低壓配電設備也會有所不同。用戶需根據當地電網公司的要求進行交流配電柜的具體設計。
7、接地措施
經項目地勘察測量，彩鋼瓦屋面的厚度大于0.5mm，其可以直接作為接閃器，引下線（鋼柱）與彩鋼瓦采用螺栓鏈接，最后引下線與螺旋地樁相連，打到地上。具體的接地方法詳見傳送門-光伏系統常見問題—接地那些事兒。
三．??? 設計方案
1.詳細配置清單
|
序號 |
材料名稱 |
數量 |
|
1 |
GW10KN-DT |
1臺 |
|
2 |
組件260Wp |
40pcs |
|
3 |
光伏專用直流線纜（4mm2） |
若干 |
|
4 |
交流線纜（6mm2） |
若干 |
|
5 |
導軌支架 |
跟組件配套 |
|
6 |
交流配電柜（含必要的防雷、空開、過欠壓保護等） |
1臺 |
|
7 |
監控方式（可選配） |
RS485/Wi-Fi/GPRS |
|
8 |
必要的計量裝置（由供電公司提供） |
|
2．設計系統圖
四．??? 收益計算
1.發電量計算
10KW的系統全年發電量按照10535 kwh來計算。首年衰減為2.5%，25年末最低功率為80%。
2.收益計算
|
多晶硅 |
首年末最低率： |
97.50% |
25年末最低功率： |
82.00% |
|
功率衰減以首年為參照 |
||||
|
年份 |
功率衰減 |
年末功率 |
年發電量(kWh) |
累計發電量(kWh) |
|
1 |
2.50% |
97.50% |
15330 |
15330 |
|
2 |
0.65% |
96.85% |
14946.75 |
30276.75 |
|
3 |
0.65% |
96.21% |
14847.744 |
45124.494 |
|
4 |
0.65% |
95.56% |
14748.738 |
59873.232 |
|
5 |
0.65% |
94.92% |
14649.731 |
74522.963 |
|
6 |
0.65% |
94.27% |
14550.725 |
89073.688 |
|
7 |
0.65% |
93.63% |
14451.719 |
103525.407 |
|
8 |
0.65% |
92.98% |
14352.713 |
117878.12 |
|
9 |
0.65% |
92.33% |
14253.706 |
132131.826 |
|
10 |
0.65% |
91.69% |
14154.7 |
146286.526 |
|
11 |
0.65% |
91.04% |
14055.694 |
160342.22 |
|
12 |
0.65% |
90.40% |
13956.688 |
174298.908 |
|
13 |
0.65% |
89.75% |
13857.681 |
188156.589 |
|
14 |
0.65% |
89.10% |
13758.675 |
201915.264 |
|
15 |
0.65% |
88.46% |
13659.669 |
215574.933 |
|
16 |
0.65% |
87.81% |
13560.663 |
229135.596 |
|
17 |
0.65% |
87.17% |
13461.656 |
242597.252 |
|
18 |
0.65% |
86.52% |
13362.65 |
255959.902 |
|
19 |
0.65% |
85.88% |
13263.644 |
269223.546 |
|
20 |
0.65% |
85.23% |
13164.638 |
282388.184 |
|
21 |
0.65% |
84.58% |
13065.631 |
295453.815 |
|
22 |
0.65% |
83.94% |
12966.625 |
308420.44 |
|
23 |
0.65% |
83.29% |
12867.619 |
321288.059 |
|
24 |
0.65% |
82.65% |
12768.613 |
334056.672 |
|
25 |
0.65% |
82.00% |
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