分布式光伏电站整体配套解决方案

1.概述

近年来，在我国“双碳”战略下，光伏电站建设呈现暴涨形式。主要是因为光伏电站采用太阳能光伏发电技术，具有无污染、可再生等特点，能够利用任何有阳光的闲置区域，包括地面、楼顶、侧立面和阳台等，广泛应用在商场、医院、住宅区、工厂、学校和企事业单位屋顶等地。其中，应用最为广泛的是分布式光伏发电系统。

2.分布式发电系统介绍及构成

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

（1）太阳能电池组件

太阳能电池组件是分布式光伏发电系统的核心部件之一，目前应用较为广泛的太阳能电池组件是结晶硅组件，用钢化玻璃、EVA及TPT热压密封而成，并加装铝合金边框，具有抗风、抗冰雹、便于安装等特点。太阳能电池通常由高纯硅材料制成，是一种半导体PN结器件。按照发电效率由高至低的顺序分为非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅电池、单晶硅电池和薄膜复合晶硅电池。其作用是将太阳能转化为电能，存储到蓄电池或推动负载工作。

（2）逆变器

光伏并网逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子器件，可以将光伏（PV）太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电（AC）的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供电的设备使用。太阳能逆变器有配合光伏阵列的特殊功能，例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

（3）蓄电池

其主要功能是存储光伏发电系统的电能，并在日照量不足，夜间以及应急状态下为负载供电。常用的储能电池有铅酸蓄电池，碱性蓄电池，锂电池，超级电容，它们分别应用于不同场合或者产品中，目前应用最广是铅酸蓄电池，发展最快的是锂电池，目前主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池（镍钴锰酸锂LiNiCoMn）。

（4）并网箱

主要由箱体、电源开关、并网接触器、保护装置、监控装置以及通信设备等组成。是供光伏电站直接向电网馈电之用的电气设备，是光伏发电系统中重要的组成部分。主要功能为将光伏电站产生的电能进行整流、变流、滤波等处理，并将其直接投入到电网中。同时，光伏电路并网箱还能进行功率调节、保护装置的设置以及电网监控等功能。

（5）光伏支架

光伏支架是支撑光伏电站组件的骨骼，可以将光伏组件固定在屋顶、地面、水面等各种光伏电站应用场景，可以使光伏电站稳定运行25年时间。是由锌铝镁材质的U型钢或C型钢及支撑连接配件等组合而成，不仅可以轻易搬运和组装，还具有易维护、使用寿命长、经济成本低等优点，是光伏电站不可或缺的材料配件之一。

3.解决方案

以户用光伏为例

（1）确定安装容量

根据可用面积估算电站的容量，电站不能有建筑、树木遮挡形成阴影。

（2）选择并网模式

有自发自用、余电上网（发电自用，用不完的卖给电网，适合用电量较大的家庭）和全额上网（发的电全部卖给电网，适合农村租赁市场）两种模式，根据自身情况进行选择。

（3）光伏组件选择

根据项目需求、成本、转换效率和可用面积等因素，选择组件。

（4）逆变器选择

需要综合考虑所负载的电器最大的功率和每天的用电量，如果需要将光伏逆变器接入一个5千瓦的电器设备中，那么需要选择功率大于5千瓦的逆变器。

（5）选择并网配电箱

需要了解用户所需，尽量采用国内知名厂家的国产柜型。

（6）选择交直流线缆

直流电缆要求：直流电缆一般选择光伏认证专用线缆，目前常用的是PV1-F1*4mm。光伏阵列到逆变器的直流电缆长度应尽可能短，以减少线缆上的功率损耗。

交流电缆要求：交流线缆一般选用YJV型电缆，根据逆变器最大输出电流，查询线缆载流量，可确定线缆的型号。

（7）组件排布

组件安装朝南可以获得最大的发电量，需要找到最佳安装倾角，可使用角度测量仪测量。应当借助方案设计模拟软件模拟运行，确保冬至日早上9点至下午3点太阳能电池方阵不被遮挡。

（8）选择支架

支架材质使用不锈钢或者热镀锌钢材，以起到防腐的目的。还要保证组件的朝向和最佳倾角，以及底部高度，考虑到雨水溅落和组件浸水等问题。

（9）接地保护

电气接地系统包括：组件边框接地、逆变器接地、配电柜接地。

组件接地： 组件的铝合金边框与支架进行连接，再通过引下线完成可靠接地。

逆变器接地：交流接线端子的PE端和机箱外壳的PE接地。

配电柜接地：使用接地线连至接地排上或者就近框架接地。

（10）防雷接地

光伏电站因安装在建筑顶部，容易遭受雷击，需要安装防雷接地，将浪涌电流导引至地下起到保护系统的作用。