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1、屋顶风光互补发电系统系统说明书屋顶风光互补发电系统方案说明书日期：2013年11月 目 录目 录2一、 项目概况和说明2（一）项目概况2（二）风光互补发电系统介绍3二、 系统方案7（一）设计说明7（二）设计依据/标准7（三）设计原则8（四）系统构成8（五）系统设计特点8（六）系统方案10（七）系统固定结构10三、 设备选型13（一）太阳能电池组件13（二）风力发电机15（三）控制器16（四）蓄电池18（五）并网逆变器19（六）交流配电柜22（七）电缆选型23（八）环境检测装置23（九）监控系统24（十）接地装置24四、 发电与节能分析25（一）年发电量25（二）节能分析25五、 电能质量保证2
2、7六、 设备清单271 2013年11月1、 项目概况和说明（一）项目概况1、项目名称：18KW屋顶风光互补发电系统2、项目地点：南宁市3、地理位置：南宁位于北回归线南侧，地处北纬2213-2333，东经10745-10852。4、气候条件：属湿润的亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，霜少无雪，气候温和，夏长冬短，平均相对湿度为79%。太阳辐射值在我国属四类地区，太阳能资源较为丰富。5、占用屋面：约210平方米6、装机容量：实际装机容量18KWp7、太阳能组件：共64块功率为250W多晶硅组件。 8、小型风力发电机：共10台功率为200W的风力发电机。9、系统构成：由太阳能电池组件、小型风力发
3、电机、蓄电池组、户用型三相逆变器、交流配电柜、控制系统、接地系统、电缆等组成。10、简要说明：31M*7M屋面上工安装64块率为250W多晶硅组件和10台功率为200W的风力发电机，3台风光互补控制器，1台户用型三相逆变器；光伏组件采用8块串联，光伏组件发电产生的电能和风机发电产生的电源经蓄电池后，通过逆变器逆变成380V后接入交流配电柜，然后接入负载。（二）风光互补发电系统介绍1、风光互补发电系统风光互补发电，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线
4、路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。光伏发电利用太阳能发电，风力发电是利用风能来发电，而风力发电机是将风能转化为电能的机械，风轮是风力发电机的最主要的部件，由桨叶和轮毂组成。风光互补发电站采用风光互补发电系统，风光互补发电系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统，将电力并网送入常规电网中。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单用风机和太阳能更经济、科学、实用。风光互补发电系统原理图2、技术构成 发电部分：由风力发电
5、机和太阳能电池板矩阵组成，完成风电；光电的转换，并且通过充电控制器与直流中心完成给蓄电池组自动充电的工作。 蓄电部分：由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任务。 充电控制器及直流中心部分：由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成。完成系统各部分的连接、组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。供电部分：由一台或者几台逆变电源组成，可把蓄电池中的直流电能变换成标准的380V交流电能，供给各种用电器。3、太阳能光伏发电的特点没有转动部件，不产生噪声；没有空气污染，不排放废水；没有燃烧过程，不需要燃料；维修保养简单，维护费用低；运行可靠性，稳定性好。4、风力发电的特点风力发电是利用风能
6、来发电，而风力发电机是将风能转化为电能的机械，风轮是风力发电机的最主要的部件，由桨叶和轮毂组成。桨叶具有良好的空气动力外形，在气流作用下能产生空气动力使风轮旋转，将风能转换成机械能，再通过齿轮箱增速驱动发电机，将机械能转变成电能。风能作为清洁、可再生能源具有许多优点：取之不尽、用之不竭、就地可取、不需运输、分布广泛、分散使用、不污染环境、不破坏生态、周而复始、可以再生。就世界范围而言，风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电几乎不消耗矿物质和水资源，与常规燃煤、燃油发电方式相比，具有可减排烟尘及污染物、调整改善电力工业结构、推进技术进步等各种优点5
7、、风光互补系统的特点光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能，风电系统是利用小型风力发电机，将风能转换成电能，风光互补发电系统将太阳能和风能集成一起，充分利用了太阳能与风能的互补性强，在资源上弥补了风电和光电独立系统每天的发电量受天气、环境、地域的影响大的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，风力发电的成本是光伏发电的1/4，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。风光互补发电系统可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置，即可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。系统无空气污染，无噪音，不产生废弃物，是一种自然、清洁的能源风光互补发电
8、系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。6、 屋面风光互补发电系统 主要是利用空闲屋面进行太阳能发电和风能发电，具有以下优势： （1）、开发闲置屋面的价值、提高闲置屋面的利用率。 （2）、有效利用太阳能和风能、就近提供电力。 （3）、起到良好的示范效应、具有较好的环境效益。2、 系统方案（一）设计说明本系统由太阳能光伏电池组件和小型风力发电机作为发电单元，安装64块率为250W多晶硅组件和10台功率为200W的风力发电机，3台风光互补控制器，1台户用型三相逆变器；光伏组件采用8块串联，光伏组件发
9、电产生的电能和风机发电产生的电源经蓄电池后，通过逆变器逆变成380V后接入交流配电柜，然后接入负载。 （二）设计依据/标准本项目设计方案中的光伏部分主要涉及/参照以下标准和相关公司标准。SJ/T11127-1997 光伏（PV）发电系统过电压保护导则GB/T18210-2000 晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量GB 50168-2006 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50017-2003 钢结构设计规范GB-50205-2001 钢结构结构施工质量验收规范GB-50009-2001 建筑结构荷载规范GB/ 50217-2007 电力工程电缆设计规范DL/T 5222-2
10、005 导体和电气选择设计技术规定GB 50169-2006 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB/T 7450-1987 电子设备雷击保护导则DL/T 5137-2001 电测量及电能计量装置设计技术规程ANSI/IEEE C37.1 监控、数据采集和自动控制系统所采用的定义规范和系统（三）设计原则项目设计本着美观，可靠，安装维护便捷,能够充分体现其节能发电的设计原则。本工程屋面电池板的安装采用“导流板支架+水泥配重”的方式，风力发电机塔架用固定钢索固定，结构简单、安装方便、施工效率高、不破坏屋面、不产生施工垃圾及噪音、坚固耐用、美观大方。根据GB50057-2010建筑物防雷设计规范
11、，本工程因楼顶已存在防雷系统，且光伏组件和支架系统等设备高度不超过屋顶的防雷雷体系的高度，无需再另行安装防雷系统，只需在逆变器和风力发电机上安装防雷装置即可。（四）系统构成由太阳能电池组件、小型风力发电机、风光互补控制器、蓄电池组、户用型三相逆变器、交流配电柜、控制系统、接地系统、电缆等组成。（五）系统设计特点1、最大程度上利用太阳能为了增加系统的输出电量，尽可能地避免光伏组件之间互相遮光，以及被电气设备、通风设备及其他障碍物遮挡阳光，充分考虑太阳能组件安装的有效区域，最大可能的提高太阳能电池阵列的输出效率；风力发电机则要考虑相邻风机之间风力衰减因素，合理设计各风机之间的距离。2、高可靠性系统
12、全部采用标准化设计，而且充分考虑当地气候，所有设备的耐候性都要表现优秀，整个系统具备非常高的可靠性。3、模块化支架设计在本系统中支架为模块化标准设计,材料为热镀锌方钢型材，外形美观、结构牢固、施工方便、经久耐用。4、牢固可靠的支架系统组件及其支架为“水泥配重块+导流板”方式，结构简单、牢固，可靠性高。5、新型交流配电柜：新型低压配电柜具有分断能力高、动稳定性好、电气方案灵活、组合方便，系列性、实用性强，结构新颖、防护等级高等特点。6、精简的系统设计：从光伏组件到逆变器以及从逆变器到交流配电柜的电力电缆应尽可能保持在最短距离；减小线路的压降损失，提高系统的输出能量；减小电缆尺寸以降低成本，同时减
13、轻屋面负荷并增加其灵活性。（六）系统方案屋面的可利用屋面面积为210m2，为最大的可能吸收太阳能，组件的排布方式为正北朝南，与屋面成21度的倾斜角，采用每8块组件串联组成一个组串，每一横排布16块组件，每排之间预留0.5米安全人行通道，共4排组件，本系统采用功率为250Wp太阳能光伏组件共64块，容量为16KW。在屋顶的四周，每隔7.5米安装一台200W的风力发电机，共10台，容量为2kw，风机塔架高出屋面3米，用固定钢索固定。光伏阵列产生的直流电和风力发电机产生的直流电经电缆存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。本工程总安
14、装容量为18KWp，配备额定功率为17kw的逆变器1台。本系统方案为用户侧并网，发出来的电自发自用，不往电网上输送。同时在方案设计充分考虑到了整个供电系统的三相平衡、功率因素等因素，因此在实施完本示范工程后，无需增加大量输配电设施。（七）系统固定结构本系统电池组件采取“导流板支架+水泥配重”的固定安装系统。1、与屋面有机结合屋面太阳能发电项目，是将光伏组件与屋面的有机结合，在保证不破坏屋面的同时，合理利用太阳能，达到工业生产和发电为一体。2、支架设计光伏组件支架采用型材一次成型制成，倾斜角21，用水泥配重块结合铝合金夹具来固定支架底部导流板。组件排布在支架上用夹具固定，具备较强的抗风能力，组件
15、与支架结合成一体，无需再加额外的围护结构。每组支架之间预留0.5米安全人行通道，供人员通行及检修维护。3、组件安装方式配重式屋面组件安装方式示意图：江苏常州佳讯屋面光伏发电项目4、支架的防腐措施（1）支架在构造上便于检查和清刷。（2）钢支架防腐采用热镀浸锌，镀锌层厚度65 。（3）铝合金材料与除不锈钢以外的其他金属材料或与酸、碱性的非金属材料接触、紧固时，采用材料隔离。（4）铝合金支架进行表面防腐处理，采用阳极氧化处理措施，阳极氧化膜的厚度20m。3、 设备选型本工程参考380侧的短路电流、动热稳定性及按照导体和电器选择设计技术规定(DL/T5222-2005)要求选择导体及设备。（一）太阳能电池组件多晶硅电池组件主要技术参数如下：
