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1光伏组件屋顶排布和前后间距计算

依据光伏发电站设计规范的规定光伏方阵应保证冬至日9001500时间段内前后左右均不受周围建筑树木等物遮挡对于户用分布式光伏系统建筑屋顶结构比较复杂多样化除了综合考虑当地纬度太阳高度角方位角外还应从客户要求发电量组件抗风性及美观性上考虑不同屋顶结构样式一般会一案一设

本项目对KW光伏发电系统进行屋顶排布设计光伏系统采用280Wp的单晶硅太阳能电池组件块以路方式并联接入逆变器每路由块太阳能电池组件进行串联

图1光伏组件布置示意图

本项目光伏方阵支架采用固定式安装根据当地气象资料计算全年光伏方阵支架安装倾角按设计发电量最佳依据光伏发电站设计规范的规定为避免南部的光伏方阵对北部光伏方阵造成遮阴应保证冬至日9001500时间段内前后左右互不遮挡阵列前后间距计算方法如下

若前方的光伏阵列高度遮挡物高度为HH可以实际测量出来保持冬至日9001500当地真太阳时不遮挡时的前后间距为D可以用H进行计算计算方法如下

太阳高度角sinsinsincoscoscos

太阳方位角cossinsinsincoscos

阵列不遮挡间距DHcostan

式中为当地纬度

为太阳赤纬冬至日的太阳赤纬为23445度

为时角上午900的时角为45度下午1500的时角为45度

图2光伏阵列间距示意图

本项目经计算固定支架倾角光伏方阵前后排间距为米

2光伏支架安装设计

光伏支架安装朝向不同的方位以及安装倾角具有不同的发电效率但与建筑结合的光伏系统要根据建筑所在位置具体分析方位角是指垂直照射到方阵表面上的光线在水平地面上的投影与当地子午线间的夹角一般正南方向定为零点且一般的光伏方阵取10度方位以达到最佳发电效率

平屋顶安装方式首先将混凝土预制块搁置在屋面然后安装支架及光伏板该安装方案对屋面几乎无影响安装效果图如下

图3光伏支架配重块示意图

图4光伏支架安装示意图

图5光伏组件安装示意图

图6光伏组件安装示意图

3光伏组件串联设计

在本项目中选用280Wp高效单晶硅光伏组件在计算组件串联数量时必须根据组件的工作电压和逆变器直流输入电压范围同时需要考虑组件的开路和工作电压温度系数为了保证系统安全可靠的运行根据建设地的气象资料项目所在地的年极端最低气温在201年极端最高气温在414考虑光伏组件工作发电时温度会上升光伏系统应当在2070的情况下正常工作

根据组件和逆变器选型得知本系统逆变器最高电压为550VMPPT最大电压为500VMPPT最小电压为175V单晶硅组件的开路电压为3865V工作电压为3104V组件开路电压温度系数为040组件工作电压温度系数为033

式中N光伏组件的串联数取整数

kv光伏组件的开路电压温度系数

kv光伏组件的工作电压温度系数

t光伏组件工作条件下的极限低温

t光伏组件工作条件下的极限高温

v

dcmax

逆变器允许的最大直流输入电压V

v

mpptmax

逆变器MPPT电压最大值V

v

mpptmin

逆变器MPPT电压最小值V

v

oc

光伏组件的开路电压V

v

pm

光伏组件的工作电压V

经过计算本项目组件串联数量在块内串联比较合理

图7组件串线示意图