3kW屋顶并网光伏发电系统的设计方案

家庭分布式发电3KW光伏并网发电运行方案
1.光伏并网发电
光伏并网系统所需主要器件由光伏电池板和光伏逆变器构成。

其工作模式为当光伏能量充足时光伏电池板的不稳定直流电能转换为优质稳定的交流电能以电流环控制方式将电能注入电网，其优点是不需要蓄电池的储能，节省了投资和蓄电池的充放电设备损耗和折旧，将公共电网作为储能媒介。

光伏并网发的缺点是当电网异常时(电压过高过低异常、频率异常)，根据并网规则与约定必须进行反孤岛保护而停止并网发电。

2.系统主要组件
1）光伏组件
2）逆变器
逆变器是将直流电变换为交流电的设备，并网型逆变器是光伏发电系统中的重要部件之一。

3预计投入
4.经济前景
全年平均发电量=365（天数）*3KW（输出功率）*96%（逆变效率）*T（当地平均日照量）例：山东日照时间为4.4KwH/m2/d。

那全年发电量=365*3*4.4*96%=4625.28KW/H
国家补贴参考文件：发改价格[2013]1638号
摘要：对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元。

山东省参考文件：鲁价格一发〔2013〕119号
摘要：2013-2015年并网发电的光伏电站上网电价确定为每kWh1.2元（含税，下同），高于国家标杆电价部分由省级承担。

已享受国家金太阳示范工程补助资金、太阳能光电建筑应用补助资金以及我省新能源产业发展专项资金扶持项目不再享受电价补贴。

那山东的并网发电补贴全年能拿到：4625.28*1.2=5550.336元。

.................3KW 分布式光伏屋顶项目（采用250W 组件）初步设计方案中山市长江电气安装工程有限公司2015年12月10日目录目录 (I)1、项目概况 (1)2、太阳能资源概况 (2)3、光伏并网系统简介 (3)4、系统设计 (4)4.1、系统总体设计 (4)4.1.1 总体布置 (4)4.1.2 光伏阵列布置图 (4)4.1.3 光伏系统布置效果图 (5)4.1.4 太阳能电池板（组件） (5)4.1.5 组件外形及封装尺寸图 (6)4.2、安装支架设计 (7)4.2.1 材料分类 (7)4.2.3 支架基础设计选型 (7)4.3、逆变器设计 (7)4.3.1 逆变器选型分析 (7)4.3.2 逆变器技术参数 (7)4.4、防雷接地系统 (9)4.5、数据采集监控方案 (9)5、项目报价清单一览 (11)6、效益分析 (12)6.1、发电效益 (12)6.2、节能减排效益 (13)6.3、其他效益 (14)7 、总结 (14)1、项目概况项目地点位于茂名市电白区，拟在私人房屋顶建设光伏发电系统，接入房屋低压侧配电箱并网，光伏系统初步安装容量为3KWp。

整个光伏发电系统接入楼房配电箱 220V 低压侧。

光伏发电量可通过配电箱外送至公共电网，外送电量由供电局按照脱硫燃煤上网电价收购。

同时光伏系统所发电量无论是楼房自用还是上网收购，业主均可享受国家发放 0.42 元/度。

项目所在地理位置预计概况如下表1.1：图1.1 地理位置信息.................2、太阳能资源概况茂名市电白区属亚热带海洋性气候。

气候温和，年平均气温22.4℃，最高气温38.7 ℃（1980 年7 月10 日）、最低气温0.2℃（1957 年2 月11 日）。

日照时间长，平均年日照时数2120.5 小时，太阳年辐射量5225 年兆焦耳/平方米。

假定房屋处于周围无其他高层建筑遮挡，通过查询NASA 太阳能资源数据可知，项目所在地水平面年均日照有效时长可达 3.86 小时，最佳倾角年均日照有效时长达 4.16小时。

太阳能屋顶并网发电方案(3kW)目录一、前言 (3)二、太阳能环境分析 (5)（一）太阳能发电技术简介 (6)（二）标准型太阳能发电系统 (7)（三）离网型太阳能发电系统架构 (9)四、小型并网太阳能发电系统设计 (11)（一）、小型并网太阳能发电系统的构成 (11)1、客户对系统的要求 (11)2、系统方案 (11)（二）太阳能电池板与太阳能电池模组的选择 (12)1、太阳能电池板串联 (13)2、采用3kW并网型逆变器构成3kW系统 (14)（三）分布式直流配电箱设计 (15)（四）并网型光伏逆变器设计与选用 (15)（五）交流配电箱设计 (17)（六）、防雷设计 (18)（七）、工程用材料 (18)（八）、设备总表 (18)1、3kWp太阳能系统前端设备总表 (18)五、屋顶并网太阳能发电系统发电量估算 (20)六、实际工程案例 (22)一、前言全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。

从美国能源部对全世界各国能源消耗及污染物排放统计，截至2006年，中国发电总装机容量及总电耗已经达到世界第二，GDP总量为世界第三，大气污染物排放已经接近第一的美国水平，单位GDP排放水平在世界前十大GDP国家中居首位，比法国、日本和美国分别高出10.2、5.5和3.5倍。

随着中国加入京都协议签约，中国将于2012年开始承担排放对世界环境污染的义务。

中国的GDP快速增长，能源消耗也不断快速增长，由于火力发电等煤燃烧，排放物对大气的污染越来越严重，可能在近两年内成为世界第一大污染排放国，从最近的世界经济大国首脑峰会都会邀请中国参加，而且每次必谈环境问题来看，世界对中国的节能减排的压力不断增大，中国政府也不断出台节能减排的支持措施，甚至采取强制措施。

最近出台对太阳能发电的财政补贴，太阳能与风能上网电价补贴政策，正在制定中的能源消费税政策等，都体现了对高污染能源的限制，对清洁能源开发利用的支持。

中国政府为了支持和鼓励企业和民间大力发展新能源，出台了一系列政策。

因为专注所以专业太阳能并网光伏发电系统技术方案设计：东营天科光伏科技有限公司上海分公司日期：2012年10月23日因为专注所以专业3kW 屋顶并网光伏发电系统的设计方案1 系统原理屋顶光伏并网发电系统就是将太阳能电池板安装在屋顶上，系统与常规电网相连，共同承担供电任务。

当有阳光时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电转变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供给交流负载，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。

在没有太阳的时候，负载用电全部由电网供给。

2 项目综述2.1 项目简介该项目是南京某建筑屋顶 3 kW 光伏发电系统设计方案。

该建筑可利用面积为42.5 m2，整体面向正南，屋面基本为平面结构。

采用光伏发电并网型，光伏发电并网系统设备主要有屋顶方阵组件、逆变器、防雷汇流箱、交流保护开关、直流开关和计量仪器等。

2.2 光伏组件方阵最佳倾角的确定南京位于北纬31°14′～32°37′,属于北亚热带季风气候区，四季分明，水量充沛，光能资源充足，年峰值日照小时数为1100 h左右。

根据光伏设计软件计算，光伏组件方阵最佳倾角为23度。

2.3 逆变器的选择并网逆变器是光伏发电系统的核心部件和技术关键。

并网逆变器可将光伏组件发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制。

项目根据安装容量选择Eversol TL3000逆变器，采用世界先进的高频技术，最大转换率97.2%，MPPT跟踪精度高达99.5%。

最大功率点电压可达500V，可串联更多的电池板，减少直流端损耗；高品质的产品和全天候室内外应用。

IP65的保护等级可以保证设备在各种恶劣环境下仍然稳定工作。

其参数见表 1。

表因为专注所以专业2.4 光伏组件的选型为了有效利用太阳光，必须选择光电转换效率高的光伏组件作为系统的发电单元。

项目采用了 SKY-190M 型的单晶硅太阳能电池组件，其参数见表 2。

摘要随着不可再生能源的日益稀缺，伴随的环境污染日益恶劣，因此新能源的开发得到了极大的推广。

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，它集开发利用绿色可再生能源、改善环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。

太阳能光伏发电的广泛应用将对保护生态环境、走经济可持续发展道路起到重要作用。

太阳能光伏发电的利用有两种方式，一种是将太阳能光伏发电系统所发出的电力输送到电网中然后供给负载使用，称谓并网发电方式。

另一种是凭借蓄电池来进行能量存储的独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合。

本论文主要介绍南京某3kW屋顶光伏并网发电系统的最佳设计，其中包括光伏组件的布局，光伏组件的串并联设计，汇流箱设计，屋面的处理，配电系统设计，系统防雷设计等等因素。

这些直接影响屋顶光伏并网发电站的合理性、稳定性和用户的经济效益。

关键字：屋顶光伏并网；配电系统；防雷设计；汇流箱AbstractAs non-renewable energy sources increasingly scarce, along with worsening environmental pollution, so the new energy development has been greatly promoted. Solarphotovoltaic power generation is an important part of new and renewable sources of energy, its collection development and utilization of green renewable energy and improve the environment, improve the living conditions of the people in one, is believed to be the most promising new energy technologies, and thus more and more people of all ages. Widespread adoption of solar power will protect the ecological environment, and take the road of sustainable economic development played an important role.Solar photovoltaic power generation in two ways, one being emitted by solar photovoltaic power generation system used in load and supply electricity to the grid, and grid-connected power generation. Another is an independent power with batteries for energy storage, it is mainly used in transmission due to erection difficulties mains cannot be reached for the occasion. This paper introduces the Nanjing 3kW rooftop photovoltaic grid-connected generation system, the best design, including layout of PV modules, PV module and parallel design, combiner box design, roof, electrical distribution system design, System lightning protection design, among other factors. These directly affect the roof grid-connected PV stations of rationality, stability and user benefits. Key words: photovoltaic power generation and distribution system lightning protection design of combiner boxKeywords ：Roof grid-connected PV ; generation and distribution system; lightning protection design of combiner box目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (2)1绪论 (4)1.1课题的背景 (4)1.2光伏系统原理 (5)1.3太阳能光伏发电的优点 (5)1.4本次设计的总体概述 (6)2光伏方阵总体设计 (6)2.1光伏组件的选型 (6)2.2光伏组件的串并联方式 (7)2.3太阳能电池组件的布置及安装 (7)2.3.1组件的最佳倾角 (7)2.3.2组件的最小间距 (7)2.4组件的安装事项 (8)2.4.1安装系统地点的要求 (8)2.4.2平面和斜面屋顶式安装 (8)3光伏汇流箱 (10)3.1光伏汇流箱的功能 (10)3.2光伏汇流箱的设计特点 (10)3.3光伏汇流箱安装注意事项 (11)4并网逆变器 (12)4.1并网逆变器原理及选择 (12)4.2容量匹配设计 (13)4.3MPP电压范围与电池组电压匹配 (13)4.4最大输入电流与电池组电流匹配 (13)4.5转换效率 (13)5光伏系统的电气接入方案 (13)5.1电气接线图 (13)5.2电缆的选型 (14)5.2.1家用电缆的选型 (14)5.2.2光伏电缆的选型 (15)6防雷设计 (16)6.1雷电的三种形式 (16)6.2防直击雷的措施 (17)6.3防雷电感应措施 (18)6.4防止雷电波侵入 (18)7维护检修设计 (19)8总结 (21)9致谢 (22)10参考文献 (22)11附录 (23)1绪论1.1课题的背景随着我国现代化经济的快速发展，全社会对能源的需求日益迫切，在大规模的过度开采下，石油、煤炭等不可再生资源变得日益稀缺，并将很快面临枯竭的命运。

典型3kWp并网光伏电站技术方案深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司I目录第1章项目概况 (1)第2章方案设计 (2)2.1 方案总体思路 (2)2.2 具体方案 (3)第3章初步工程设计 (15)3.1 土建设计 (15)3.2 电站防雷和接地设计 (17)3.3 电气设计 (17)第4章年发电量计算 (19)4.1光伏发电系统效率 (19)4.2衰减率预测 (19)4.3发电量估算 (19)第5章环境影响评价 (21)II第1章项目概况根据发改委出台的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》（发改价格[2013]1638号），对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元（含税，下同），通过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转付；其中，分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。

分布式光伏发电迎来了发展的机遇。

出于项目经济性及技术可靠性方面的考虑，采用固定式太阳能电池方阵，暂不考虑采用跟踪系统。

3kWp光伏电站共安装12块265Wp太阳能电池组件（由12块串联），1台3kW并网逆变器和1套综合监控系统。

光伏阵列直接接入1台3kW的逆变器连接，经逆变器转换后的220V交流，接入农户用电网（最终接入方案取决于电网公司审查意见）。

太阳电池方阵接入逆变器，逆变器内含有防雷保护装置并接地，经过防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。

按《电力设备接地设计规程》，围绕建筑物敷设闭合回路的接地装置。

电站内接地电阻小于10欧姆，不满足要求时添加降阻剂。

光伏系统直流侧的正负电源均悬空，不接地。

太阳电池方阵支架和设备外壳接地，与主接地网通过多股铜线、扁钢或圆钢可靠连接。

1第2章方案设计2.1 方案总体思路2.1.1 设计依据《中华人民共和国可再生能源法》IEC 62093《光伏系统中的系统平衡部件-设计鉴定》IEC 60904-1《光伏器件第一部分:光伏电流-电压特性的测量》IEC 60904-2《光伏器件第二部分:标准太阳电池的要求》DB37/T 729-2007《光伏电站技术条件》SJ/T 11127-1997《光伏（PV）发电系统过电保护－导则》CECS84-96《太阳光伏电源系统安装工程设计规范》CECS 85-96《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》GB2297-89《太阳光伏能源系统术语》GB4064-1984《电气设备安全设计导则》GB 3859.2-1993《半导体逆变器应用导则》GB/T 14007-92《陆地用太阳电池组件总规范》GB/T 14549-1993《电能质量公用电网谐波》GB/T 15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T 18210-2000《晶体硅光伏方阵 I-V 特性的现场测量》GB/T 18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》GB/T 19964-2005《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/T 20046-2006《光伏（PV）系统电网接口特性》GB/T 20514-2006《光伏系统功率调节器效率测量程序》2.1.2 设计说明本项目拟建设3kWp并网光伏电站，系统没有储能装置，太阳电池将日光转换成直流电，通过逆变器变换成220V交流电，直接并网。

3KW屋顶分布式光伏电站设计方案解析随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，分布式光伏电站作为清洁能源的一种重要形式，在能源领域得到了越来越广泛的应用。

在工业和商业场所，屋顶是一个理想的光伏电站建设位置，因为不占用地面空间，且能够充分利用屋顶面积，实现能源的自给自足。

本文将以一个3KW的屋顶分布式光伏电站为例，介绍其设计方案及解析，以提供给读者更深入的了解和参考。

1.光伏组件选型：对于3KW的屋顶分布式光伏电站，光伏组件选型至关重要。

一般情况下，可以选择在市场上较为成熟和稳定的多晶硅或单晶硅光伏组件。

在选择组件时，需要考虑其转换效率、耐久性、质量保证以及生产厂家的信誉等因素。

2.逆变器选型：逆变器是将太阳能板产生的直流电转换为交流电的关键设备。

对于3KW的分布式光伏电站，可以选择容量适中的串联逆变器，以确保电能转换效率和系统运行稳定性。

3.建设规划：在确立分布式光伏电站的规模和选型之后，需要进行详细的建设规划。

首先是屋顶的可行性评估，包括承重能力、倾斜度和朝向等因素。

其次是光伏组件的布局设计，要合理利用屋顶空间，避免遮挡和阴影影响发电效率。

4.系统连接：在设计分布式光伏电站时，需要确保系统的连接和布线是稳固可靠的。

逆变器和电表等设备的安装位置要合理布置，以便日后的维护和管理。

5.运维管理：建设完毕后，需要及时进行系统的监测和管理。

通过监测系统的发电数据，可以及时发现故障并进行处理，确保系统的正常运行和发电效率。

6.经济性分析：对于3KW的屋顶分布式光伏电站，还需要进行经济性分析。

包括前期投资、每年的发电量和收益、系统寿命等因素，来评估其是否具有投资回报的潜力。

在设计和建设3KW屋顶分布式光伏电站时，需要考虑上述方面，以确保系统的安全稳定和高效运行。

分布式光伏电站作为一种清洁能源的形式，对于减少碳排放和改善环境质量具有积极的意义。

希望本文的介绍能够帮助读者更好地了解和投入到光伏电站建设领域中。

3kw别墅居家小型光伏发电系统方案介绍:居家小型光伏发电系统可以安装在住宅屋顶，发电量可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网.此解决方案运用场景可以是城市高层、多层住宅，连栋、栋别墅，农村住宅等。

小型太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组）组成。

如输出电源为交流220v或110v,还需要配置逆变器。

各部分的作用为：（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。

其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来。

(二）蓄电池：一般为铅酸电池,小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。

其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

载工作。

（三)太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。

在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。

其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；（四）逆变器：太阳能的直接输出一般都是12vdc、24vdc、48vdc。

为能向220vac的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用dc—ac逆变器。

安装要求：确定你家房子是否适合安装住宅太阳能系统.要安装屋顶太阳能系统,必须先评估屋顶的牢固程度、面积以及向阳性.房子的大小对安装成本的影响不大，不过在预估精确的成本之前，必须确定家庭消耗的总电量以及太阳能电力所占的比例。

主要设备：组件：250w 12块多晶硅组件（可选单晶组件，价格另议）逆变器：3kw三相双路逆变器1台（可选微型逆变器,价格另议）支架：1套（根据屋顶实际尺寸设计定制）电缆：光伏专用直流和交流电缆1套配电箱：1台（含空关和断路器等）占地面积：:25—38m2其他：其他主辅料.安装施工：派专业安装人员3—4人。

家用太阳能并网发电系统说明：1. 使用单片机和专用程序,实现智能全自动控制;2. 实时监测蓄电池电压、电流、充放电率及环境温度,对过充过放控制进行多参数动态补偿运算调整，实现系统的动态控制，使系统具有极高的稳定性、环境适应性合可靠性；3. 过充、过放、电子短路过载保护等全自动控制；4。

方案配置3KW光伏系统配置一、总体设计方案1、组件设计总装机容量为3KW。

太阳能电池板可选用以下组件计算，参数如下：实际功率：250Wp；功率公差：0/+5W；开路电压：61.7V；额定电压：51V；短路电流：5.4A；额定电流：4.9A；Max-System Voltage：1000VMax.Series Fuse (A)：10ACell Size (mm)：1609×1090×28mm；Weight (Kg)：29.42kg对于接到同一台并网逆变器所配置的太阳电池组件，电池组件经并串联后经汇流接到并网逆变器，为了使电池组件工作在最大功率点，所以要求接入同一台并网逆变器的每个电池串列的电压、功率基本一致。

也就是说，同一个并网发电单元的电池组件要求具有相同的功率和电压类型，并且要求电池组件安装在同一倾斜面上。

一般逆变器的直流输入电压范围是一定的，选择组件串联数时需要考虑两个方面：一是开路电压的高限值必须小于逆变器最大耐受电压；二是额定工作电压的低限值不小于逆变器MPPT 范围的最小值。

结合以上条件，对于太阳电池组件我们选择其串联数为6，即6块串联为一串列。

所配置3KW 逆变器直流输入最高电压为550V，MPPT 范围为188V-440V,串列的电压高低限值均在逆变器直流电压范围内，因此组件的串联数为6满足设计要求。

2、组件的并联数系统的总容量为3KWp，单板功率为250Wp，选取板子数量为14块，6块为一串列，每串的功率为：1.5KWp。

组件的并联数量为2，故系统总容量为3KWp。

2路分别接入1 台sunny boy3000TL 光伏逆变器中。

3、逆变器的配置及参数逆变器采用SMA生产的SB3000TL-20具体参数如下：Max. DC power :3200 WMax. DC voltage :550 VPV-voltage range, MPPT :125 V – 440 V Recommended range at nominal power: 188 V – 440 V Max. input current :17 ANumber of MPP trackers: 1Max. number of strings (parallel) :2Output (AC)Nominal AC ouput: 3000 WMax. AC power :3000 WMax. output current: 16 ANominal AC voltage / range :220 V – 240 VAC grid frequency / range :50 Hz, 60 Hz / ± 5 HzPhase shift (cos ϕ) :1AC connection: single-phaseEffi ciencyMax. effi ciency / Euro-Eta: 97.0 % / 96.3 % Protection devicesDC reverse polarity protection ●ESS DC load-disconnecting switch ●AC short-circuit protection ●Ground fault monitoring ●Grid monitoring (SMA Grid Guard) ●Integrated all-pole sensitive leakage current monitoring unit ●General DataDimensions: (W / H / D) in mm 470 / 445 / 180 Weight:22 kgOperating temperature range :–25 °C ... +60 °C Noise emission (typical): ≤ 25 dB(A) Consumption: operating (standby) / night <10 W Topology transformerless transformerless transformerlessCooling concept convection OptiCool OptiCool Installation: Indoors / Outdoors (IP65 electronics /IP54 connection compartment): ●/●●/●●/●FeaturesDC connection: MC3 / MC4 / Tyco :❍/●/❍AC connection: Terminals :●Graphic display: ●Interfaces: Bluetooth / RS485 :●/❍Warranty: 5 years / 10 years: ●/❍Certifi cates and approvals: www.SMA.de● Standard ❍ Optional4、防雷汇流箱设计直接将多串的光伏组件的输出端口连接到逆变器是危险的，也是不符合规范的，一旦系统出现故障，将危及光伏组件和系统的安全。