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墨西哥BajaCalifornia地区250kWp屋顶光伏并网发电项目初步设计方案设计单位保力新能源科技（东莞）有限公司设计时间2014年5月4日PROVISTANEWENERGYTECHNOLOGY（DONGGUAN）LTD.保力新能源科技（东莞）有限公司墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.11.项目汇总项目名称：墨西哥BajaCalifornia地区250kWp光伏发电项目安装地点：北纬22.9°西经109.9°占用楼顶面积：约1950mm2预计装机容量：252KW预计投资总额：220万人民币预计建设周期：120天2项目地理环境概述墨西哥BajaCalifornia地区250kWp光伏发电项目的建设地点位于墨西哥北部地区（北纬22.9°西经109.9°，海拔142米），位于北回归线以南属于热带沙漠气候。本地区日照充足，长夏无冬。根据美国太空总署NASA气象资料，墨西哥的年辐照值可以达到8100MJ/m2（2200kWh/m2）。所以这个地区的气象条件非常适合太阳能发电项目。图1：项目所地地理位置图图2:世界太阳能资源分布保力新能源科技（东莞）有限公司第-1-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.12.1气候分析项目所在地位于临海海湾位置，常年平均气温为20℃至24℃之间，是太阳能太阳能辐射在4.5~5.5(度/平方米/日)，非常适合光伏发电系统的高效稳定工作，而且全年平均风速在3.5~5米/秒。3、方案设计：依照客户提供的要求，并结合当地区的气候环境等因素，我们设计了针对水泥平面屋顶的太阳能三相并网方案，详细的方案如下：3.1方案总设计：依照客户的要求以及提供部分资料，我们设计的初步方案如下：3.2项目主要设备清单序号产品名称规格型号单位数量备注1组件250Wp多晶硅组件块10082并网逆变器250KW三相并网逆变器台13直流防雷汇流箱SA-SUN智能防雷汇流箱台68-14交流配电柜SA-SUN防雷交流配电柜台15支架铝合金+镀锌钢平面支架套5006线缆类材料PV专用线材米待定7PVC电缆导管米待定8监控系统（可选）智能监控系统套19其它设备材料注：由于没有现场的详细资料，初步方案中的线缆等材料无法确定具体数量保力新能源科技（东莞）有限公司第-2-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.13.3组件设计（1）倾角及方位角设计计算：光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发电量分配的要求。本离网发电系统位于北纬22°，考虑采用一年四季均衡发电模式，故组件倾角暂设为22°+5°=27°。（2）阵列间距设计计算：光伏方阵前后两排间距或与前方遮挡物之间的间距设计：光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距如果不合理设计，则会影响光伏系统的发电量，尤其在冬季。光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距的设计与光伏系统所在纬度、前排方阵或遮挡物高度有关。计算公式为：D=0.707H/tan〔arcsin(0.648cosΦ—0.399sinΦ)〕——D：前后间距；Φ：光伏系统所处纬度(北半球为正，南半球为负)；H：为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高度；假设项目所出地理位置约为Φ=22°，则D=0.707H/tan〔arcsin(0.648cos19°—0.399sinΦ22°)〕=0.707H/tan〔arcsin(0.648×0.999—0.399×0.536)〕≈0.622取D=0.65米支架方案由于项目所在地地点常年风速稳定(全年平均风速在3.5~5米/秒)为了方便客户施工和管理，我们选用了针对水泥平面屋顶设计的支架系统，改支架系统安装快捷方便，不需要破坏用户屋顶防水层，考虑项目所在地位于沿海台风频发区,水泥底座采用专用粘合剂加固，理论上可以承受最高11的级台风。支架主要结构如下：图3:铝合金+镀锌钢材混合支架方案保力新能源科技（东莞）有限公司第-3-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.13.4PV方阵设计本项目组件为21个电池板为一串，每8串经汇流柜汇流后并入逆变器，一共分为48串，采用太阳能电池板1008块，具体可见系统总图：附件二3.5配电室设计由于该离网发电系统有蓄电池及高压交直流设备，同时需要接驳市电部分。所以需要在用户电网输入端附近建一座6～8平米的防水低压配电室就可以了，如果条件允许的话可以将离网发电系统逆变器单独放在一小隔间。3.6、接地及防雷设计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，选择附近土层较厚、潮湿的地点，在配电室对角各挖一个2米深地线坑，并围配电室1.5米距离深1.0米开挖并采用40扁钢敷设一接地网，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4Ω。（2）在配电室附近建一避雷针，高10～15米，并单独做一地线，方法同上。（3）接闪器可以采用12mm圆钢，如果采用避雷带，则使用圆钢或者扁钢，圆钢直径≥48mm，扁钢厚度不应该小于等于4mm2。（4）引下线采用圆钢或者扁钢，宜优先采用圆钢直径≥8mm，扁钢的截面不应该小于4mm²。（5）太阳电池方阵电缆进入配电室的电压为DC220V，采用镀锌钢管地埋，加防雷器保护。此外电池板方阵的支架应保证良好的接地。（6）离网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护（离网逆变器内有交流输出防雷器）。图4:PV方阵设计方案保力新能源科技（东莞）有限公司第-4-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.1（7）接地装置：人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或者圆钢；水平接地体宜采用扁钢或者圆钢。圆钢的直径不应该小于10mm，扁钢截面不应小于100mm²，角钢厚度不宜小于4mm，钢管厚度不小于3-5mm。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5mm，需要热镀锌防腐处理，在焊接的地方也要进行防腐防锈处理。3.7、数据采集检测系统（可选）本电系统采用无线WIFI+局域网结合的全方位的数据采集监测系统，实时监控，界面如下：（部分展示）保力新能源科技（东莞）有限公司第-5-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.14.项目主要设备选型4.1太阳能光伏组件选型经过系统考查，本方案采用3BB型号HR-250P-18/Bbb的250W多晶硅光伏组件，该组件在多个大型项目中使用，并常年出口欧洲，在同行业中一直保持良好的口碑。●HR-250W组件采用先进的生产工艺，高效率的多晶电池和高透光的钢化玻璃使组件的最大转化效率达到15%以上●组件的使用用寿命可达25年，并提供10年的质保服务●组件功率正公差0-5%，确保客户使用的组件功率高于标称功率●取得了IEC612215IEC61730ROHS认证，多年来一直稳定出货到欧美市场4.1.1组件电气参数图5:250W多晶硅组件保力新能源科技（东莞）有限公司第-6-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.14.1.2组件机械性能参数4.2逆变器选择并网逆变器是光伏发电系统的重要组成部分，是将太阳能电池所发的直流电能转化为可与系统连接的交流电能的核心设备。并网逆变器的质量与效率直接影响到系统的发电效率，对资源的利用和经济收益都有重要影响。保利新能源（东莞）有限公司生产的三相光伏逆变器，采用意大利先进AFE技术平台研发，内置SCHAFFNER交直流滤波器，具有工作稳定、转换效率高、输出电能质量好等特点。●该逆变器采用国际优质元器件，高转换效，高稳定；●精确功率控制；●宽MPPT范围设计；●可编程的保护及运行参数●模块设计，安装、操作维护方便；●液晶显示，●先进的系统热解决方案，系统温升低，长寿命。表1:250KW逆变器参数保力新能源科技（东莞）有限公司第-7-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.14.3变压器的选型变压器的选型，逆变器输出的3相270AC电通过变压后输出与公共电网电压一至的交流电，墨西哥的民用电力是220V/60Hz（三相）。工业用电是440V/60Hz（三相），变压器的选型直接关系到系统的效率。我们的光伏最大输出功率约为P=225kW；逆变器可进行无功调节，建议无功输出小于50kVar,我们取逆变器输出功率因数COSφ=0.9；取变压器的负荷率为β=0.8。变压器容量Se=P/(COSφ·β)=225/（0.9×0.8）=312kVA。4.4电缆选型本项目所用电缆必须为通过UL、CE认证，所采用的电缆有以下优点：（1）阻燃性，（2）电压等级AC600V，DC1000V（3）抗化学腐蚀（4）在40-90℃可保持稳定柔韧特性4.5电缆导管选择为了保护线缆的安全以及美观需要，我们会根据现场的实际情况，选择合适大小及材质的电缆导管，主要采用PVC导管及镀锌钢管。4.6汇流箱的选择本项目采用的为SA-SUNio，该汇流箱有如下特点：（1）户外安装，安全防护等级可达到IP56（2）优秀的电气绝缘性能（3）带有防雷保护功能（4）操作方便关键组件包括断路器、熔断开关、智能模块等，其它自带的智能模块支持RS485等多种协议，可以方便对光伏组串的电压、电流等数据进行远程监控，而且可选带有无线传输模块，支持无线传输，可更经济更方便对光伏系统进行监控。4.7交流并网柜交流并网柜安装于并网点前，是电网与光伏系统隔离的主要设备之一，所有内部组件均来自于世界知名生产厂家。交流配电柜带有计量、通信、和过载保护、接地保护，一些重要的模块已经安装于配电柜内，并可根据实际需要做适当调整。图8:电力电缆图9：智能防雷汇流箱图7:干式变压器保力新能源科技（东莞）有限公司第-8-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.14.8监控系统监控中心配备一套太阳能发电监控系统PowerSA-SUNs,这个系统的中枢是PowerSA-C102数据采集器、PowerSA-C104数据采集器等，它们通过串行通信接口，分别实现采集洪流箱数据、逆变器数据、计量表数据、环境数据，通过汇流箱内的智能监测模块PowerSA-sunm监视每一串PV组件的电流、总的电压，从而使系统能够实时地检测、定位并报警故障的PV组件串；通过逆变器和计量装置的数据采集，使系统能够分析发电量的规律与变化，分析节能减排情况等等，数据采集器连接PowerSA-SUNw环境监测仪，监视环境数据太阳能总辐照量、环境温度、组件温度、风速和风向等数据，通过数据分析与整理，可以调整系统进入最佳的发电状态。光伏发电监控系统可对太阳能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备进行实时监控和控制，通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况，其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了太阳能光伏发电系统的完全可靠和稳定运行具体组成示意图可参看：附件二图10：通讯管理机图11：环境监测仪4.9智能防逆流控制器（可选）在某些地区或者特定情况下，电网不接纳分布式光伏系统输送的电力。电网不允许分布新能源反向为电网供电时，便必需使光伏系统配备防逆流功能。PSA-SUNa防逆流模块可内置于交流配电柜内置，如出现逆流现象，防逆流模块通过测量元件将逆流信息转换成相应指令，降低逆变器有功电能输出，从而使光伏系统不向电网逆向输送电力或逆流在电网规定的范围以内。图12：防逆流模块保力新能源科技（东莞）有限公司第-9-页墨西哥250KW屋顶并网系统初步设计方案设计者：KunLee&Stone2014年5月4日V1.15