攻城狮,其名为“工程师”!
爱士惟是一家集研发、生产、销售、服务于一体的科技型企业,“攻城狮”这个群体作为公司的“主力军”,广泛的分布在研发、生产、服务等各个重要岗位。秉承着“资源利用最大化”原则,我们开始通过各类渠道搜集与光伏有关的种种问题,并将这些问题亲自送到了攻城狮们的手中,形成了爱士惟【问答“攻城狮”】系列。本期,我们就从“整县推进”热点话题开始,聊一聊光伏系统设计的基础问题吧。
“整县推进”瞬间成为热门话题
6月20日,国家能源局综合司发布了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》。截至目前,已经有23省市相继下发相关政策。“整县推进”瞬间成为热门话题,作为光伏项目的重中之重——光伏系统设计,则直接影响光伏系统的运行以及发电收益。
那么问题来了,光伏系统设计流程是什么?应该注意哪些问题?敲黑板~以下都是重点,请认真阅读!
我国位于赤道以北属于北半球国家,为使组件面向赤道即太阳的方向,一般选择朝南的屋顶进行放置。如果房屋为斜顶,考虑到安装难度及安全,仰角一般等于屋顶的倾角。若房屋为平顶,建议仰角超过10度以上,这样雨水可以帮助组件自我清洁。
此外,考虑到全年发电量,一般采用最佳仰角。但也要考虑到风压对高仰角的影响,建议不超过35度。同时也要考虑周边的阴影影响,如树木和高建筑。
Figure1 特定日最佳仰角示意图
如果要计算某一天的最佳仰角则可以根据上图的计算来确定,但户用系统基本不安装追踪器,所以某一天的最佳仰角对户用光伏设计的影响不大。
唯一需要注意的是计算冬至日的阴影长度来确保平面屋顶上光伏板之间的间隔足够,保证日照充足的时段内(一般最低要求为上午9点到下午3点)无遮挡。
此外,若屋面较复杂,所有的组件不能安置在一个朝向,需要应用到逆变器的多路MPPT功能。
在选择合适的逆变器之前,我们需要先估算系统的大小。有两个主要因素,第一个是屋面大小,第二个是自身能耗和收益。
屋面大小是限制系统上限的主要因素,一般可以通过卫星图等软件来确定房屋朝向和可用面积,来估算系统的最大装机量。业主对系统的收益率和回报年限(ROI)也更为关心,需要参考当地上网电价及补贴政策来规划系统大小,一般来说自我消耗的部分越大,收益越高。
一台高效和稳定的逆变器直接影响整个系统的发电效率,当我们估算了系统大小后就需要选择合适的逆变器。
这里有一个概念叫“过配”,指的是组件的总功率大于逆变器的标称功率。这并不是坏事,实际上在设计中会鼓励过配,为了提高在非满载的情况下逆变器也能高效率工作,从而提高全年的总发电量。
以AISWEI-LT系列户用机型为例,允许设计者过配50%,使系统功率达到逆变器标称功率的150%,给安装商更宽裕的选择。但同时也要注意当地的规定,以国内不同辐照度地区为例, 二类以下DC端过配20~30%较为合适,如果屋顶面积允许铺设24kW的组件,则只需要搭配20kW的机型。
在功率配置时,我们建议如下:
在配置系统前,先让我们简单了解几个概念:
1. 组串
指的是由多个光伏组件通过串联组成的一个接入单位。需要注意的是,不可以将不同规格或品牌的组件连接到一个组串里。
2.光伏矩阵
一般指由单个或者多个组串并联接入逆变器的单位。
3.MPPT
MPPT的作用是应对不断变化的光照条件下,通过调节电压来追踪最大的功率点,以保证最大发电量,MPPT 一般通过DC/DC转换电路来完成。
假如最大功率点是500V,500V时功率是200W。此时,运行在480V时的功率约为190W,530V时约为185W,都没有500V时的功率大。逆变器如果跟踪不到500V,就损失了发电量。
在光伏系统配置时需要注意的是:
1.每串组件的开路电压在当地极端低温时应小于逆变器的最大输入电压。
原因:过高的输入电压会损坏逆变器。
2.接入逆变器每路MPPT的组串短路电流应小于逆变器每路MPPT的最大输入电流。
原因:过高的输入电流会触发逆变器过流保护, 不追踪最大功率点, 产生功率损失。
3.同一路MPPT接入的组串面板数必须相同, 且朝向、 型号必须一致;不同MPPT之间组串面板数、 型号、 朝向可以不同。
原因:同一路MPPT连接的组串在逆变器内部都是并联状态。不同MPPT之间由不同的电路负责最大功率点追踪。