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10kW光伏系统典型设计全过程
一． 前言
小固前期推出的《5kW家用光伏系统典型设计全过程》得到了大家的积极反响，也有很多朋友给小固提出宝贵意见，在此基础上，小固在这一期想和大家分享一下10KW光伏系统的设计和安装过程。
二． 设计过程
1.项目简介
项目安装在某公司的彩钢瓦屋顶上，屋顶面积在100平，其能够铺设40块光伏组件。最终预设的光伏系统装机容量可达10kW左右，根据勘察初步规划采用一台10KW三相双路逆变器接入到380V低压电网的设计方案。后期计算按照上海光照条件。最终设计的光伏组件排布图如下所示：
图1彩钢瓦屋顶光伏组件排布图
2.组件选型
选用常见的晶硅组件，以下是一组常见的组件参数。
图2 组件性能参数
GW10KN-DT可超配至13kW,根据上海光照条件，考虑全寿命周期进行合理超配，项目选用260Wp组件。
3.支架选型
10KW的光伏项目可以安装在很多地方，譬如车棚、别墅、户用平屋顶、商用彩钢瓦屋顶等。
标号1为别墅瓦屋顶、标号2为户用屋顶、标号3为商用彩钢瓦屋顶，标号4为商用平屋顶。用户可以根据不同的屋顶选择相应的支架。
本文讲述的项目安装在商用的彩钢瓦屋顶上。光伏支架采用夹具型的安装方式，其具体的安装流程如下所示：
1）将夹具螺丝固定在彩钢瓦上，采用内六角螺丝固定，根据设计图纸，一次性固定所有的彩钢瓦夹具。
2）将导轨用内六角螺栓与滑块螺母固定在夹具上
3）将光伏组件按照图纸放置于横梁上，第一块组件放置完毕后，采用单侧压块的方式固定。
4）然后依次放置其他组件，采用单双侧压块紧贴光伏组件的方式，依次用螺丝将组件固定好。
在安装过程中，小固提醒您务必要做好屋面的防水工作，合理的布置线缆，留后期运维的通道。
4.逆变器选择
根据实际现场勘察可知，彩钢瓦屋面为南北方向，倾角在5度左右，因属于不同面，要使用带2路MPPT的10KW逆变器，同时项目所在地的并网点电压为400V，根据上述条件，最终选择了GW10KN-DT的逆变器，其能够满足项目现场的需求。
|
项目条件 |
逆变器选择 |
|
|
组件 |
组件朝向两个方位 |
GW10KN-DT |
|
并网点电压 |
400V |
|
图3 GW10KN-DT逆变器实物图
5、线缆的选择
|
直流侧 |
PV1-F 1*4mm2 |
|
交流侧 |
YJV-5*6mm2 |
? 直流线缆多为户外铺设，其需要防潮、防晒、防寒、防紫外线的特点，所以选择光伏认证的专用线缆，线径为 PV1-F 1*4mm2。
? 交流线缆用于将逆变器交流侧与交流并网柜相连，除了要考虑防潮、防晒、防寒、防紫外线，还要考虑到交流电压损失和线径载流量，所以选用YJV型电缆，线径选择 5*6mm2的线缆。
6.配电箱配置
下图是项目现场使用的10KW交流配电柜接线图，它是由逆变器端断路器（标号1）、三相自复式过欠压保护器（标号2）、浪涌前级保护器（标号3）、浪涌保护器（标号4）刀闸（标号5）组成。
图4 三相配电柜实物图
其电气的接线图如下所示：
图5 三相配电柜电气设计图
接下来小固就对交流配电柜里面具体的元器件参数和功能进行介绍：
有时也会将电表装下交流配电柜中，各个地方电网公司的要求不一样，使得交流配电柜内部低压配电设备也会有所不同。用户需根据当地电网公司的要求进行交流配电柜的具体设计。
7、接地措施
经项目地勘察测量，彩钢瓦屋面的厚度大于0.5mm，其可以直接作为接闪器，引下线（钢柱）与彩钢瓦采用螺栓链接，最后引下线与螺旋地桩相连，打到地上。具体的接地方法详见传送门-光伏系统常见问题—接地那些事儿。
三． 设计方案
1.详细配置清单
|
序号 |
材料名称 |
数量 |
|
1 |
GW10KN-DT |
1台 |
|
2 |
组件260Wp |
40pcs |
|
3 |
光伏专用直流线缆（4mm2） |
若干 |
|
4 |
交流线缆（6mm2） |
若干 |
|
5 |
导轨支架 |
跟组件配套 |
|
6 |
交流配电柜（含必要的防雷、空开、过欠压保护等） |
1台 |
|
7 |
监控方式（可选配） |
RS485/Wi-Fi/GPRS |
|
8 |
必要的计量装置（由供电公司提供） |
|
2．设计系统图
四． 收益计算
1.发电量计算
10KW的系统全年发电量按照10535 kwh来计算。首年衰减为2.5%，25年末最低功率为80%。
2.收益计算
|
多晶硅 |
首年末最低率： |
97.50% |
25年末最低功率： |
82.00% |
|
功率衰减以首年为参照 |
||||
|
年份 |
功率衰减 |
年末功率 |
年发电量(kWh) |
累计发电量(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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