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3KW家庭屋顶光伏太阳能发电系统毕业设计.doc35页
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随着不可再生能源的日益稀缺，伴随的环境污染日益恶劣，因此新能源的开发得到了极大的推广。太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，它集开发利用绿色可再生能源、改善环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。太阳能光伏发电的广泛应用将对保护生态环境、走经济可持续发展道路起到重要作用。
太阳能光伏发电的利用有两种方式，一种是将太阳能光伏发电系统所发出的电力输送到电网中然后供给负载使用，称谓并网发电方式。另一种是凭借蓄电池来进行能量存储的独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合。本论文主要介绍南京某3kW屋顶光伏并网发电系统的最佳设计，其中包括光伏组件的布局，光伏组件的串并联设计，汇流箱设计，屋面的处理，配电系统设计，系统防雷设计等等因素。这些直接影响屋顶光伏并网发电站的合理性、稳定性和用户的经济效益。
关键字：屋顶光伏并网；配电系统；防雷设计；汇流箱
As non-renewable energy sources increasingly scarce, along with worsening environmental pollution, so the new energy development has been greatly promoted. Solar photovoltaic power generation is an important part of new and renewable sources of energy, its collection development and utilization of green renewable energy and improve the environment, improve the living conditions of the people in one, is believed to be the most promising new energy technologies, and thus more and more people of all ages.
Widespread adoption of solar power will protect the ecological environment, and take the road of sustainable economic development played an important role.
Solar photovoltaic power generation in two ways, one being emitted
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内容详情：
结束。希望自己能够继续少年时的梦想，永不放弃。10参考文献[1]杨贵恒等编.太阳能发电及其应用.北京：化学工业出版社，]邓李军.家用分布式光伏系统设计[R].通威太阳能光伏电力事业部:邓李军,］王春学．太阳能在并网发电中的应用：机械工业出版社，2004［4］蒋路平．风电、光电发电中逆变器的选择．太阳能，2003年第5期［5］曹莹．家用太阳能发电系统设计．机电工程．]袁茂荣.光伏建筑一体化防雷设计[J].房地产导刊，2013年03期［7］李国荣等．光伏发电系统中电缆的选型及敷设．GB.2007［7］杨金焕，不同方位角斜面上太阳能辐射量及最佳倾角的计算，上海交通大学学报,2002；11附录附录1光伏汇流箱的电气原理图洲效率更为科学。逆变器在其它条件满足的情况下，转换效率应越高越好。5光伏系统的电气接入方案5.1电气接线图本方案主要适用于自发自用/余量上网（接入用户电网）的家用光伏电站系统，见图。首先需要在家庭户内配电箱内安装一台微型式断路器和一台具有双向计量功能的智能电能表。通过该空气开关控制接入电网，增加一个明显的开断点，满足自动断开、闭锁功能，低电压失电要求，符合电网安全运行要求；双向计量功能的智能电能表精...
&&&&&&&&摘要随着不可再生能源的日益稀缺，伴随的环境污染日益恶劣，因此新能源的开发得到了极大的推广。&&&&&&&&太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，它集开发利用绿色可再生能源、改善环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。&&&&&&&&太阳能光伏发电的广泛应用将对保护生态环境、走经济可持续发展道路起到重要作用。&&&&&&&&太阳能光伏发电的利用有两种方式，一种是将太阳能光伏发电系统所发出的电力输送到电网中然后供给负载使用，称谓并网发电方式。&&&&&&&&另一种是凭借蓄电池来进行能量存储的独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合。&&&&&&&&本论文主要介绍南京某3kW屋顶光伏并网发电系统的最佳设计，其中包括光伏组件的布局，光伏组件的串并联设计，汇流箱设计，屋面的处理，配电系统设计，系统防雷设计等等因素。&&&&&&&&这些直接影响屋顶光伏并网发电站的合理性、稳定性和用户的经济效益。&&&&&&&&关键字：屋顶光伏并网；配电系统；防雷设计；汇流箱AbstractAsnon-renewableenergysourcesincreasinglyscarce,alongwithworseningenvironmentalpollution,sothenewenergydevelopmenthasbeengreatlypromoted.Solarphotovoltaicpowergenerationisanimportantpartofnewandrenewablesourcesofenergy,itscollectiondevelopmentandutilizationofgreenrenewableenergyandimprovetheenvironment,improvethelivingconditionsofthepeopleinone,isbelievedtobethemostpromisingnewenergytechnologies,andthusmoreandmorepeopleofallages.Widespreadadoptionofsolarpowerwillprotecttheecologicalenvironment,andtaketheroadofsustainableeconomicdevelopmentplayedanimportantrole.Solarphotovoltaicpowergenerationintwoways,onebeingemittedbysolarphotovoltaicpowergenerationsystemusedinloadandsupplyelectricitytothegrid,andgrid-connectedpowergeneration.Anotherisanindependentpowerwithbatteriesforenergystorage,itismainlyusedintransmissionduetoerectiondifficultiesmainscannotbereachedfortheoccasion.ThispaperintroducestheNanjing3kWrooftopphotovoltaicgrid-connectedgenerationsystem,thebestdesign,includinglayoutofPVmodules,PVmoduleandparalleldesign,combinerboxdesign,roof,electricaldistributionsystemdesign,Systemlightningprotectiondesign,amongotherfactors.Thesedirectlyaffecttheroofgrid-connectedPVstationsofrationality,stabilityanduserbenefits.Keywords:photovoltaicpowergenerationanddistributionsystemlightningprotectiondesignofcombinerboxKeywords：Roofgrid-connectedPV；generationanddistributionsystem；lightningprotectiondesignofcombinerbox摘要..............................................................................................................................1Abstract..........................................................................................................................1............................................................................................................................21绪论........................................................................................................................4&&&&&&&&1.1课题的背景....................................................................................................41.2光伏系统原理................................................................................................51.3太阳能光伏发电的优点................................................................................51.4本次设计的总体概述....................................................................................62光伏方阵总体设计..................................................................................................62.1光伏组件的选型............................................................................................62.2光伏组件的串并联方式................................................................................72.3太阳能电池组件的布置及安装....................................................................72.3.1组件的最佳倾角.................................................................................72.3.2组件的最小间距.................................................................................72.4组件的安装事项............................................................................................82.4.1安装系统地点的要求.........................................................................82.4.2平面和斜面屋顶式安装.....................................................................83光伏汇流箱............................................................................................................103.1光伏汇流箱的功能......................................................................................103.2光伏汇流箱的设计特点..............................................................................103.3光伏汇流箱安装注意事项..........................................................................114并网逆变器............................................................................................................124.1并网逆变器原理及选择..............................................................................124.2容量匹配设计..............................................................................................134.3MPP电压范围与电池组电压匹配..............................................................134.4最大输入电流与电池组电流匹配..............................................................134.5转换效率......................................................................................................135光伏系统的电气接入方案....................................................................................135.1电气接线图..................................................................................................135.2电缆的选型..................................................................................................145.2.1家用电缆的选型...............................................................................145.2.2光伏电缆的选型...............................................................................156防雷设计................................................................................................................166.1雷电的三种形式..........................................................................................166.2防直击雷的措施..........................................................................................176.3防雷电感应措施..........................................................................................186.4防止雷电波侵入..........................................................................................187维护检修设计........................................................................................................198总结........................................................................................................................219致谢........................................................................................................................2210参考文献................................................................................................................2211附录........................................................................................................................231绪论&&&&&&&&1.1课题的背景随着我国现代化经济的快速发展，全社会对能源的需求日益迫切，在大规模的过度开采下，石油、煤炭等不可再生资源变得日益稀缺，并将很快面临枯竭的命运。&&&&&&&&因此，新能源的开发与使用已经成为焦点，并且开始在很多地区得到推广。&&&&&&&&其中太阳能发电是最有前景的技术之一，从环境保护和能源战略上都具有重大意义。&&&&&&&&在人们对能源需求急剧增加，而化石能源日益匮乏的背景下，开发和利用太阳能等可再生能源越来越受到重视。&&&&&&&&世界各国政府纷纷把充分开发利用太阳能作为可持续发展的能源战略决策，其中光伏发电最受瞩目。&&&&&&&&太阳能光伏发电是新能源的重要组成部分，被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术，各发达国家均投入巨额资金竞相研究开发，并积极推进产业化进程，大力开拓市场应用。&&&&&&&&新世纪伊始，众多国家纷纷制定雄心勃勃的发展规划，推动光伏技术和产业的发展。&&&&&&&&各国可再生能源法的颁布、快速发展的光伏屋顶计划、各种减免税收政策和补贴政策以及逐渐成熟的绿色电力价格，为光伏市场的发展提供了良好的基础。&&&&&&&&近几年光伏发电快速发展，光伏市场开始由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。&&&&&&&&根据国际权威机构的预测，到21世纪60年代，即2060年，全球直接利用太阳能的比例将会发展到占世界能源构成的13～15％，成为人类的基础能源之一。&&&&&&&&李克强认为，工业化与信息化的深度融合是产业升级的方向和动力。&&&&&&&&他注意到，发达国家依靠信息技术和电力技术的结合，可再生能源发电上网比例可以达到50％，而中国存在风电、光伏发电并网难的问题。&&&&&&&&李克强要求，智能电网不能只对大用户开放，而要利用信息技术，鼓励发展小规模、分布式发电。&&&&&&&&在他的推动下，国家电网已向单位、家庭的屋顶光伏发电开放。&&&&&&&&特别是国家电网公司发布的《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》的实施，极大的激发了单位和家庭个人投资分布式发电项目的热情，对新能源分布式发电及并网的推广与应用起到了积极的促进作用。&&&&&&&&1.2光伏系统原理屋顶光伏并网发电系统就是将太阳能发电设备组件安装在屋顶上，其中包括：光伏组件、组件支架、防雷汇流箱、直流配电柜、光伏并网逆变器、交流配电柜、升压变压器系统等。&&&&&&&&系统与常规电网相连，共同承担供电任务。&&&&&&&&当有阳光照射时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电转变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供给家庭交流负载使用，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。&&&&&&&&在没有充足阳光照射的时候，负载用电全部由电网供给。&&&&&&&&1.3太阳能光伏发电的优点&&&&&&&&1、太阳能资源随处可得，可就近供电。&&&&&&&&不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失，同时也节省了输电成本。&&&&&&&&这同时也为家用太阳能发电系统在输电不便的西部大规模使用提供了条件。&&&&&&&&2、太阳能光伏发电的能量转换过程简单，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损，发电效率高3、太阳能光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是绿色环保的新型可再生能源。&&&&&&&&4、太阳能光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。&&&&&&&&光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。&&&&&&&&5、太阳能光伏发电操作、维护简单，运行稳定可靠。&&&&&&&&一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上不需人值守，维护成本低。&&&&&&&&6、太阳能光伏发电工作性能稳定可靠，使用寿命(30年以上)。&&&&&&&&晶体硅太阳能电池寿命可达20~35年。&&&&&&&&7、太阳能电池组件结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装。&&&&&&&&光伏发电系统建设周期短，而用根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容。&&&&&&&&对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要的意义。&&&&&&&&1.4本次设计的总体概述本课题为3kW家庭屋顶光伏太阳能发电系统的设计与施工，但并没有实际去完成项目，而是参考其它已建成使用的并网光伏发电项目与理论知识结合，本课题设计一个3kWp的小型系统，针对普通家庭的用电的需求，拟设在南京某建筑屋顶，可利用面积为40平米，整体面向正南，屋面基本为平面结构也考虑斜面屋顶。&&&&&&&&平均每天发电5.5kWh,即可供一个1kW的负载工作5.5小时，并且实施并网操作。&&&&&&&&2光伏方阵总体设计2.1光伏组件的选型为了有效合理利用太阳能，必须选择转换效率比较高的光伏组件作为系统的发电单元，当然性价比也很重要。&&&&&&&&这样选择不仅能够节约高效合理的使用有限面积，而且可以达到高发电量的要求。&&&&&&&&项目采用了190W多晶硅层压太阳能电池组件，其参数见表1。&&&&&&&&项目名称技术参数峰值功率190W峰值工作电压34.5V峰值工作电流5.5A开路电压42V短路电流6.82A尺寸mm重量16.8kg开路电压温度系数-0.31%/℃工作温度-40℃～+85℃表2-12.2光伏组件的串并联方式光伏组件的串并联方式不仅和光伏组件的技术参数有关，而且与光伏并网逆变器的技术参数、光伏组件发电效率有关，同时也与整个光伏并网发电系统的施工方便、发电效率、造价成本等等都有很大的关系。&&&&&&&&光伏组件原则上必须在同一日照的条件下进行串联否则整体的发电效率肯定会受到输出能量最低的光伏组件的影响，从而导致整体发电效率的下降。&&&&&&&&按照预期假设，则需要在屋顶布置16块光伏组件，功率约为3kW，需要占用屋顶面积为不到30㎡。&&&&&&&&以8块光伏电池串联为1组，再用2组并联的方式，即8串2兵方式接入一台并网逆变器。&&&&&&&&2.3太阳能电池组件的布置及安装2.3.1组件的最佳倾角南京位于北纬31°14′～32°37′,属于北亚热带季风气候区，四季分明，水量充沛，光能资源充足，年峰值日照小时数为1300h左右。&&&&&&&&根据光伏设计软件计算，光伏组件方阵最佳倾角为23度。&&&&&&&&2.3.2组件的最小间距设太阳能电池组件方阵阵前后安装时的最小间距D。&&&&&&&&一般确定原则：冬至当天早9:00至下午3:00太阳能电池组件方阵不应被遮挡。&&&&&&&&计算公式如下：式中：φ：为纬度(在北半球为正、南半球为负)，根据项目地点经纬度计算；H：为光伏方阵阵列的高度；光伏方阵阵列间距应不小于D。&&&&&&&&图2-1根据选用的光伏电池参数计算得到D=0.45m。&&&&&&&&2.4组件的安装事项2.4.1安装系统地点的要求家庭屋顶光伏系统需要考虑的条件是可使用面积、房屋结构和承重要求等。&&&&&&&&屋面承重能力必须大于20kg/m2。&&&&&&&&不考虑房梁是木质结构的房屋，因为光伏系统使用年限长达25年，木质房梁易腐坏，所以不建议进行安装。&&&&&&&&若在斜面屋顶（如图2-2和图2-3）建设太阳能光伏电站，不能像平面结构那样方便的设计和选择最佳倾角。&&&&&&&&如在平面屋顶上（如图2-4），为了便于光伏组件和屋顶结合，一般都在屋面上直接平铺支架，由地理元素决定得北半球铺朝南面，南半球铺朝北面原则，能够最大效率利用光能。&&&&&&&&支架与屋顶采用夹具连接，光伏电池组件再安装于支架上。&&&&&&&&这种方式不仅美观，而且可以实现屋顶面积利用最大化。&&&&&&&&图2-2图2-3图2-42.4.2平面和斜面屋顶式安装屋顶太阳能电池组件阵列应采取抗风压措施。&&&&&&&&设计初期应向建筑结构专业提出要求,按抗风力等级要求对电池板方阵载荷进行力学计算。&&&&&&&&在整个屋面上采用镀锌不锈钢支架组装的方式，组装非常方便，同时增加钢支架与屋面结构和相关承重结构的连接点,将支架的重心设计在屋面的承重梁上，不仅解决屋面承重能力，也不破坏屋面防水层，还适应南京的气候环境特点。&&&&&&&&&&&&&&&&（1）支架材料的选择电池组件的支架框架要求简单、结实、耐用。&&&&&&&&但无论哪种安装结构，都要确保牢固支撑以及组件的固定良好，目标是能够使光伏方阵稳固的工作多年，并能够抵住各种恶劣天气的侵袭。&&&&&&&&许多组件制造商同时也专门为自己产品设计生产了固定装置。&&&&&&&&方阵支架重量要轻，以便运输和安装。&&&&&&&&制造安装电池方阵支架的材料，要能够耐受风吹雨淋的侵蚀及各种腐蚀。&&&&&&&&专门定制安装材料会比较昂贵，不同的材料成本又不尽相同。&&&&&&&&铝材：重量轻，结实，耐腐蚀。&&&&&&&&铝角铁是一种容易加工的材料，用常用的工具就可以钻孔，而且这种材料很容易与多种光伏组件框架配合。&&&&&&&&缺点是铝不容易焊接。&&&&&&&&角铁：容易加工，但也容易被腐蚀，镀锌角铁抗腐蚀性相对较好，但是安装支架或螺栓会使其生锈，特别是环境比较潮湿的季节。&&&&&&&&这种材料容易买到，可以直接焊成支架。&&&&&&&&在实际工程中，电镀铝、电镀钢以及不锈钢都是较为理想的方阵支架材料。&&&&&&&&（2）平面屋顶式安装在屋顶上选择合适的安装平面，根据电池组件支架的规格在屋顶适当的位置打孔，通过用螺栓将支架固定在屋顶上。&&&&&&&&各种安装方法会增加屋顶承重及风应力等问题。&&&&&&&&在整个组件安装完毕后，用防水胶把屋顶打孔缝隙填实，防止雨水渗透。&&&&&&&&施工期间要特别注意安全，应在房屋周边搭建脚手架。&&&&&&&&由于气流通路完全环绕电池组件周围，组件可保持相对较低的工作温度，从而提高了效率。&&&&&&&&有些支架安装方式可以按照季节调节倾角，以提高光伏系统效率。&&&&&&&&屋顶栏杆离方阵边缘距离应该大于1米，栏杆高度应按实际情况确定，但周围墙及栏杆不得影响方阵表面的光照。&&&&&&&&如安装面积有限，则可根据现场条件适当调整。&&&&&&&&（3）斜面屋顶安装在屋顶安装U型卡件，方阵支架与U型卡件连接，能够方便、可靠地固定于建筑屋面。&&&&&&&&铺设油毛毡或用密封胶把孔填实，光伏组件安装从屋檐由左向右横向安装，再自下向上一层一层安装。&&&&&&&&保证各组件连接外的防渗漏功能。&&&&&&&&若有雨水渗漏，都能顺畅的沿组件边框下趟，不会渗漏到组件下面。&&&&&&&&根据方阵的数量以及屋面安装面积合理排列方阵。&&&&&&&&并且保证背板留有空间通风散热。&&&&&&&&如果方阵距离屋顶超过8cm，那么方阵就会保持比较低的温度从而输出更多的电量。&&&&&&&&不推荐光伏组件与建筑屋顶平齐安装，因为这样组件将难以测试和更换，而且方阵也会因为工作温度较高而导致性能下降。&&&&&&&&3光伏汇流箱3.1光伏汇流箱的功能太阳能发电系统主要有光伏电池阵列、光伏汇流箱、光伏逆变器和电网组成。&&&&&&&&太阳光经过太阳能电池阵列被转换为直流电，然后再通过逆变器变为交流电并入电网或者直接供给负载使用。&&&&&&&&但是，由于光伏电池的转换效率不高，所以光伏电站往往占用很多的土地，范围比较大。&&&&&&&&为了减少光伏电池阵列和逆变器之间的连线，并在电池阵列和逆变器之间进行保护，就需要把多路太阳能电池阵列输出进行汇流、保护后，变为较少路的输出输入到逆变器里。&&&&&&&&而光伏汇流箱就是起到这么一个作用。&&&&&&&&光伏汇流箱用于连接光伏阵列与逆变器的设备，其防护等级为IP65，具备防雷及过流保护功能，并监测光伏阵列的单串电流、电压、防雷箱体内温度情况。&&&&&&&&为了提高系统的可靠性和实用性，可在光伏汇流箱里配置光伏专用直流防雷模块、直流熔断器、断路器、监控模块等，方便用户及时准确的掌握光伏电池板的工作情况，保证太阳能光伏发电系统发挥最大功效。&&&&&&&&光伏汇流箱的电气原理图见附录1。&&&&&&&&无论太阳能电站大小，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。&&&&&&&&使用光伏汇流箱，可以根据逆变器输入的直流电压范围，把一定数量的规格相同的光伏组件串联组成1个光伏组件串列，再将若干个串列接入光伏阵列防雷汇流箱，通过防雷器与断路器后输出，方便了后级逆变器的接入。&&&&&&&&3.2光伏汇流箱的设计特点1）箱体结构安全、可靠，保证元件安装后及操作时无摇晃、不变形，在该箱体设计中对机盖及底均增加了加强筋，具有足够的机械强度。&&&&&&&&2）设计保证防护等级IP65，采用了机盖四周封闭密封胶条方案，具备防水、防灰、防锈、防烟雾，满足室外安装的使用要求。&&&&&&&&3）每路电池串列的正负极都配有光伏专用保险丝进行保护；4）汇流箱采用自供电模式，节省了汇流箱安装时的电源布线，给前期施工布线也带来了方便；5）直流输出母线配有光伏专用高压防雷器，正极对地、负极对地、正负极之间都具备防雷功能；6）采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值；7）汇流箱配置智能监控单元，检测每路电流、输出电压、箱体内温度、雷击状态等信息；8）提供了扩展功能，可与PC机进行通讯，实现远程检测；9）具备多种通讯方式，提供RS485接口和无线Zigbee接口；3.3光伏汇流箱安装注意事项光伏汇流箱设计的一般正常使用环境条件为a）使用环境温度：-25℃～+55℃（无阳光直射）；相对湿度≤95%，无凝露；b）符合GB725&&&&&&&&1.1中6.1.2.3中污染等级≤3的规定；c）海拔高度≤3000m；d）无剧烈震动冲击,垂直倾斜度≤5°；e）空气中应不含有腐蚀性及爆炸性微粒和气体。&&&&&&&&白天安装光伏组件时，应用不透光的材料遮住光伏组件，否则在太阳光下，光伏组件会产生很高的电压，可能导致电击危险。&&&&&&&&保险丝承受来自逆变器和光伏阵列的高压。&&&&&&&&严禁在工作时触碰保险丝。&&&&&&&&检查和更换保险丝前必须将直流断路器断开，但注意此时直流断路器的所有端子仍会有高压，必须更换与原型号相同等级的熔丝。&&&&&&&&4并网逆变器4.1并网逆变器原理及选择并网逆变器是光伏发电系统的核心部件和技术关键。&&&&&&&&并网逆变器可将光伏组件发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制。&&&&&&&&并网逆变器主要分高频变压器型、低频变压器型和无变压器型三大类。&&&&&&&&根据所设计系统以及业主的具体要求，主要从安全性和效率两个层面来考虑变压器类型。&&&&&&&&以下是它们之间的对照表4-1：类型因素安全性转换效率成本价格重量、尺寸高频变压器型中低中中低频变压器型高中高大无变压器型低高低小表4-1家用光伏系统是小系统，不需很高的技术指标，逆变器不带隔离变压器时，能源转换效率更高,再结合成本等因素，表4-2EversolTL3000的逆变器的主要参数如下。&&&&&&&&产品图片项目名称技术参数最大输入功率3300W最大输入电压500V最大输入电流18A直流输入路数2路MPPT跟踪路数1路接入电网类型单相额定交流输出功率3000W并入电网的电压范围200-270V并入电网的频率范围47-50.5Hz尺寸360*415*145mm重量15.6kg防护等级IP65散热方式自然对流表4-2项目根据安装容量选择EversolTL3000逆变器，采用世界先进的高频技术，最大转换率97.2%，MPPT跟踪精度高达99.5%。&&&&&&&&最大功率点电压可达500V，可串联更多的电池板，减少直流端损耗；高品质的产品和全天候室内外应用。&&&&&&&&IP65的保护等级可以保证设备在各种恶劣环境下仍然稳定工作。&&&&&&&&4.2容量匹配设计并网系统设计中要求电池阵列与所接逆变器的功率容量相匹配，一般的设计思路是：组件标称功率×组件串联数×组件并联数＝电池阵列功率在容量设计中，并网逆变器的最大输入功率应近似等于电池阵列功率，已实现逆变器资源的最大化利用。&&&&&&&&4.3MPP电压范围与电池组电压匹配根据太阳能电池的输出特性，电池组件存在功率最大输出点，并网逆变器具有在特点输入电压范围内自动追踪最大功率点的功能，因此电池阵列的输出电压应处于逆变器MPP电压范围以内。&&&&&&&&电池组件电压×组件串联数＝电池阵列电压一般的设计思路是电池阵列的标称电压近似等于并网逆变器MPP电压的中间值，这样可以达到MPPT的最佳效果。&&&&&&&&4.4最大输入电流与电池组电流匹配电池组阵列的最大输出电流应小于逆变器最大输入电流。&&&&&&&&为了减少组件到逆变器过程中的直流损耗，以及防止电流过大对逆变器造成过热或电气损坏，逆变器最大输入电流值与电池阵列的电流值的差值应尽量大一些。&&&&&&&&电池组件短路电流×组件并联数＝电池阵列最大输出电流4.5转换效率并网逆变器的效率标示一般分最大效率和欧洲效率，通过加权系数修正的欧洲效率更为科学。&&&&&&&&逆变器在其它条件满足的情况下，转换效率应越高越好。&&&&&&&&5光伏系统的电气接入方案5.1电气接线图本方案主要适用于自发自用/余量上网（接入用户电网）的家用光伏电站系统，见图。&&&&&&&&首先需要在家庭户内配电箱内安装一台微型式断路器和一台具有双向计量功能的智能电能表。&&&&&&&&通过该空气开关控制接入电网，增加一个明显的开断点，满足自动断开、闭锁功能，低电压失电要求，符合电网安全运行要求；双向计量功能的智能电能表精度不低于2.0级，作为计量关口。&&&&&&&&其次，需要在并网交流配电箱内安装一台精度不低于2.0级的计量多功能表，作为校核电能表，电能表电流电压回路接线接入低压侧尽量回路。&&&&&&&&图5-1电气主接线图5.2电缆的选型5.2.1家用电缆的选型&&&&&&&&（1）压降估计导线线径一般按如下公式计算：S=IL/r×U`式中：I~导线中通过的最大电流（A）；L~导线回路的长度（m）；r~导电率，铜取57，铝取34；U`~允许的电源降（V）；S~导线的截面积（mm2）；说明：①U`电压降可由整个系统中所用的设备（如探测器）范围分给系统供电用的电源电压额定值综合起来考虑选用。&&&&&&&&②计算出来的截面积往上靠，绝缘导线载流量估算（2）截面电流通常金属导线截面存在最大通过电流，除了计算电缆压降之外，还需验证电缆界面电流是否满足条件。&&&&&&&&铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系如下表5-1。&&&&&&&&截面/mm2倍数电流/A.2.通过上表可以估算出电缆截面的安全载流量。&&&&&&&&估算方法如下：十下五；百上二；二五三五四三界；七零九五两倍半；穿管温度八九折；铜线升级算；裸线加一半。&&&&&&&&意思是：十下五就是十以下乘以五；百上二就是百以上乘以二；二五三五四三界就是二五乘以四，三五乘以三；七零九五两倍半就是七零和九五线都乘以二点五；穿管温度八九折就是随着温度的变化而变化，在算好的安全电流数上乘以零点八或零点九；铜线升级算就是在同截面铝芯线的基础上升一级，如二点五铜芯线就是在二点五铝芯线上升一级，则按四平方毫米铝芯线算。&&&&&&&&裸线加一半就是在原已算好的安全电流数基础上再加一半。&&&&&&&&现在一般家用电缆规格是1.5mm2或2.5mm2，在安装光伏系统的时候，需要考虑光伏系统装机容量和自家原有电缆规格的关系，看原有电缆能否满足光伏系统的承载电流，尤其是电表进线的规格大小。&&&&&&&&5.2.2光伏电缆的选型光伏系统中电缆的选择主要考虑如下因素：1）电缆的绝缘性能；2）电缆的耐热阻燃性能；3）电缆的防潮，防光；4）电缆的敷设方式；5）电缆芯的类型（铜芯，铝芯）；6）电缆的大小规格。&&&&&&&&光伏系统中不同的部件之间的连接，因为环境和要求的不同，选择的电缆也不相同。&&&&&&&&以下分别列出不同连接部分的技术要求：1）组件与组件之间的连接：必须进行测试，耐热90℃，防酸，防化学物质，防潮，防曝晒。&&&&&&&&电缆使用在户外，直接暴露在阳光下，光伏系统的直流部分应选用耐氧化、耐高温、耐紫外线的电缆。&&&&&&&&2）方阵内部和方阵之间的连接：可以露天或者埋在地下，要求防潮、防曝晒。&&&&&&&&建议穿管安装，导管必须耐热90℃。&&&&&&&&3）方阵和逆变器之间的接线：必须进行测试，耐热90℃，防酸，防化学物质，防潮，防曝晒。&&&&&&&&电缆使用在户外，直接暴露在阳光下，光伏系统的直流部分应选用耐氧化、耐高温、耐紫外线的电缆。&&&&&&&&电缆大小规格设计，必须遵循以下原则：1）交流负载的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。&&&&&&&&逆变器的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。&&&&&&&&方阵内部和方阵之间的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.56倍。&&&&&&&&2）考虑温度对电缆的性能的影响。&&&&&&&&3）考虑电压降不要超过2％。&&&&&&&&4）适当的电缆尺径选取基于两个因素，电流强度与电路电压损失。&&&&&&&&完整的计算公式为：线损=电流×电路总线长×线缆电压因子（可由电缆制造商处获得）。&&&&&&&&6防雷设计6.1雷电的三种形式1)直击雷直击雷是带电积云与地面目标之间的强烈放电。&&&&&&&&雷电直接击在受害物上，产生电效应、热效应和机械力，从而对设施或设备造成破坏，对人畜造成伤害。&&&&&&&&直击雷的电压峰值通常可达几万V甚至几百万V，电流峰值可达几十kA乃至几百kA，其破坏性之所以很强，主要是由于雷云所蕴藏的能量在极短的时间(其持续时间通常只有几微秒到几百微秒)就能释放出来，从瞬间功率来讲，是巨大的。&&&&&&&&2)感应雷电感应雷的能量远小于直击雷，但感应雷发生的可能性远大于直击雷。&&&&&&&&感应雷分为由静电感应形成的雷和由电磁感应形成的雷两种。&&&&&&&&静电感应雷：当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，束缚电荷就变成了自由电荷，从而产生很高的静电电压(感应电压)，其过电压幅值可达到几万到几十万V，这种过电压往往会造成建筑物内的导线、接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电。&&&&&&&&电磁感应雷：雷电放电时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近产生迅速变化的强磁场。&&&&&&&&这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势。&&&&&&&&3)雷电波侵入当架空线路或埋地较浅的金属管道、线缆直接受到雷击或因附近落雷而感应出高电压时，感应过电压会产生脉冲浪涌，如大量的电荷不能中途迅速入地，就会形成雷电冲击波沿导线或管道传播。&&&&&&&&这个传导过电压会影响或破坏很大范围内之连接的设备。&&&&&&&&6.2防直击雷的措施安装光伏系统时，防雷接地系统的施工质量关系到工作人员和系统设备的安全问题。&&&&&&&&常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。&&&&&&&&防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体&&&&&&&&（1）接闪器的选择安装于屋顶的光伏方阵，如果处于接闪装置的保护范围内，不可能遭到大于所选滚球半径雷电流直接雷击。&&&&&&&&接闪器分为避雷针、避雷线和避雷带，应根据实际选用。&&&&&&&&根据建筑物的防雷类别，使用滚球法来确定避雷针的高度和数量。&&&&&&&&此外，还应注意保持光伏支架和避雷针之间的隔离距离。&&&&&&&&现在的建筑屋顶，有的有避雷设施，有的没有避雷设施。&&&&&&&&对于安装于屋顶的光伏方阵的防雷，要充分利用和防护已有的防雷设施，既降低成本，又考虑防雷效果。&&&&&&&&以避雷针作为接闪器的防雷电原理是：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。&&&&&&&&实际上，避雷针是引雷针，可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。&&&&&&&&避雷针之外还有避雷线，它是通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接引金属线的防雷电，它的防护作用等同于在弧垂上每一点都是一根等高的避雷针。&&&&&&&&后来发展了避雷带，就是在屋顶四周的女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属带做接闪器来防雷电。&&&&&&&&避雷带的防护原理与避雷线一样，由于它的接闪面积大，接闪设备附近空间电场强度相对比较强，更容易引雷电先导，使附近尤其比它低的物体受雷击的几率大大减少。&&&&&&&&从防雷范围等级从小到大可分为①单针型避雷针②双支等高避雷针③多根避雷针④避雷线与避雷针的组合。&&&&&&&&一般像3kW的小新屋顶光伏方阵，只需要选用单针型避雷针就能达到要求。&&&&&&&&(2)接地系统所有接地都要连接在一个接地体上，光伏系统的接地包括以下几个方面。&&&&&&&&防雷接地：为了防止各种雷引起的雷电流的损害，避雷针、避雷带(线)以及低压避雷器，连接架空线路的电缆金属外皮必须可靠接地。&&&&&&&&工作接地：为保证安全，逆变器的中性点、电压和电流互感器的二次绕组必须接地。&&&&&&&&保护接地：为防止出现正常情况下不带电、在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的情况，光伏电池组件机架、控制器外壳、逆变器外壳、配电箱外壳、电缆外皮、穿线金属管道的外皮必须接地。&&&&&&&&屏蔽接地：为了防止电磁干扰而对电子设备所做的金属屏蔽必须接地。&&&&&&&&6.3防雷电感应措施防雷电感应主要采用等电位连接。&&&&&&&&原则上说，从外部进入建筑物的所有导电部件都必须接入等电位连接系统中，所有不带电的金属部件直接连接到等电位系统。&&&&&&&&不带电的金属部件包括设备、太阳电池板四周铝合金框架与支架、金属管道、电缆的金属外皮都要可靠接地，每件金属物品都要单独接到接地干线，不允许串联后再接到接地干线上。&&&&&&&&带电部件(如电缆)则通过安装电涌保护器间接接入等电位连接系统。&&&&&&&&6.4防止雷电波侵入由于雷电波(雷电浪涌)侵入造成控制机房内控制器或逆变器遭损坏的概率最大，所以必须对雷电波侵入进行防护。&&&&&&&&光伏发电系统的雷电浪涌入侵路径除了光伏阵列到机房的引入线外，还有配电线路、接地线以及架空进入室内的金属管道和电缆。&&&&&&&&从接地线侵入是由于附近的雷击使大地电位上升，使得大地电位比电源高，从而产生从接地线向电源侧的反向电流。&&&&&&&&光伏阵列到机房的引入线是雷电波侵入的主要途径。&&&&&&&&为此，可以采取多级防护措施进行保护。&&&&&&&&在电池阵列的主回路内分散安装避雷元件，在接线箱内也安装避雷元件；保证接线箱与制柜间距大于10m；在光伏阵列和逆变器之间的每根引入线上加装防雷器。&&&&&&&&在控制器、逆变器内安装防雷元器件；在逆变器与配电柜之间安装低压阀式避雷器或浪涌保护器。&&&&&&&&对从低压配电线侵入的雷电浪涌，通过安装在配电盘中的避雷元件应付。&&&&&&&&在雷雨多发的地域，在交流电源侧安装耐雷变压器更加安全。&&&&&&&&对供电线路、传输电缆和架空线路，可在线上安装金属氧化物避雷器，要在每条回路的火线和零线上装设。&&&&&&&&对架空进入室内的金属管道和电缆的金属外皮要将它们在入口处可靠接地，冲击接地电阻值不得大于30Q。&&&&&&&&接地最好采用电焊的方式，若做不到电焊也可采用螺栓连接。&&&&&&&&7维护检修设计在光伏电站的日常运行维护中，需要准备以下工具和材料：烙铁、扳手、纸笔、清洁剂、抹布、旋具、液体密度计、安全护目镜、橡皮手套、万用表、碳酸氢钠、蒸馏水、可调电源、熔断器、电池、导线、剥线钳、产品资料和维护指南等。&&&&&&&&&&&&&&&&（1）光伏阵列的维护光伏系统设计寿命通常在20年以上，其故障率较低。&&&&&&&&光伏系统的使用与维护的好坏直接影响着系统的使用寿命，影响着系统的运行成本和发电效率。&&&&&&&&一般情况下，无需对太阳能电池组件进行表面清洁处理，但对暴露在外的接线接点要进行定期检查，维护。&&&&&&&&①保持光伏阵列采光面的清洁。&&&&&&&&在少雨和风沙比较大的季节，应3周清洗一次，清洗时应先用清水冲洗，然后用干净的柔软的布将水擦干，切勿用有腐蚀性的溶剂冲洗，或用硬物擦拭。&&&&&&&&②遇有大风、暴雨、冰雹、大雪等情况，应采取措施保护光伏方阵，以免损坏。&&&&&&&&③组件的接线盒应定期检查以防风化。&&&&&&&&定期检查光伏组件板间连线是否牢固，方阵汇线盒内的连接是否牢固，按需要紧固；检查光伏组件是否有损坏或异常，如破损、栅线断裂、出现热斑等；检查光伏组件接线盒内的旁路二极管工作是否正常。&&&&&&&&当光伏组件出现问题时，及时更换，并且详细记录故障组件在光伏阵列内的具体安装位置。&&&&&&&&④每季度检查一次各太阳能电池组件的封装及接线街头，如发现有封装开胶进水、电池变色及接头松动、脱线、腐蚀等情况，应及时处理。&&&&&&&&⑤定期检查方阵支架是否牢固，支架与接地系统的连接是否可靠，电缆金属外皮与接地系统的连接是否可靠，按需要可靠连接。&&&&&&&&（2）控制器和逆变器电流控制器、逆变器通常十分可靠，可以使用多年。&&&&&&&&有时因设计问题，电子元器件经过长期运行可能会被损坏，此外，雷击因素也可能导致元器件损坏。&&&&&&&&①定期检查控制器、逆变器与其它设备的连线是否牢固，检查控制器、逆变器的接地连线是否牢固，按需要固紧。&&&&&&&&②检查控制器、逆变器内电路板上的元器件有无虚焊现象、有无损坏元器件，按需要进行焊接或更换。&&&&&&&&③检查控制器的运行工作参数点与设计值是否一致，如不一致按要求进行调整。&&&&&&&&④检查控制器显示值与实际测量值是否一致，以判断控制器是否正常。&&&&&&&&（3）防雷装置定期测量接地装置的接地电阻值是否满足设计要求；定期检查各设备部件与接地系统是否连接可靠，若出现连接不牢靠，必须要焊接牢固；在雷雨过后或雷雨季到来之前，检查方阵汇流盒以及各设备内安装的防雷保护器是否失效，并根据需要及时更换。&&&&&&&&8总结在整个大学生涯中，毕业设计是一个相当重要的环节，是我们步入社会参与实际项目的规划建设的一次极好的演示。&&&&&&&&毕业设计是三年学习的总结和提高，和做科研开发工作类似，要有严谨求实的科学态度。&&&&&&&&毕业设计有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。&&&&&&&&从最初的选题，开题到分析调查，整理材料直到完成设计。&&&&&&&&在这期间，查阅资料，老师指导，与同学交流，反复修改论文内容，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。&&&&&&&&在毕业设计期间，尽可能多的阅读文献资料是很重要的，一方面是为毕业设计做技术准备，另一方面是一种更好的学习方法。&&&&&&&&一次优秀的设计对启发我们的思维，掌握设计的规范、流程、具体操作都很有帮助。&&&&&&&&在这次做毕业设计的过程中，我不仅回顾了以前学过的知识，而且还更加深入的了解到了一些知识，包括光伏汇流箱的具体设计方案和光伏一体化建筑的防雷设计方面的知识。&&&&&&&&了解了一些电气设备如汇流箱、逆变器防雷保护器等设备的具体参数和使用规范和说明。&&&&&&&&通过毕业设计，我感到自己应用基础知识及专业知识解决问题的能力有了很大的提高，以前所学的许多课程感觉比较零散，当时也并不清楚它的用途，现在也都找到了用武之地。&&&&&&&&今后走上社会，我主要还是要凭借这些技能来工作，所以通过这次的毕业设计，我也了解到了自己的很多不足，在今后的工作与学习中，我会不断的提高与改进。&&&&&&&&9致谢本论文在刘颖老师的悉心指导下完成的。&&&&&&&&老师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，平易近人的人格魅力对本人影响深远。&&&&&&&&不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。&&&&&&&&本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师大量的心血。&&&&&&&&在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。&&&&&&&&所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。&&&&&&&&离校日期已日趋渐进，毕业论文的完成也随之进入了尾声。&&&&&&&&从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此我向南工院新能源应用专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们三年的辛勤栽培，谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理，谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲！三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。&&&&&&&&很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。&&&&&&&&感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。&&&&&&&&最后要感谢的是我的父母，他们不仅培养我，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。&&&&&&&&在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬他们，报答他们！“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。&&&&&&&&”这是我少年时最喜欢的诗句。&&&&&&&&就用这话作为这篇论文的一个结尾，也是一段生活的结束。&&&&&&&&希望自己能够继续少年时的梦想，永不放弃。&&&&&&&&10参考文献[1]杨贵恒等编.太阳能发电及其应用.北京：化学工业出版社，]邓李军.家用分布式光伏系统设计[R].通威太阳能光伏电力事业部:邓李军,］王春学．太阳能在并网发电中的应用：机械工业出版社，2004［4］蒋路平．风电、光电发电中逆变器的选择．太阳能，2003年第5期［5］曹莹．家用太阳能发电系统设计．机电工程．201&&&&&&&&1.1[6]袁茂荣.光伏建筑一体化防雷设计[J].房地产导刊，2013年03期［7］李国荣等．光伏发电系统中电缆的选型及敷设．GB.2007［7］杨金焕，不同方位角斜面上太阳能辐射量及最佳倾角的计算，上海交通大学学报,2002；11附录附录1光伏汇流箱的电气原理图
的安装角度为18度。斜导柱的工作长度/sinLSa=，代入数据得，L=64.2mm，取65mm。开模行程H=/tanSa，代入数据得，H=56mm。'wF=coscFa=3235.2/cos15°=3327.1NtankcFFa==5;tan15°=776.6N式中?wF—
的精心指导给了我极大的帮助，他的言传身教将使我终生受益。在此向钞老师致以由衷的的感谢，谢谢您。其次，我感谢XX学院在四年大学生活中对我的教育和培养，感谢XX学院管理学院所有的老师，没有你们的辛勤劳动，就没
了良好的学习环境和生活环境，让我的大学生活丰富多姿，为我的人生留下精彩的一笔。完成侧向分型或抽芯动作。1）确定抽芯距抽芯距一般应大于成型孔(或凸台)的深度，本例中塑件小孔壁厚、小凸台高度相等，均为：(14-1
）至少要引用最近3-5年的5～10篇原文资料。3、单面打印，上2cm,下2cm,左2.5cm,右1.5cm，装订线0.5cm,选择“不对称页边距”,页眉1.2cm,页脚1.5cm。4、正文字数本科6000字以上。5、参考文献的注文放在论文后，注文的序
块之间跨度有关，根据前面型腔布置，模架选用在300-500mm之间，垫块之间的跨度约为120mm可根据如下公式得支承板厚度，即：T=0.54×L(pll/Elζp)1/3（3-12）=0.54×120(30×180/2.1×105×450&#2
占据最大优势，才能为更好地迎接4G时代储备力量，更快速高效地运营4G品牌。参考文献[1]张艳芳：体验营销，[M],西南财大出版社，[2]王成：全面客户体验，[M]，广东经济出版社，[3]马连福：体验营销—
气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，
andsetmanyflagsinruntime.AllthecorePhysX(TM)classesinvolvingscene,actor,characteretc,areimplementedasChannels.SimplyattachinthecorrectsequenceaPhysXforQuestCorechannel,aSceneandanActor(orJointetc)andits
ellularmaterials.APVCcompoundmaycontainthefollowingingredients:(1)Polymer.(6)Fillers.(2)Stabilisers.(7)Pigments.(3)Plasticisers.(4)Extenders.(9)Impactmodifiers.(5)Lubricants.(8)Polymericprocessingaids
).(mNMgl（8）6170).(mNMk（9）9974)(/MPaANnp(10)=(1)/(3)14.14.12)(/MPaIyMnnip(11)=(2)(5)/(4)17.230.480-25.15)(MPapc?(12)=(10)-(11)-3.1113.64
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