2017年被认为是户用光伏系统爆发是增长元年，如【rú】今【jīn】光伏【fú】越来越火【huǒ】，但大多数小伙伴对户用光伏系统的建造【zào】非常模糊。这次小编【biān】将从组件、逆【nì】变【biàn】器、线缆、配电【diàn】柜的选型到整【zhěng】体设计方案和详【xiáng】细清单以及【jí】电站【zhàn】收益预测【cè】全【quán】方面分享8kW光伏电站设计过程。
1项 目 地 勘 察
下图【tú】为浙【zhè】江嘉善【shàn】地区某【mǒu】农户【hù】自【zì】建住宅，南北朝向【xiàng】，在闲置的楼顶装上光伏电【diàn】站【zhàn】，选用的是300Wp的组【zǔ】件，经过测【cè】算,楼顶面积可以安装30块组件。
▲图1 现场图
2系 统 设 计
组件的朝【cháo】向、倾角完全一致，分为三【sān】个相同【tóng】的组串，每串【chuàn】10块【kuài】组件，接到【dào】逆变器【qì】的直流侧，如【rú】下图所【suǒ】示。
1、设计方案
▲图2 系统设计原理图
2、材料清单表
根据现场【chǎng】勘【kān】察【chá】结【jié】果和系统设计方案，选择系统安装需【xū】要的材料设备，下【xià】表为【wéi】该【gāi】光伏系统所需材料清单列表。
▼表1 材料清单列表
3材 料 设 备 的 选 择
1、光伏组件的选择
该用户希望装【zhuāng】机容量尽量大，故在设【shè】计【jì】时帮客户选择了300Wp的高效组【zǔ】件【jiàn】，该组件有着优异的【de】低辐【fú】照性能，其技术【shù】参数【shù】如下：
▲图3 300W组件参数
➀ 组件的主要参数Pm=300Wp；
Voc=39.8V, Vmpp=32.6V，Imp=9.19A，Isc=9.77A。
➁ 根【gēn】据【jù】组件的型号和敷设的【de】数量计算【suàn】得【dé】到9.0KWp（300Wp*30块）的装【zhuāng】机容量。
根据装机容量、组件实际排布情况来选择合适的逆变器。
2、并网逆变器的选择
该项目容【róng】量为9kWp且【qiě】并网电压为【wéi】220V，故选择【zé】单相三路GCI-1P8K-4G这款光伏逆变器，超配比为1.125倍。
▲图4 GCI-1P8K-4G逆变器外观图
▼表2 8kW逆变器电气参数
3、直流侧线缆选择
直【zhí】流线缆多【duō】为户外铺【pù】设，需要具备防【fáng】潮、防【fáng】晒、防寒、防紫外线等性能，因此分布式光伏系统【tǒng】中【zhōng】的【de】直流线缆一般选择光伏认证的专用线缆，考虑到直【zhí】流插接件【jiàn】和【hé】光伏组件输出电流，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F 1*4mm²。
▲图5 光伏直流线缆图示
4、交流侧线缆的选择
交流线缆主要用于逆变器交流【liú】侧至交流汇【huì】流箱【xiāng】或【huò】交流【liú】并【bìng】网柜【guì】，可选用YJV型电缆。长距离铺【pù】设【shè】还要考虑到电压损失和载流量大小【xiǎo】，8KW单【dān】相机交流线缆推荐使用【yòng】YJV-3*10mm²。
▼表3 交流线缆选型表
▲图6 配电箱电气设计图
内部设备选型说明：
断路器
断路器【qì】的一端接【jiē】逆变器【qì】，一端【duān】接【jiē】电网【wǎng】侧；交流断路器一般选择逆【nì】变器最【zuì】大交流输出电流的1.25倍以上 ，8kW逆变【biàn】器交流输出最大电流为36.6A，即【jí】至【zhì】少【shǎo】选择50A的断路器。
熔断器
当浪涌保护器被雷电击穿失效，从而造成【chéng】回【huí】路短【duǎn】路故障 ，为【wéi】切断短路电流【liú】，需要在浪涌保【bǎo】护器加一组熔【róng】断器，熔断器8kW户用光【guāng】伏系统【tǒng】典型设计。
浪涌保护器
本项目选【xuǎn】用限压【yā】型SPD，2P的【de】浪涌保护器，选择规【guī】格Uc~385V，Imax≥20KA，In：≥10KA，Up≤1.5KV。
自复式过欠压保护器
过欠【qiàn】压保护【hù】器能够自动检测线路电【diàn】压，当线【xiàn】路【lù】中过电压和欠电压超【chāo】过规【guī】定【dìng】值时【shí】能够自动断开。本项目使用的自复式过欠压【yā】保护器规格【gé】为工作电压【yā】 AC 220V 50HZ，额定电流50A, 过【guò】电压值 AC270±5V，欠电压【yā】值【zhí】AC170±5V,保护【hù】动作时间≤1s，延时接通时【shí】间≤1min。
刀开关（隔离开关）
刀【dāo】开关或隔离开关会有【yǒu】明显的断开【kāi】点【diǎn】，可以后端【duān】检修和维护人员【yuán】的安全【quán】。刀【dāo】开关选择额定电流为63A的刀闸。
系统接线方式
▲图7 组件逆变器接入方式
4 系 统 安 装 施 工
1、支架安装方案
本次项目为斜屋面琉璃瓦屋【wū】顶【dǐng】，在安装支架时一般采用主支撑构件【jiàn】与琉璃瓦下层【céng】屋面固定【dìng】，来支撑支【zhī】架主梁及横梁，组件与横【héng】梁【liáng】之间采【cǎi】用铝合金【jīn】压块压【yā】接。在安装过程中，务必要做【zuò】好屋面的防水【shuǐ】工【gōng】作并且合理的【de】布置线【xiàn】缆。
第一步：移开琉璃瓦，用自攻螺钉将弯钩固定
第二步【bù】：用T型螺钉栓将【jiāng】导轨【guǐ】固【gù】定在弯钩上【shàng】，然后用中压块及边压块将光伏组件固定在导轨【guǐ】上【shàng】
▲图8 支架安装方式
2、组件排布接线方案
光伏方阵的现场安装、排布和接线需要注意一下几个问题：
➤光伏方阵应谨慎布线
（防止【zhǐ】损坏【huài】的发生【shēng】），以尽可能减少线【xiàn】与线【xiàn】之间【jiān】、线与地之间故障发生的可能性【xìng】。
➤安装时应检查所有连接的牢固性和极性
以减少调试【shì】、运行和【hé】后期维护【hù】过程中的故障风【fēng】险和电【diàn】弧发生的可能性【xìng】。
➤ 光伏方阵应按使导电回路面积最小的方式布线
以降【jiàng】低【dī】雷电导致的过电【diàn】压值【zhí】。光伏组【zǔ】串【chuàn】正极【jí】和负【fù】极电缆应从同一侧平行敷设，参考下图所示的平行【háng】敷设方式。
▲图9 横向排布接线方式
▲图10 竖向排布接线方式
▲图11 对向排布接线方式
3、直流线缆制作和接线
▲图12 光伏直流线缆制作和接线工具
▲图13 光伏直流线缆制作示图
注：为【wéi】了确保直流连接器的使用寿命，请使用【yòng】专业扭力扳【bān】手【shǒu】拧紧直【zhí】流端子。
（拧的过紧端子内部可能产生裂痕）
5、交流线缆接线
▲图14 交流线缆制作和连接示图
6、接地措施
地【dì】线是【shì】光伏系统正常运【yùn】行的关键，在房屋附近土层【céng】较厚、潮【cháo】湿的地点，挖1.5m深坑根据供电【diàn】公司要求，埋【mái】入50*5mm扁钢或【huò】者φ12的圆【yuán】钢，添加降阻剂并引出【chū】地线【xiàn】，地线接到组件的支【zhī】架上，同时【shí】组件【jiàn】边框也必须接到支架上【shàng】，接【jiē】地【dì】电阻应小于 4Ω。
▲图15 系统接地示意图
▲图16 现场系统实况图
5收 益 计 算
1发电量估算
▲图17 浙江地区日照时数表
装【zhuāng】机容量9kW，PR=80%，浙江地区【qū】的【de】光照按【àn】照全年每【měi】天3.6小时计算，（参照——全国【guó】各省峰值日【rì】照【zhào】时数），全年发电估计时间为1326小时，预估该项目首年【nián】发电量10512度。首【shǒu】年衰减为2.5%，25年末最低功率【lǜ】为【wéi】80%。
▼表4 系统发电评估表
注：10年累计【jì】发电量9.9万度电，25年累【lèi】计发电量超过23万【wàn】度【dù】电。
2实际应用案例
下面【miàn】监控数据为【wéi】一台按装在浙江省嘉兴市南湖区的8kW逆变器在9-21的发电情【qíng】况，通过GPRS监控看到在中午【wǔ】13:20出现【xiàn】最【zuì】高并网【wǎng】功率7.08kW，累计日发【fā】电【diàn】量【liàng】34.7度。当【dāng】天【tiān】天【tiān】气非常好，发电【diàn】量正常。
▲图18 系统实时并网功率
▲图19 系统2017年12月发电概况
▲图20 系统2018年1月发电概况
6结 论
本文以8kW光伏系【xì】统设计为例，在装机容量【liàng】尽可能大的【de】前【qián】提【tí】下进行了光伏电站的各方【fāng】面设计【jì】，包括相关设备的【de】选【xuǎn】型、整体设计方案、材料【liào】清【qīng】单及【jí】发电量的收益【yì】计算，给后续【xù】光伏电【diàn】站的施工做【zuò】了正确的引导【dǎo】，避免了【le】人力物力【lì】的【de】浪费，保证了【le】光伏电站的质量和收益。
来源：锦浪科技
