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1、15KW太阳能并网发电系统一、太阳能并网发电系统简介太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能， 直接通过并网逆变器，把电能送上电网。太阳能并网发电代表了太阳能电 源的发展方向，是 21 世纪最具吸引力的能源利用技术。与离网太阳能发 电系统相比，并网发电系统具有以下优点：（1）利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电，不耗用不可再生 的、资源有限的含碳化石能源，使用中无温室气体和污染物排放，与生态 环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。（2）所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比独立太 阳能光伏系统的建设投资可减少达3 5%45%,从而使发电成本大为 降低。省掉蓄电
2、池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。（3）分布式建设,就近就地分散发供电,进入和退出电网灵活,既有 利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力,又有利于改善电力系统的负荷 平衡,并可降低线路损耗。（4）可起调峰作用。并网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应 用领域竞相发展的热点和重点,是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势, 市场巨大,前景广阔。二、并网发电系统的原理及组成太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的,它是将太阳辐 射能量直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵和逆变器两 部分组成。如下图所示:白天有日照时,太阳能电池方阵发出的电经过并网 逆变器将电能直接输送到
3、交流电网上,或将太阳能所发出的电经过并网逆 变器直接为交流负载供电。太阳能板图2 1.并网发电原理图负载（1）太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约 0.5 伏的电压，远低于实际使用所需电 压。为了满足实际应用的需要，需要把太阳能电池连接成组件。太阳能电 池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。如一 个组件上，太阳能电池的数量是 72 片，这意味着一个太阳能组件大约能 产生 34 伏的电压。通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池 组件，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域 和系统。当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要
4、求时， 可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。（2）直流/交流逆变器 将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池发出的是直流电，而 一般的负载是交流负载，所以逆变器是不可缺少的。逆变器按运行方式， 可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太 阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能 电池发电系统将发出的电能馈入电网。逆变器按输出波形又可分为方波逆 变器和正弦波逆变器。三、15KW太阳能并网发电系统设计设计总则（1）太阳能并网发电系统在原有的线路基础上增加，采取尽量不改造 原有回路的原则。因此，将光伏系统的并网点选择在并网点的低压
5、配电柜 上。（2）考虑到并网系统在安装及使用过程中的安全及可靠性，在并网逆 变器直流输入加装直流配电接线箱。（3）并网逆变器采用三相四线制的输出方式。配电室设计由于并网发电系统没有蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电 系统，因此，如果条件允许的话可以将并网发电系统逆变器放在并网点的 低压配电室内，否则只要单独建一座 46 平米的低压配电室就可以了。5. 并网发电系统的防雷为了保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行，要对这套系统采取防雷措施。主要有以下几个方面：（1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方 阵基础建设的同时，选择光电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖一2 米深 地
6、线坑，采用 40 扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用 35mm2 铜芯 电缆，接地电阻应小于 4 欧姆。（2）在配电室附近建一避雷针，高 15 米，并单独做一地线，方法同 上。（3）太阳电池方阵电缆采用 PVC 管地埋，加防雷器保护。此外电池板 方阵的支架应保证良好的接地。（4）并网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护（并网逆变器内有交 流输出防雷器）。6. 并网发电系统配置表及预算：15KW 并网发电系统配置表及预算工程材料清单序号项目名称规格型号材料单价数量单位金额（元）1太阳能电池方阵单晶硅15KWP15KW瓦4并网逆变器5KW3只5直流配电柜1台5太阳能电池方阵钢钢结构15KW瓦7架
7、 方阵到直流配电柜RVV1X6mm2100米防雷地线2X 16mm220米8PVC工程塑料管50mm150米9交流侧防雷器配电箱箱自制1台10其他1批合计人民币：（成本）270000RMB7. 系统优点：1）系统维护量小，性能可靠；2）该系统使用丰富的太阳能资源，不对环境产生任何负面效应；3）有效的缓解了电网的压力；8. 系统经济性分析：经初步估算，每年发电量约为：63875KWh,按目前现在每度0.7元计算，那么 10 年就可以收回成本。根据我们的设计系统用 25 年来计算的话， 那么后 15 年所产生的经济效益就相当可观。9. 该系统的减排效益：利用太阳能发电，每发一万度（1度=11KWh
8、）电就可以替代4吨标准 煤，这样就避免了 4 吨标准煤的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排 放。根据上述所计算的该系统的年度电量63875KWh,可以计算出在20年 内该系统的累积发电量为1277500KWh,即相当于少用511吨标准煤，可以 少往空气中排放 190 吨 CO2 和 24 吨 NOX。4、施工顺序基础及配电室土建施工太阳电池支架制作安装太阳电池方阵安 装调试电气仪表设备安装调试并网运行调试试运行竣工验收。5、施工准备5.1 技术准备技术准备是决定施工质量的关键因素，它主要进行以下几方面的工作：（ 1）先对实地进行勘测和调查，获得当地有关数据并对资料进行分析 汇总，做出切合实
9、际的工程设计。(2)准备好施工中所需规范，作业指导书，施工图册有关资料及施工 所需各种记录表格。( 3)组织施工队熟悉图纸和规范，做好图纸初审记录。( 4)技术人员对图纸进行会审，并将会审中问题做好记录。( 5 )会同建设单位和设计部门对图纸进行技术交底，将发现的问题提 交设计部门和建设方，并由设计部门和建设方做出解决方案(书面)并做 好记录。( 6)确定和编制切实可行的施工方案和技术措施，编制施工进度表。5.2 现场准备( 1)物资的存放准备一座临时仓库：主要贮存并网发电系统的逆变器、太阳电池、太 阳电池支架、线缆及其它辅助性的材料。( 2)物资准备施工前对太阳能电池组件、方阵支架、并网逆变
10、器等设备进行检查验 收，准备好安装设施及使用的各种施工所需主要原材料和其他辅助性的材 料。6、设备安装部分6.1 太阳电池组件安装和检验预埋太阳电池阵列架基柱，检查其横列水平度，符合标准再进行铁 架组装。检测单块电池板电流、电压，合格后进行太阳电池组件的安装。 最后检查接地线、铁架紧固件是否紧固，太阳电池组件的接插头是否接触 可靠，接线盒、接插头须进行防水处理。检测太阳电池组件阵列的空载电 压是否正常，此项工作应由组件提供商技术人员完成。6.2 总体控制部分安装参照产品说明书的要求，对并网逆变器、太阳电池组件、交流电网 的低压配电室按相应顺序连接，观察并网逆变器的各项运行参数，并做好 相应记录
11、，将实际运行参数和标称参数做比较，分析其差距，为以后的调 试做准备。7、检查和调试1)根据现场考察的要求，检查施工方案是否合理，能否全面满足要求。（2）根据设计要求、供货清单，检查配套元件、器材、仪表和设备是 否按照要求配齐，供货质量是否符合要求。对一些工程所需的关键设备和 材料，可视具体情况按照相关技术规范和标准在设备和材料制造厂或交货 地点进行抽样检查。（ 3）现场检查验收：检查太阳电池组件方阵水泥基础、配电室施工质 量是否符合要求，并做记录。此项工作应由组件提供商技术人员完成。（ 4）调试是按设备规格对已完成安装的设备在各种工作模式下进行试 验和参数调节。系统调试按设备技术手册中的规定和相关安全规范进行， 完成后须达到或超过设备规格所包含的性能指标。如在调试中发现实际性 能和手册中的参数不符，设备供应商须采取措施进行纠正，达标后才具备 验收条件。8、并网电站建设流程图
