一、光伏車棚+充電樁項目設計方案
項目分為 科技大廈、新能源廠區和化工廠區3個地點的電動自行車和汽車車棚光伏項目，以及以上三個項目地的充電樁儲能供電系統。光伏組件總裝機容量707.84kWp，直流充電樁功率30kW*32(個)、交流充電樁功率7kW*32(個)、電動自行車充電功率0.2kW*120(個)，鋰電池儲能6000kW·h，能量轉換系統PCS容量為150kW*4(個)和PCS容量為100kW*2(個)。
三個項目地點車棚光伏與充電樁設計如下：
1、科技大廈——汽車車棚項目
在科技大廈停車區域建設汽車停車棚，采用多晶硅光伏組件作為車棚材料，建設分布式光伏發電系統。
科技大廈——汽車車棚項目
車棚尺寸東西50米*南北6米*高2.5米*2個
汽車停車位40個
裝機容量93.6kW
光伏組件數量360塊尺寸1640*992*40mm規格260Wp光伏組件
逆變器50kW組串型逆變器*2臺
充電樁30kW直流充電樁*10個
7kW交流充電樁*10個
效果圖如下所示：
2、新能源廠區——自行車和汽車車棚項目
在新能源廠區南圍墻處建設自行車停車棚和汽車停車棚。自行車車棚采用310W多晶硅光伏組件作為自行車車棚材料，汽車停車棚采用260W多晶硅光伏組件作為車棚材料，建設分布式光伏發電系統。
新能源廠區——自行車車棚項目
車棚尺寸東西100米*南北2米*高2米*2個
停車位300個
裝機容量62kW
光伏組件數量200片1956*992mm規格光伏組件
逆變器30kW組串型逆變器*2臺
電動自行車充電位0.2kW*40個
新能源廠區——汽車車棚項目
車棚尺寸東西50米*南北6米*高2.5米*2個
停車位40個
裝機容量93.6kW
光伏組件數量360塊尺寸1640*992*40mm規格260Wp光伏組件
逆變器50kW組串型逆變器*2臺
充電樁30kW直流充電樁*10個
7kW交流充電樁*10個
3、化工廠區——自行車和汽車車棚項目
在化工廠區北門處建設自行車停車棚和汽車停車棚。自行車車棚采用260W多晶硅光伏組件作為自行車車棚材料，保留車棚原有支架，進行加固。汽車停車棚采用260W多晶硅光伏組件作為車棚材料，建設分布式光伏發電系統。
化工廠區——自行車車棚項目
車棚尺寸東西6米*南北35米*10個
停車位600個
裝機容量327.6kW
光伏組件數量1260片1640*992mm規格光伏組件
逆變器30kW組串型逆變器*10臺
電動自行車充電位0.2kW*80個
化工廠區——汽車車棚項目
車棚尺寸單排：東西20米*南北6米*高2.5米*4個
雙排：東西15米*南北12米*高2.5米*2個
停車位56個
裝機容量131.04kW
光伏組件數量504片1640*992mm規格光伏組件
逆變器30kW組串型逆變器4臺
充電樁30kW直流充電樁12個
7kW交流充電樁12個
4、 以上三個項目地的充電樁儲能供電系統
建設好光伏車棚后，通過二次配置形式，在光伏車棚項目基礎上施加充電樁項目。
充電樁儲能供電系統由分為三部分：PCS、鋰電池儲能系統和充電樁系統。
鋰電池儲能系統采用電動汽車退役電池構成。三個項目地分別配置功率為100kW+150kW、100kW+150kW 、2臺150kW 的PCS能量轉換系統，容量為2000kW·h鋰電池儲能系統。
根據業主峰谷分時電價：早上8點-中午12點0.96元
中午12點-下午6點 0.62元
下午6點- 晚上10點1.07元
晚上10點- 早上8點 0.33元
1)車棚光伏發電利用：
白天光伏發電期間屬于電價高峰時段或用電高峰期，光伏發電自直接供本地負荷使用，自發自用實現光伏發電收益最大化。
2)PCS鋰電池儲能系統充電：
在電價低谷時段由電網向其充電(晚上10點- 早上8點，800kW功率PCS向鋰電池儲能系統充電7.5個小時，即可充滿2000kW·h電池容量)。
3)PCS鋰電池儲能系統放電：
白天儲能系統向充電樁輸出電能，或在電能盈余情況或電價高峰時段，儲能系統釋放電能供本地負荷使用。
總結：通過利用PCS鋰電池儲能系統的電能雙向流動和峰谷分時電價，即電能“低價儲存，高價使用”，一方面實現充電樁供電低成本，另一方面還可以在高峰電價時段減少本地負荷用電量，節省了電費。
充電樁系統分為兩種：30kW直流充電樁和7kW交流充電樁(可以兩者都采用或選用某一種)。
直流充電樁直接將鋰電池儲能系統直流電經DC-DC變換，獲得電能輸出。其特點輸出功率大，電動汽車充電速度快;
交流充電樁是將鋰電池儲能系統直流電經DC-AC變換,輸出交流電，其特點是造價便宜，但輸出功率小，電動汽車充電速度慢。
以上三個項目地的充電樁儲能供電系統
充電樁功率直流充電樁：30kW
交流充電樁：7kW
電動自行車充電位功率0.2kW
充電樁數量科技大廈：10個直流充電樁+10個交流充電樁(合計功率370kW)
新能源廠區：10個直流充電樁+10個交流充電樁+40個電動自行車充電位(合計功率378kW)
化工廠區：12個直流充電樁+12個交流充電樁+80個電動自行車充電位(合計功率468kW)
總計：32個直流充電樁，32個交流充電樁，120個電動自行車充電位
光伏組件數量2484片1640*992mm規格260Wp光伏組件
200片1956*992mm規格310Wp光伏組件
光伏總裝機容量：707.84kW
儲能系統科技大廈：儲2000kW·h
新能源廠區：儲2000kW·h
化工廠區：儲2000kW·h
共計儲能：6000kW·h
所需***回收電池數量大約需要33萬支***3.7V 10Ah鋰電池
(按照回收電池50%衰減計算)
儲能系統充電時間22:00到次日8:00電費較低為： 0.34元/kWh
充電樁儲能供電系統效果圖：3.1 并網逆變器選型
1.并網逆變器選型
并網逆變器是光伏并網發電系統的核心轉換設備，它連接直流側和交流側，需具有完善的保護功能、優質的電能輸出。對逆變器的選型需滿足如下要求：
(1)高轉換效率高
逆變器轉換效率越高，則光伏發電系統的轉換效率越高，系統總發電量損失越小，系統經濟性也越高。因此在單臺額定容量相同時，應選擇效率高的逆變器。逆變器轉換效率包括最大效率和歐洲效率，歐洲效率是對不同功率點效率的加權，這一效率更能反映逆變器的綜合效率特性。而光伏發電系統的輸出功率是隨日照強度不斷變化的，因此選型過程中應選擇歐洲效率高的逆變器。
(2)直流輸入電壓范圍寬
太陽電池組件的端電壓隨日照強度和環境溫度變化，逆變器的直流輸入電壓范圍寬，可以將日出前和日落后太陽輻照度較小的時間段的發電量加以利用，從而延長發電時間，增加發電量。
(3)優質的電能輸出
逆變器應具有高性能濾波電路，使得逆變器交流輸出的電能質量很高，不會對電網質量造成污染。在輸出功率≥50%額定功率，電網波動<5%的情況下，逆變器的交流輸出電流總諧波畸變率(THD)<3%。
并網型逆變器在運行過程中，需要實時采集交流電網的電壓信號，通過閉環控制，使得逆變器的交流輸出電流與電網電壓的相位保持一致，所以功率因數能保持在1.0附近。
(4)有效的“孤島效應”防護手段
采用多種“孤島效應”檢測方法，確保電網失電時，能夠對電壓、頻率、相位等參數進行準確的跟蹤和檢測，及時判斷出電網的供電狀態，使逆變器準確動作，確保電網的安全。
(5)系統頻率異常響應
《國家電網公司光伏電站接入電網技術規定》中要求大型和中型光伏電站應具備一定的耐受系統頻率異常的能力。
(6)通信功能
光伏并網逆變器須提供通信接口能夠將逆變器實時運行數據、故障信息、告警信息等上傳至電站監控系統。
根據現場實際情況，光伏組件鋪設區域屋頂條件限制，推薦使用組串式逆變器，相對于集中式逆變器，組串式逆變器的優勢如下。
l高轉換效率，歐效達97.5%;
l多路MPPT最終確保高系統轉換效率;
l發電收益明顯高于集中式逆變器;
l無需直流匯流;
l安裝簡單，因地制宜，節約空間;
l維護方便，縮短平均維護時間;
l輸入范圍寬，發電時效更長;
綜合考慮：
本分布式車棚光伏項目配置有30kW、50kW組串并網型光伏逆變器。并網逆變器參數如下表：
表1 30kW并網逆變器參數表
輸入
最大輸入功率32kW(16kW/16kW)
最大輸入電壓1000V
啟動電壓300V
額定輸入電壓650V
MPP電壓范圍250~950V
滿載MPP電壓范圍480~800V
MPPT 數量2
每路MPPT最大輸入組串數5
最大輸入電流66A(33A/33A)
輸入端子最大允許電流10A
輸出
額定輸出功率30kW
最大輸出功率(PF=1)30kW
最大輸出視在功率33.12KVA
最大輸出電流48A
額定電網電壓3/N/PE, 230/400Vac
電網電壓范圍310~480Vac
額定電網頻率50Hz/60Hz
電網頻率范圍45~55Hz/55Hz~65Hz
總電流波形畸變率< 3 % (額定功率)
直流分量<0.5 %In
功率因數范圍>0.99@滿功率, (可調范圍0.8超前~0.8滯后)
保護
孤島保護具備
低電壓穿越具備
直流反接保護具備
交流短路保護具備
漏電流保護具備
直流開關具備
直流保險絲具備
過壓保護2級防雷器(40KA)
系統
最大效率98.3%
歐洲效率98.0%
隔離方式無變壓器
防護等級IP65
夜間自耗電<1W
工作溫度范圍-25~60℃
相對濕度0~95% 無凝露
冷卻方式智能強制風冷
最高海拔4000m (>3000m降額)
顯示動態圖形液晶
通訊RS485 (RJ45端子)
直流端子MC4
交流端子壓線框端子
認證金太陽認證，3c
機械
尺寸(寬×高×深)634×820×257mm
安裝方式壁掛式
重量65kg
表2 50KW組串式逆變器技術參數：
輸入技術參數
最大輸入功率55000W
最大輸入電壓1000V
啟動電壓620V
MPP電壓范圍570~950V
滿載MPP電壓范圍570~850V
MPPT 數量1
每路MPPT最大輸入組串數12
最大輸入電流100A
輸入端子最大允許電流10A
輸出
額定輸出功率50000W
最大輸出功率(PF=1)55000W
最大輸出視在功率55000VA
最大輸出電流80A
額定電網電壓3/N/PE, 230/400Vac
電網電壓范圍310~480Vac
額定電網頻率50Hz/60Hz
電網頻率范圍45~55Hz/55~ 65Hz
總電流波形畸變率<3% (額定功率)
直流分量<0.5% In
功率因數范圍>0.99@滿功率, (調范圍0.8超前~0.8滯后)
保護
孤島保護具備
低電壓穿越具備
直流反接保護具備
交流短路保護具備
漏電流保護具備
直流開關具備
直流保險絲具備
過壓保護直流2級防雷器 (40KA
系統
最大效率99.00%
歐洲效率98.70%
隔離方式無變壓器
防護等級IP65
夜間自耗電<1W
工作溫度范圍-25~60℃ (> 50度降額)
相對濕度0~100% 無冷凝
冷卻方式智能強制風冷
最高海拔4000m (>3000m降額)
顯示動態圖形液晶
通訊RS485 (選配以太網)
直流端子MC4
交流端子螺絲壓接端子
認證BDEW，金太陽認證，GB/T 19964，GB/T 29319
機械
尺寸 (寬×高×深)634×959×267mm
安裝方式壁掛式
重量55kg
3.2 光伏組件排列布置設計
3.2.1 光伏組件選型
1) 選型原則
根據2015年2月5日國家能源局綜合司頒布的《關于征求發揮市場作用促進光伏技術進步和產業升級意見的函》(國能綜新能[2015]51號)規定：
嚴格執行光伏產品市場準入標準。自2015年起，享受國家補貼的光伏發電項目采用的光伏組件和并網逆變器產品應滿足《光伏制造行業規范條件》相關指標要求。其中，多晶硅電池組件轉換效率不低于15.5%，單晶硅電池組件轉換效率不低于16%。多晶硅、單晶硅、薄膜電池組件自投產運行之日起，一年內衰減率分別不高于2.5%、3%、5%。并網逆變器中國加權效率應滿足：帶變壓器型不得低于96%，不帶變壓器型不得低于98%。
所以多晶硅光伏組件容量應選擇255wp及以上，才能保證轉換效率不低于15.5%的要求，以便順利獲得國家光伏補貼。
本電站選用光伏組件具有以下特點：
1)多晶硅光伏組件經過國家批準的認證機構認證;
2)組件件峰值功率誤差為：±2%;
3)組件效率為15.5%;
4)組件穩定功率衰減：1-3年總衰減≤5%，1-10年總衰減≤10%，1-25年總衰減≤20%。;
綜合考慮組件效率、技術成熟度、市場占有率，本項目選用260、310Wp多晶硅光伏組件，相關性能參數如下：
表3 光伏組件規格參數
序號項目名稱參數指標參數指標參數指標
1峰值功率255Wp260 Wp310 Wp
2峰值電壓30.40V30.67V36.7V
3峰值電流8.39A8.48A8.42A
4開路電壓38.07V38.38V44.2V
5短路電流8.89A8.97A9.18A
6功率溫度系數-0.40%/℃-0.40%/℃-0.42%/℃
7開路電壓溫度系數-0.32%/℃-0.32%/℃-0.35%/℃
8短路電流溫度系數0.059%/℃0.059%/℃0.06%/℃
9額定電池工作溫度45±2℃45±2℃45±2℃
10工作溫度-40~+85℃-40~+85℃-40~+85℃
11最高系統電壓1000VDC(IEC)/600VDC(UL)
12重量18.9kg26kg
13外形尺寸1640mm×992mm×40mm1956×992×40mm
2) 光伏陣列設計原則
以本項目所用30kW并網逆變器為例，30kW并網逆變器的直流工作電壓范圍為：480Vdc~800Vdc，考慮太陽能光伏組件串聯的組件數量N：光伏組件的開路電壓溫度系數;
光伏組件的工作電壓溫度系數;
光伏組件工作條件下的極限低溫(℃);
光伏組件工作條件下的極限高溫(℃);
逆變器允許的最大直流輸入電壓(V);
逆變器MPPT電壓最大值(V);
逆變器MPPT電壓最小值(V);
光伏組件開路電壓(V);
光伏組件工作電壓(V);
電池組件串聯數(取整數)。
經計算得：串聯光伏電池數量N為：19≤N≤24，根據場址區的氣候環境結合電池組件溫度修正參數以及逆變器最佳輸入電壓等，經修正計算后太陽電池組件的串聯數。
組件的并聯數應根據系統容量、逆變器數量、組件容量和串聯數來確定，
(3)3.2.2 組件支架設計
(1)支架選型
支架采用Q235B冷軋鋼板或者鋁型材，材質的選用和支架設計應符合國家標準《鋼結構設計規范》GB50017的規定。支架的防腐應符合下列要求：
1)橫梁、彩鋼瓦夾具、橫梁連接件均采用先加工后熱浸鍍鋅，鋅層應符合GB/T13912-2002鋅層厚度不小于65um，鋁合金表面陽極氧化原色AA15級。
2)本項目所有螺栓應符合現行國家標準《六角螺栓-C級》(GB5780)的規定，具備現場防腐要求。
3)邊壓塊和中壓塊采用鋁合金材料;
4)根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)，支架系統抗震烈度為7度，工程區地震動峰加速度為 0.1g，地震動反應譜特征周期為0.40S。
5)固定支架選用防腐的鋼型材，所有連接處(焊接處)應可靠連接，避免松動，要求能夠耐室外風霜雨雪等的腐蝕。
6)固定支架能滿足安裝傾角要求、抗風要求、抗雪壓要求、抗震要求、耐腐蝕性要求、安全性要求、通用性要求、快速安裝要求。
(2)傾角設計
為了使光伏方陣表面接收到更多太陽能量，根據日地運行規律，方陣表面最好是朝向赤道(方位角為0度)安裝。本工程中為了最大化利用車棚面積，組件安裝采用平鋪方式。線纜選型
(1)選型原則
1)環境條件校驗：
a)環境溫度
b)日照
c)風速
d)污穢
e)海拔高度
2)光伏發電站電線、電纜的選擇與敷設設計，應符合《電力工程電纜設計規范》GB50217的規定，電線、電纜截面應進行技術經濟比較后選擇確定。
3)集中敷設于溝道、槽盒中的電纜宜選用C類或C類以上的阻燃電纜。
4)光伏組件之間及組件與匯流箱之間的電線、電纜應有固定措施和防曬措施。
5)電纜敷設可采用直埋、電纜溝、電纜橋架、電纜線槽等方式。動力電纜和控制電纜宜分開排列并滿足最小間距要求。
6)電纜溝嚴禁作為排水通路。
7)遠距離傳輸時網絡電纜宜采用光纖電纜。
8)電纜額定電壓的選取
1)交流系統中電力電纜纜芯的相間額定電壓，不低于使用回路工作線電壓。
2)交流系統中電力電纜纜芯與絕緣屏蔽或金屬套之間額定電壓的選擇，應符合下列規定：
①中性點直接接地或經低阻抗接地的系統當接地保護動作不超過1min切除故障時，應按100%的使用回路工作相電壓。②對于a項外的供電系統，不宜低于133%的使用回路工作相電壓;在單相接地故障可能持續8h以上，或發電機回路等安全性要求較高的情況，宜采取173%的使用回路工作相電壓。
3)交流系統中電纜的沖擊耐壓水平，應滿足系統絕緣配合要求。
4)直流輸電用電纜絕緣水平，應計及負荷變化因素、滿足內部過電壓的要求。
5)控制電纜額定電壓的選擇，應不低于該回路工作電壓、滿足可能經受的暫態和工頻過電壓作用要求。且宜符合下列規定：①沿較長高壓電纜并行敷設的控制電纜(導引電纜)，選用相適合的額定電壓。②在220kV及以上高壓配電裝置敷設的控制電纜，宜選用600/1000V，或在有良好屏蔽時可選用450/750V。③除①、②項情況外，一般宜選用450/750V;當外部電氣干擾影響很小時，可選用較低的額定電壓。
9)電纜截面積的選取;
電纜截面應滿足持續允許電流、短路熱穩定、允許電壓損失等要求，較長距離的大電流回路，還宜按經濟電流密度選擇。
(2)電纜型號
根據選型條件，本園區所選用電纜的型號規格如下：
1)從光伏陣列串輸出至匯流箱電纜選用PV 1-F 1×4mm2;
2) 50KW隔離變輸出電纜選用ZC-YJV22-0.6/1-3*35mm2+1*16 mm2;
3) 30KW逆變器輸出電纜選用ZC-YJV22-0.6/1kV-3*25+1*16 mm2。
4)交流配電柜輸出電纜選用ZC-YJV22-0.6/1kV-3*185+1*120 mm2。
3.4 儲能系統和PCS設計
儲能裝置作為儲能系統中電網與電池之間的功率變換裝置，能實現電網與電池組間的能量雙向交換，用于電網的“削峰填谷”、調節可再生能源發電系統供電的連續性和穩定性，并作為重要部門和重要設施的應急電源及備用電源等。本裝置可用于新能源電站、電動汽車充換電站、城市儲能電站和微網儲能等場合，具有良好的應用前景。
所需***回收電池數量大約需要33萬支***3.7V 10Ah鋰電池(按照回收電池50%衰減計算)
性能特點:
l安全性能高：采用工頻變壓器，使電池與電網安全隔離
l轉換效率高：采用一級變換，結構簡單，控制方便，能量轉換效果高
l運行方式多：恒流充放電、恒功率充放電、浮充、恒壓充電等多種方式
l通信接口豐富：具備CAN2.0、RS485、LAN等多種通信接口，便于各種通信方式的實現
l先進的控制技術：軟鎖相環技術、電壓前饋技術、矢量控制等國際領先的控制保護技術
l完善的保護功能：模塊級、裝置級、系統級三層保護
l維護方便：模塊化設計，可靠性高且易維護
本方案中選用的150kW容量PCS技術參數：
交流側參數
1額定功率150kVA
2交流接入方式三相四線
3隔離方式工頻變壓器隔離
4電路拓撲一級變換
5過載能力1.1/10min
1.2/1min
6無功范圍-150kVar～+150kVar
并網充放電模式
7額定電網電壓AC380V
8允許電網電壓AC380V±15%
9額定電網頻率50Hz
10允許電網頻率47.5Hz～51.5Hz
11總電流畸變率≤3%額定功率下
12功率因數≥0.99(充電)-0.95～+0.95可設(放電)
13充放電切換時間≤100ms額定功率下
14并離網切換時間≤20ms
離網模式
15額定輸出電壓AC380V
16輸出電壓偏差AC380V±5%
17輸出電壓不平衡度≤5%
18輸出電壓失真度≤3%額定線性負載
19輸出頻率范圍49.5Hz～50.5Hz
20電壓過渡變換范圍≤10%電阻負載0～100%
直流側參數
21最大直流功率180kW
22直流母線最高電壓770V
23直流電壓范圍DC500V～DC800V
24直流電壓紋波系數≤5%
25直流穩壓精度≤1%
26直流穩流精度≤1%20%-100% Ie
27輸出路數1輸出可接光伏電池、儲能電池、動力電池
系統參數
28最大轉換效率≥96%不含隔離變壓器
29噪聲≤70dB距裝置1m處
30尺寸800mm×800mm×2060mm寬×深×高
31重量750kg
32防護等級IP20
33允許環境溫度-20℃～+55℃大于45℃時需降功率使用
34冷卻方式強制風冷
35允許相對濕度0～95%無冷凝
顯示和通信
36人機界面觸摸屏(網關+觸摸屏)
37通信接口RS485、CAN、以太網
38通信規約Modbus、XJ104、CAN2.0
主回路框圖
4 發電量與效益分析
4.1 理論發電量
根據工程所在地各月平均太陽總輻射量可得出本工程月及年峰值日照小時數。峰值日照小時數：將太陽能電池組件所在平面上某段時間段內所能接收到的太陽輻射量，轉換為輻照強度1000W/m2標準工況下條件下的等效小時數稱峰值日照小時數。
若太陽能電池組件在1h 中接收到的太陽輻射量為1 kWh/m2.a，由以上峰值日照小時定義，可得其峰值日照小時數t：
t=(1 kWh/m2.a)/(1000W/ m?2;)=1(h/a)
由于太陽能電池組件的峰值功率均在1000W/ m?2;條件下標定，因此采用峰值日照小時數乘以光伏電站的裝機容量即為光伏電站的最大理論發電量。
本方案中共安裝4320塊標準容量為260Wp的多晶硅光伏組件，總裝機容量為1123.2KWp。選用的光伏組件尺寸為1640mm*992mm*40mm，安裝方式為支架固定傾斜安裝。項目全部光伏組件峰值日照小時數及發電量如表10所示。
表10 光伏電站頂峰值日照小時數及理論發電量統計表
月份陣列傾斜面平均
日輻射(kWh/m2/日)月平均峰值
日照小時數(h)月發電量
(萬kWlh)
1月份2.9290.526.4074
2月份3.59100.527.1152
3月份4.34134.549.5233
4月份5.39161.7011.4458
5月份5.7176.7012.5075
6月份5.47164.1011.6157
7月份4.87150.9710.6863
8月份4.56141.3610.0060
9月份3.91117.308.3030
10月份3.43106.337.5265
11月份2.9989.706.3493
12月份2.6281.225.7491
合計49.791514.96107.2349
經計算，得出本工程光伏陣列年理論發電量為107.2349萬kW·h，年峰值日照小時數為1514.96 h，每日的峰值日照小時數約4.15 h。
4.2 逐年理論發電量
光伏電站的第一年理論發電量為光伏電站的最大理論發電量乘太陽電池組件第一年的衰減系數。本工程所選多晶硅太陽電池組件第一年的衰減系數為8‰，故光伏電站的第一年理論發電量為年理論發電量乘以組件衰減系數。本工程組件最佳安裝傾角下所獲得的逐年理論發電量分別見表11。
表11 全部光伏裝機容量逐年理論發電量統計表
年份組件衰減系數逐年理論發電量(萬kWlh)
第1年0.9920106.3770
第2年0.9841105.5299
第3年0.9762104.6827
第4年0.9684103.8463
第5年0.9606103.0099
第6年0.9529102.1842
第7年0.9453101.3692
第8年0.9378100.5649
第9年0.930399.7607
第10年0.922898.9564
第11年0.915498.1629
第21年0.908197.3800
第13年0.900896.5972
第14年0.893695.8251
第15年0.886595.0638
第16年0.879494.3024
第17年0.872493.5518
第18年0.865492.8011
第19年0.858592.0612
第20年0.851691.3213
第21年0.844890.5921
第22年0.838089.8629
第23年0.831389.1444
第24年0.824788.4366
第25年0.818187.7289
電站建成后，本工程全部光伏裝機容量未考慮系統損耗下25年總發電量為2419.1128 萬kW·h。
4.3 光伏發電系統效率分析
太陽能光伏發電系統效率包括：太陽電池老化效率，交、直流低壓系統損耗
及其他設備老化效率，逆變器效率，變壓器及電網損耗效率;結合國內外相關工
程實際發電情況和經驗系數，各效率系數取值如下：
(1)直流電纜損耗：2%;
(2)防反二極管及線纜接頭損耗：1.5%;
(3)電池板不匹配造成的損耗：4%;
(4)灰塵遮擋損耗：2%;
(5)交流線路損耗：0.8%;
(6)逆變器損耗：2%;
(7)不可利用的太陽輻射損耗：1.2%;
(8)系統故障及維護損耗：1%;
(9)變壓器損耗：3 %;
(10)溫度影響損耗：4%;
經計算分析，系統的綜合效率為81%。
4.4 年發電量估算
經由各年理論發電量和系統效率計算，本項目光伏組件在最佳傾角下所獲得逐年理論計算發電量，分別見表12。
表12 光伏陣列運行期各年上網發電量計算統計表
年份發電量(萬kWlh)年份發電量(萬kWlh)
第1年86.1654第14年77.6184
第2年85.4792第15年77.0016
第3年84.7930第16年76.3849
第4年84.1155第17年75.7769
第5年83.4380第18年75.1689
第6年82.7692第19年74.5696
第7年82.1090第20年73.9702
第8年81.4576第21年73.3796
第8年80.8061第22年72.7889
第10年80.1547第23年72.2070
第11年79.5119第24年71.6337
第12年78.8778第25年71.0604
第13年78.2438合計1959.4813
由以上表格可知，本工程全部光伏陣列考慮系統損耗下25年總發電量為1959.4813萬kW·h，運行期多年平均發電量為78.3793萬kW·h。
4.5 經濟效益
綜上分析，本項目光伏電站總裝機容量707.84kWp，年平均發電量為78.3793萬kW·h，連續運行25年期累計發電量為1959.4813萬kW·h。
?光伏發電節約電費： 因光伏裝機規模相對于***各工廠用電負載功率較小，大部分光伏所發電能可被自用，每年光伏發電量約78.3793萬 kWh/年，每年電費收益約62.703萬元(用電電價平均按0.8元計算)，光伏電站 25年的設計壽命，預計電費節約 1567.59 萬元;
?光伏發電國家補貼： 0.42/kWh*78.3793萬 kWh/年=32.92 萬/年， 20 年的補貼款為：658.39 萬元;
?充電樁充電收益： 充電樁采用收費模式，市場價格在 1.5～2.0 元/kWh,按照1.5 元/kWh 收費，減去夜晚儲能電力成本和損耗，按照 1.0 元/kWh 的利潤，充電樁一天按照30%的利用率計算，每日收益為： 1.0 元/kWh*(30kW*32個+7kW*32 個充電樁+0.2kW*120自行車充電樁)*24h*20%=5798.4 元，每年按照280個工作日計算，每年收益 162.3萬元;
?儲能系統節約電費：充電樁的儲能系統在電力需求低谷時低價充電，在電力需求高峰時除了向充電樁輸出電能，還可向本地負荷供電從而節約電費，每度電節約 0.67 元，減去充放電損耗，按照每度電節約 0.5 元計算，電池放電深度按照80%考慮，每日可節約： 0.5 元/kWh * 6000kWh *0.8 = 2400 元，每年可節約電費 87.6 萬元;
?項目建成后，預計每年收益為345.2萬元
4.6 環保綜合效益
光伏發電對環境沒有污染，發電過程中沒有溫室氣體排放，是太陽能光伏發電的巨大優勢。目前我國主要的電力供應還是來自煤炭燃燒的火力發電方式，在煤炭燃燒的過程中，會排放出大量的有害氣體如二氧化硫等，對環境造成污染，還會排放出大量的二氧化碳。眾所周知，二氧化碳是一種溫室氣體，它的超量排放是全球變暖的一個重要因素。光伏發電系統運行后，完全是“零”排放。按照光伏發電系統穩定運行25年計算，本光伏發電系統理論累計發電量可達1959.5萬度，相當于節約標準煤7054.1噸，相當于減少二氧化碳溫室氣體的排放19536.0噸，減少二氧化硫排量587.8噸，減少粉塵排量5329.8噸。由此可見，該項目的環境效益也是十分巨大的。
節能減排量每年25年
年發電量(萬KWh)78.41959.5
標準煤 (t)282.27054.1
二氧化碳 CO2(tce)781.419536.0
年碳粉塵 TSP(t)213.25329.8
二氧化硫 SO2(t)23.5587.8
氮氧化合物 NOX(t)11.8293.9
純凈水 H2O (m3)3135.278379.3
注：每節約 1度(千瓦時)電，就相應節約了0.36千克標準煤，同時減少污染排放0.272千克碳粉塵、0.997千克二氧化碳(CO2)、0.03千克二氧化硫(SO2)、0.015千克氮氧化物(NOX)
5 防雷及接地
本項目鋼結構車棚光伏項目，太陽能光伏電站的防雷和接地主要依據GB50057—94《建筑防雷設計規范》。
光伏發電系統的雷電入侵路徑，除光伏組件外，還有配電線路、接地線以及它們的組合。為了保證電力系統的安全運行和光伏發電及電力設施的安全，并網光伏電站必須有良好的避雷、防雷及接地保護裝置。
由于本項目戶外設備安裝位置在整個環境中是不是最高建筑物，把所有鋼結構相連，并與新增接地樁構成防雷網，以達到防雷的目的。
本項目采取以下防雷接地措施：
組件的鋁合金邊框以及金屬支架通過接地扁鋼與防雷扁鋼帶可靠焊接。對于系統防雷和安全用電來說，可靠的接地是至關重要的。本設計中，支架、光伏組件邊框以及連接件均是金屬制品，每個子方陣自然形成等電位體，所有子方陣之間都要進行等電位連接，并于接地網就近可靠連接，各連接點的接地電阻應小于4歐姆。逆變器的交流輸出經交流匯流箱(內含防雷保護裝置)后接入電網，可有效地避免雷擊和電網浪涌導致設備的損壞，所有的機柜要有良好的接地，各連接點接地電阻應小于4歐姆。
6 設備清單
分布式光伏發電車棚項目設備清單如下：
序號設備名稱及規格單位數量單價總價備注
1多晶硅光伏組件
規格260Wp，尺寸1640*992*40mm塊2484
2多晶硅光伏組件
規格310Wp，尺寸1956*992*40mm塊200
3MC4插頭對150
4車棚支架kWp707.84Q235B鍍鋅，平鋪
530kW逆變器臺16
650kW逆變器臺4
7交流匯流箱
2進1出，進線2個100A，出線200A臺2
8交流匯流箱
4進1出，進線4個63A，出現250A臺4
9交流配電柜
1進1出(含1塊用戶校驗表，1塊計量表，1臺固定式600A塑殼斷路器)面2
10交流配電柜
4進1出(含1塊用戶校驗表，1塊計量表，1臺固定式800A塑殼斷路器)面1
11PCS能量轉換系統，
PCS31-150 0.4T臺4
12PCS能量轉換系統，
PCS31-100 0.4T臺2
1330kW直流充電樁系統套32
147kW交流充電樁系統套32
140.2kW電動自行車充電位套120
15儲能電池組屏柜，
用來存放和構建鋰電池儲能系統套1鋰電池由業主提供，屏柜數量根據實際情況定制
16PVF-0.6/1-1x4米9000以現場實際情況為準
ZC-YJV22-0.6/1-3*35mm2+1*16 mm2米1200以現場實際情況為準
ZC-YJV22-0.6/1-3*25+1*16米3200以現場實際情況為準
ZC-YJV22-0.6/1kV-3*185+1*120 mm2米600以現場實際情況為準
通信電纜RS485米1000米以現場實際情況為準
17數據采集器臺6
18無線發送模塊臺6
19橋架項1
20接地系統項1
21車棚鋼材結構和安裝費物資處詢價
22基礎費、車棚路面修理費項1
23電氣施工費項1
24設計費項1
25技術服務費項1
26項目管理費項1
合計
參考資料：
