某酒楼分布式并网光伏发电项目
1.项目概况
某酒楼建筑面积较大，有多个建筑体，均为低层建筑，形状各异。各个建筑体的屋顶形式各异，有的采用平面水泥屋顶，有的采用斜面彩钢瓦屋顶。各屋顶的朝向也各不相同，有的是南北朝向，有的为东西朝向。
就安装太阳能光伏板而言，应该说酒楼的所有建筑物的楼顶均可以安装太阳能光伏板，只是安装的方式、便捷性和光伏利用率不同而已。就安装的便捷性和光伏利用率来讲，楼顶为平面的水泥面的和采用斜面彩钢瓦屋顶且朝向为南北朝向的建筑物安装太阳能光伏板最为适宜。
根据业主意向，拟初步安装50KW的太阳能光伏板，需占用屋顶面积约500平方米。通过对酒楼所有屋顶的全面分析，本项目初步确定将50KW的太阳能光伏板集中安装在酒楼一栋朝向呈南北向、屋顶采用斜面彩钢瓦的建筑物的屋顶上（见图1所示）。本项目之所以选择这栋建筑屋顶，主要有以下几个方面的考虑：
（1）屋顶的单体面积比较大，目测要远大于500平方米。可以安装下50KW的光伏组件，给人整体性强。
（2）该栋建筑屋顶为斜面，屋顶采用彩钢瓦，安装光伏组件比较便捷。另外，该栋建筑物朝向为南北方向，太阳能光伏利用率比较好。
（3）该栋建筑物临近酒店大厅，位置比较突出、显眼，屋面安装太阳能光伏板后，整栋建筑会显得更加整洁、美观，可视性强，能起到一定的美化作用。 根据初步了解和实地查看，酒楼目前装电总容量为2000KVA，最低常用负荷至少会大于50KW 。本次计划安装的50KW的分布式光伏发电量完全可以由酒楼全部消耗掉，基本不存在向公用电网送电的可能性。这样可有效发挥光伏发电的效益和实现最大价值。
图1 太阳能光伏组件拟安装的楼顶指示图
2.光伏组件数量就、安装面积测算及安装方案
本项目拟采用270W的多晶硅太阳能电池光伏组件，组件尺寸为1690×992×50。由此，可测算出光伏组件的安装面积及光伏组件的数量。计算方法如下：
2.1 光伏组件的数量
本项目拟安装光伏组件容量为50KW，每个光伏组件的功率为270W，因此光伏组件的数量为：
M=50000÷270=185.19（块），实际取186块
故本项目拟实际采用光伏组件数量为186块，理论最大容量为50.22KW。 2.2 光伏组件安装面积
本项目光伏组件通过导轨直接安装在彩钢瓦的屋面上.每块光伏板之间需留2cm的间隙用于安装组件固定压块。因此每块光伏板实际占用面积为1.690×0.994=1.68m2。由此可计算出光伏组件的安装面积： S=1.68×186=312.5（m2）
考虑到光伏组件在安装时要留有一定的维护通道，故光伏组件实际安装时，需要的面积要比计算面积要大些，至于具体大多少，要根据光伏组件实际布局方案来确定。
2.3 光伏组件安装方案 （1）光伏组件布局方案
本项目拟采用的光伏组件总数量为186块，将其平均分为两组，一组安装在朝南面的屋顶，另一组安装在朝北面的屋顶，如图2所示。北面屋顶安装92块，分4排，每排23块板；南面屋顶安装94块，也分为4排，其中2排位23块，
图2 光伏组件屋顶安装的位置示意图
图3 屋顶光伏组件布局示意图
（2）光伏附件安装方法
由于屋顶为斜面彩钢瓦屋顶，可使用彩钢瓦专用链接件（见图4所示）先将连接件固定在彩钢瓦的楞上，然后再在连接件上固定导轨（见图5、6所示）。将导轨固定好后，再在导轨上安装光伏组件。其安装后的效果图如图7所示。
图4连接件及安装示意 图5 导轨安装示意1 图6 导轨安装示意2
（a） （b） 图7 光伏组件安装效果示意
3.本项目系统总体构成方案
3.1 一般分布式光伏并网发电系统基本构成
图8为一般分布式光伏并网发电系统的总体构成示意图。首先按光伏逆变器输入的要求将光伏组件组成相应的串并联整列，然后将其接入汇流箱，由汇流箱将光伏直流电流送入到光伏控制器及逆变器，最后由逆变器将光伏直流电变为交流电通过开关接入到大楼的相应配电箱或配电柜。
光伏控制器
及逆变器
光伏板整列
汇流箱
低压断路器
计量电度表
图8、一般分布式光伏并网发电系统构成示意图
在实际应用中，根据逆变器的选型和配置以及光伏组件的接入情况，大致可分为逆变器集中式模式、分布式逆变器模式（有的又称为组串式模式）和微型逆变器嵌入式模式（也有称为组件式）三种。图9为三种模式的构成原理示意图。
图9 常用并网光伏发电系统三种模式的原理示意 3.2 本项目系统方案选择
本项目拟采用分布式（串组）逆变器模式。其系统具体构成如图10所示。图中，逆变器采用单相10KW的逆变器，逆变器具有四组串输入，每个组串为10个270W的组件串接。四组组串的总功率为10.8KW。整个系统共采用5个逆变器，接入光伏组件数共186个，总功率约为50KW。
逆变器的交流侧通过单相断路器接入交流汇流箱的交流母线，然后再通母线输出总断路器接入酒店电房的总配电开关柜内。总断路器出口接电度计量表。
为了有效监测每个逆变器的工作状态及相关的电量参数，每个逆变器都配置有通讯接口。逆变器的通讯采用电力载波通讯方式。本系统配置一个总的监测终端，用于集中监测所有逆变器的状态信息和相关电量参数。
在位置布局上，5个逆变器采用壁挂式直接安装在顶楼楼道的墙面上上。交流汇流箱可以安装在该楼的配电箱旁边。计量电度表可直接安装在汇流箱内，也可以单独安装在汇流箱旁边。监测终端可以计量电度表安装在一起，也可以根据需要安装在合适的位置。
图10 本项目系统构成示意图
4、投资与经济分析 4.1 佛山日照峰值小时数
日照时数是指太阳每天在垂直于其光线的平面上的辐射强度超过或等于120W/m2的时间长度。佛山地处东经113°06′；北纬23°02′，年平均气温28.8℃。根据资料统计，佛山年日照时数约在1673～1718小时之间，单位面积年平均太阳能总辐射量为1385.56(KW/m2)。由于光伏组件的峰值功率是在1KW/m2的太阳能辐射量下计算的，由此可以确定在佛山光伏组件年日照峰值小时数为1385.56h。
4.2 本项目年平均发电量计算
并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、并网逆变器效率、交流并网等三部分组成。 （1）光伏阵列效率η1
光伏阵列在 1000W/m2 太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能源转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等，在这里可以估算取 η1= 92％ （2）并网逆变器转换效率η2
并网逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，本项目所采用逆变器的效率为 96％，即 η2=96% （3）系统总效率η
η=η1×η2=92％×96％≈88％ （4）年平均发电量
第一年可利用小时数为：日照峰值小时数×综合效率，日照峰值小时数与光伏发电系统效率相乘，得到光伏发电系统的第一年可利用小时数为：1385.56×88％=1219h。本项目设计装机容量为140KW，所以该项目首年发电量为：
Q1=50KW×1219h=60950（kWh)
若本项目拟采用的太阳能电池组件的光电装换效率衰减速率为 2 年内不超过 2%，10 年衰减不超过 10％、25 年衰减不超过 20％。如项目运营期为 25 年，25 年运营期内发电量逐年递减为：
ΔQ=60950×(20％÷25) ≈487（ kWh）
5.3 本项目投资与效益分析
5.3.1 本项目投资估算
根据目前市场行价以及本项目实际情况分析，本项目投资成本每瓦约10元人民币。本项目总安装容量为50KW，因此可估算出本项目需投资约50万元人民币。计算公式如下：
50×1000×10=500000元
5.3.2 本项目电费收益
假设本项目所发电量全部供酒店使用，本项目使用企业为商业用电，目前电费为1.05元/每度，目前国家公布的电费补贴标准为0.42元/每度，不考虑电费价格变化和补贴政策变化，表一为25年本项目电费收益。
5.3.3 本项目效益分析
本项目总投资为50万元，从表一可以分析出以下几个方面： （1）投资回报期
● 计算国家电费补贴 6年 ● 不计国家电费补贴 8年 （2）10年期投资年均回报率 ● 计算国家电费补贴 21.3% ● 不计国家电费补贴 15% （3）15年期投资年均回报率 ● 计算国家电费补贴 20.9% ● 不计国家电费补贴 14.9% （4）20年期投资年均回报率 ● 计算国家电费补贴 20.5% ● 不计国家电费补贴 14.6% （5）25年投资年均回报率
● 计算国家电费补贴 20.0% ● 不计国家电费补贴 14.3%
佛山市贝瑞尔电气科技有限公司是一家由企业家、教授和归国留学人员为主要股东的高科技民营股份制企业。凭借雄厚的研发实力，在电力电子领域有自己独到的核心技术与专利。公司主要致力于电力电子技术相关产品与整套方案的研究、开发与应用。目前公司的主要产品有：电力工程直流电源，有源和无源型动态无功功补偿装置、滤波装置及核心元件，风力发电并网和离网型逆变电源，光伏发电并网和离网型逆变电源，应急逆变电源，动力锂电能源回馈系统方案。
公司技术力量雄厚，专业性强，研制、开发和生产电力电子产品的经验丰富。公司拥有一批行业领军人物。奉行“以人为本、科技创新”的理念，坚持走专业化、高科技，拥有自己核心技术的发展道路，尊重知识，人尽其才。公司发展坚持以市场需求为导向，新技术应用为依托，高性能高品质产品为保障，引领行业科技进步为己任。 在发展策略上，公司坚持走联合、相互促进、共同发展的道路。公司目前在英国和新加坡等国聘请有委托研发人员，负责新技术跟踪和产品预研。另外，在我国西部中心城市成都建有合作公司—成都顺通电气有限公司。公司热诚欢迎有志于与我公司共图发展的社会各界人士和企事业单位加盟或与我公司合作。
某酒楼分布式并网光伏发电项目
1.项目概况
某酒楼建筑面积较大，有多个建筑体，均为低层建筑，形状各异。各个建筑体的屋顶形式各异，有的采用平面水泥屋顶，有的采用斜面彩钢瓦屋顶。各屋顶的朝向也各不相同，有的是南北朝向，有的为东西朝向。
就安装太阳能光伏板而言，应该说酒楼的所有建筑物的楼顶均可以安装太阳能光伏板，只是安装的方式、便捷性和光伏利用率不同而已。就安装的便捷性和光伏利用率来讲，楼顶为平面的水泥面的和采用斜面彩钢瓦屋顶且朝向为南北朝向的建筑物安装太阳能光伏板最为适宜。
根据业主意向，拟初步安装50KW的太阳能光伏板，需占用屋顶面积约500平方米。通过对酒楼所有屋顶的全面分析，本项目初步确定将50KW的太阳能光伏板集中安装在酒楼一栋朝向呈南北向、屋顶采用斜面彩钢瓦的建筑物的屋顶上（见图1所示）。本项目之所以选择这栋建筑屋顶，主要有以下几个方面的考虑：
（1）屋顶的单体面积比较大，目测要远大于500平方米。可以安装下50KW的光伏组件，给人整体性强。
（2）该栋建筑屋顶为斜面，屋顶采用彩钢瓦，安装光伏组件比较便捷。另外，该栋建筑物朝向为南北方向，太阳能光伏利用率比较好。
（3）该栋建筑物临近酒店大厅，位置比较突出、显眼，屋面安装太阳能光伏板后，整栋建筑会显得更加整洁、美观，可视性强，能起到一定的美化作用。 根据初步了解和实地查看，酒楼目前装电总容量为2000KVA，最低常用负荷至少会大于50KW 。本次计划安装的50KW的分布式光伏发电量完全可以由酒楼全部消耗掉，基本不存在向公用电网送电的可能性。这样可有效发挥光伏发电的效益和实现最大价值。
图1 太阳能光伏组件拟安装的楼顶指示图
2.光伏组件数量就、安装面积测算及安装方案
本项目拟采用270W的多晶硅太阳能电池光伏组件，组件尺寸为1690×992×50。由此，可测算出光伏组件的安装面积及光伏组件的数量。计算方法如下：
2.1 光伏组件的数量
本项目拟安装光伏组件容量为50KW，每个光伏组件的功率为270W，因此光伏组件的数量为：
M=50000÷270=185.19（块），实际取186块
故本项目拟实际采用光伏组件数量为186块，理论最大容量为50.22KW。 2.2 光伏组件安装面积
本项目光伏组件通过导轨直接安装在彩钢瓦的屋面上.每块光伏板之间需留2cm的间隙用于安装组件固定压块。因此每块光伏板实际占用面积为1.690×0.994=1.68m2。由此可计算出光伏组件的安装面积： S=1.68×186=312.5（m2）
考虑到光伏组件在安装时要留有一定的维护通道，故光伏组件实际安装时，需要的面积要比计算面积要大些，至于具体大多少，要根据光伏组件实际布局方案来确定。
2.3 光伏组件安装方案 （1）光伏组件布局方案
本项目拟采用的光伏组件总数量为186块，将其平均分为两组，一组安装在朝南面的屋顶，另一组安装在朝北面的屋顶，如图2所示。北面屋顶安装92块，分4排，每排23块板；南面屋顶安装94块，也分为4排，其中2排位23块，
图2 光伏组件屋顶安装的位置示意图
图3 屋顶光伏组件布局示意图
（2）光伏附件安装方法
由于屋顶为斜面彩钢瓦屋顶，可使用彩钢瓦专用链接件（见图4所示）先将连接件固定在彩钢瓦的楞上，然后再在连接件上固定导轨（见图5、6所示）。将导轨固定好后，再在导轨上安装光伏组件。其安装后的效果图如图7所示。
图4连接件及安装示意 图5 导轨安装示意1 图6 导轨安装示意2
（a） （b） 图7 光伏组件安装效果示意
3.本项目系统总体构成方案
3.1 一般分布式光伏并网发电系统基本构成
图8为一般分布式光伏并网发电系统的总体构成示意图。首先按光伏逆变器输入的要求将光伏组件组成相应的串并联整列，然后将其接入汇流箱，由汇流箱将光伏直流电流送入到光伏控制器及逆变器，最后由逆变器将光伏直流电变为交流电通过开关接入到大楼的相应配电箱或配电柜。
光伏控制器
及逆变器
光伏板整列
汇流箱
低压断路器
计量电度表
图8、一般分布式光伏并网发电系统构成示意图
在实际应用中，根据逆变器的选型和配置以及光伏组件的接入情况，大致可分为逆变器集中式模式、分布式逆变器模式（有的又称为组串式模式）和微型逆变器嵌入式模式（也有称为组件式）三种。图9为三种模式的构成原理示意图。
图9 常用并网光伏发电系统三种模式的原理示意 3.2 本项目系统方案选择
本项目拟采用分布式（串组）逆变器模式。其系统具体构成如图10所示。图中，逆变器采用单相10KW的逆变器，逆变器具有四组串输入，每个组串为10个270W的组件串接。四组组串的总功率为10.8KW。整个系统共采用5个逆变器，接入光伏组件数共186个，总功率约为50KW。
逆变器的交流侧通过单相断路器接入交流汇流箱的交流母线，然后再通母线输出总断路器接入酒店电房的总配电开关柜内。总断路器出口接电度计量表。
为了有效监测每个逆变器的工作状态及相关的电量参数，每个逆变器都配置有通讯接口。逆变器的通讯采用电力载波通讯方式。本系统配置一个总的监测终端，用于集中监测所有逆变器的状态信息和相关电量参数。
在位置布局上，5个逆变器采用壁挂式直接安装在顶楼楼道的墙面上上。交流汇流箱可以安装在该楼的配电箱旁边。计量电度表可直接安装在汇流箱内，也可以单独安装在汇流箱旁边。监测终端可以计量电度表安装在一起，也可以根据需要安装在合适的位置。
图10 本项目系统构成示意图
4、投资与经济分析 4.1 佛山日照峰值小时数
日照时数是指太阳每天在垂直于其光线的平面上的辐射强度超过或等于120W/m2的时间长度。佛山地处东经113°06′；北纬23°02′，年平均气温28.8℃。根据资料统计，佛山年日照时数约在1673～1718小时之间，单位面积年平均太阳能总辐射量为1385.56(KW/m2)。由于光伏组件的峰值功率是在1KW/m2的太阳能辐射量下计算的，由此可以确定在佛山光伏组件年日照峰值小时数为1385.56h。
4.2 本项目年平均发电量计算
并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、并网逆变器效率、交流并网等三部分组成。 （1）光伏阵列效率η1
光伏阵列在 1000W/m2 太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能源转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等，在这里可以估算取 η1= 92％ （2）并网逆变器转换效率η2
并网逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，本项目所采用逆变器的效率为 96％，即 η2=96% （3）系统总效率η
η=η1×η2=92％×96％≈88％ （4）年平均发电量
第一年可利用小时数为：日照峰值小时数×综合效率，日照峰值小时数与光伏发电系统效率相乘，得到光伏发电系统的第一年可利用小时数为：1385.56×88％=1219h。本项目设计装机容量为140KW，所以该项目首年发电量为：
Q1=50KW×1219h=60950（kWh)
若本项目拟采用的太阳能电池组件的光电装换效率衰减速率为 2 年内不超过 2%，10 年衰减不超过 10％、25 年衰减不超过 20％。如项目运营期为 25 年，25 年运营期内发电量逐年递减为：
ΔQ=60950×(20％÷25) ≈487（ kWh）
5.3 本项目投资与效益分析
5.3.1 本项目投资估算
根据目前市场行价以及本项目实际情况分析，本项目投资成本每瓦约10元人民币。本项目总安装容量为50KW，因此可估算出本项目需投资约50万元人民币。计算公式如下：
50×1000×10=500000元
5.3.2 本项目电费收益
假设本项目所发电量全部供酒店使用，本项目使用企业为商业用电，目前电费为1.05元/每度，目前国家公布的电费补贴标准为0.42元/每度，不考虑电费价格变化和补贴政策变化，表一为25年本项目电费收益。
5.3.3 本项目效益分析
本项目总投资为50万元，从表一可以分析出以下几个方面： （1）投资回报期
● 计算国家电费补贴 6年 ● 不计国家电费补贴 8年 （2）10年期投资年均回报率 ● 计算国家电费补贴 21.3% ● 不计国家电费补贴 15% （3）15年期投资年均回报率 ● 计算国家电费补贴 20.9% ● 不计国家电费补贴 14.9% （4）20年期投资年均回报率 ● 计算国家电费补贴 20.5% ● 不计国家电费补贴 14.6% （5）25年投资年均回报率
● 计算国家电费补贴 20.0% ● 不计国家电费补贴 14.3%
佛山市贝瑞尔电气科技有限公司是一家由企业家、教授和归国留学人员为主要股东的高科技民营股份制企业。凭借雄厚的研发实力，在电力电子领域有自己独到的核心技术与专利。公司主要致力于电力电子技术相关产品与整套方案的研究、开发与应用。目前公司的主要产品有：电力工程直流电源，有源和无源型动态无功功补偿装置、滤波装置及核心元件，风力发电并网和离网型逆变电源，光伏发电并网和离网型逆变电源，应急逆变电源，动力锂电能源回馈系统方案。
公司技术力量雄厚，专业性强，研制、开发和生产电力电子产品的经验丰富。公司拥有一批行业领军人物。奉行“以人为本、科技创新”的理念，坚持走专业化、高科技，拥有自己核心技术的发展道路，尊重知识，人尽其才。公司发展坚持以市场需求为导向，新技术应用为依托，高性能高品质产品为保障，引领行业科技进步为己任。 在发展策略上，公司坚持走联合、相互促进、共同发展的道路。公司目前在英国和新加坡等国聘请有委托研发人员，负责新技术跟踪和产品预研。另外，在我国西部中心城市成都建有合作公司—成都顺通电气有限公司。公司热诚欢迎有志于与我公司共图发展的社会各界人士和企事业单位加盟或与我公司合作。