设计太阳能光伏发电系统需要考虑哪些因素呢

并网光伏发电系统的设计步骤：

1、在考察的基础上进行预可行性研究；

2、技术方案确定和设备选型：

太阳能电池板、汇流箱、直流汇流柜、逆变器、交流配电柜、升压系统、监控系统、其它设备、运行方式等；

3、工程设计：与建筑结合、土建施工方案、抗风能力、防雷接地、电网接入系统；

4、特殊设计：

1) 对于BIPV和BAPV：并网方式、遮挡计算、专用BIPV组件

的安装设计、 造型和美观等

2) 对于大型光伏电站：占地计算、场地、基础、机房、围栏、自动跟踪系统等。

答：

首先要明确使用要求：

一、先计算负载容量

1.照明用负载容量，2.动力用负载容量，3.加热用负载容量。负载容量就是所有用电器具的电功率乘以用电时间的全部乘积之和。

例如：1.照明灯5盏，3盏7瓦的，两盏15瓦的，合计51瓦，每天17点到23点照明6小时。

计算：51瓦×6小时=306瓦时=0.306千瓦时（1千瓦时=1度电=1000瓦时）。

2.冰箱1台，功率100瓦，24小时间歇工作，每日耗电1.5度。

3. 42寸LED电视机1台，耗电70瓦，每天5小时，日耗电0.35度。

4. 台式电脑一台，耗电150瓦，每天6小时，日耗电0.9度。

四项合计每日总耗电量：0.306千瓦时+1.5千瓦时+0.35千瓦时+0.9千瓦时=3.056千瓦时，大约每天3个字，也就是3度电。

二、计算太阳能电池板（光伏板）

每块光伏板参数：尺寸：1.95m×1m=1.95平米，功率：360瓦，开路电压：45伏，工作电压：37伏，工作电流：9.19安培。

可选用4块，总功率：1440瓦，每小时可发电1.44度，按（冬天）每天四小时，每天可发电5.76度，可完全满足日耗3度的用电量。安装时两块并联，再串联。开路电压：90伏，工作电压：74伏，工作电流：18.38安培。

三、计算电瓶（铅酸蓄电池）

可选用6块12伏100安时的蓄电池串联使用，总电压72伏，容量100安时。总储电量7200瓦时，也就是7.2度（千瓦时）。

由于蓄电池容量原因，如果是天天晴天，每日光伏板发的电负荷用不完，多余的还能充入蓄电池，用电当然没有任何问题，第二天、第三天阴天，也没有问题，但是第四天再连阴天，蓄电池的电将耗尽！蓄电池的电耗尽后，如果一周得不到充电，蓄电池将永久性损坏！此时，必须将蓄电池运到通电的地方去充电。充足后运回来还可以用两天。

若想阴天多用几天，就要成组地增加蓄电池，一组6块，两组12块就能用4天，三组18块就能用一周了。

再一个办法就是少用电，例如电视换17寸，耗电20瓦左右，电脑换笔记本电脑，耗电16瓦左右。电灯换LED灯泡，又亮又省电，还寿命长不怕闪。

四、附件选用

逆变器可选用72伏变220伏，3000瓦的，价格300元左右。

考虑到冰箱起动电流较大，选用大功率的逆变器可保证冰箱的正常使用，用电也费不太多。

充放电控制器，选72伏，20安培的那种。

导线使用2.5平方的（指平方毫米，简称，和房子的平方不是一回事）或4平方的，导线粗可以提高效率，省电且安全。

太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1、集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。

对于大型并网光伏系统，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式三相逆变器。

该方式的主要优点是：整体结构中使用光伏并网逆变器较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。

集中逆变一般用于大型光伏发电站（>10kW）的系统中，很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。

在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上，可以附加一个光伏电池阵列的接口箱，对每一串的光伏电池组串进行监控，如其中有一组光伏电池组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作，从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。

2、主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在太阳辐射升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。

为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高，但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率，对于大型的光伏系统，效率的提高能够产生较大的经济效益。

3、分布式

分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。

分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修，减少维修时的发电损失。

分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。

4、组串式

光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。

在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。

另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。

光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

如果是光伏设计师是需要电气专业的，例如光伏发电工程、电气工程等专业。

光伏设计师岗位职责

职责描述:

1、编制光伏发电系统的项目建议书、方案初始设计、细化设计方案等技术文件 

2、完成光伏发电系统的相关电气设计,施工图纸设计及相关设备选型、技术协议及询价文件编制 

3、参与招投标过程中的相关技术标书的编制 

4、负责与EPC主、供应商、施工方技术方面的沟通和对接 

5、参与项目前期技术调研、技术支持、技术交流及相关技术工作。为业务部门提供技术支持与咨询 

6、配合设计进度要求,制定详细的作业计划,并按照项目要求完成设计工作,确保设计质量 

7、具备电气一次、二次专业背景,能较为独立完成电气一次、二次设计内容:电气主接线、变电站设备安装,导线拉力计算,变电站配电、电缆敷设、防雷接地等。

任职要求:

1、本科以上学历,新能源工程、光伏发电工程、电气工程等相关专业。 英语四级

2、能够熟练使用制图软件、光伏系统设计软件,如RETSCREEN PVSYSTEM等 

3、具备电气一次专业设计经验及背景,有光伏电站设计相关工作经验3年以上,能独立解决本专业领域内的技术难点问题,有设计院工作背景 

4、熟悉光伏系统,光伏电站,或太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池的相关性能及应用良好沟通交流能力,有责任心和团队意识,有一定的抗压能力

原则上，上述所有方案都适用于光伏电站电气主接线，但综合考虑经济效益及接入点数量，光伏电站应优先选择投资相对较低的方案。因此，光伏电站电气主接线可采用单元接线，桥型接线或单母线接线。

1、光伏发电站设计应综合考虑日照条件、土地和建筑条件、安装和运输条件等因素，并应满足安全可靠、经济适用、环保、美观、便于安装和维护的要求。

2、光伏发电站设计在满足安全性和可靠性的同时，应优先采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

3、大、中型光伏发电站内宜装设太阳能辐射现场观测装置。

4、光伏发电站的系统配置应保证输出电力的电能质量符合国家现行相关标准的规定。

5、接人公用电网的光伏发电站应安装经当地质量技术监管机构认可的电能计量装置，并经校验合格后投入使用。

6、建筑物上安装的光伏发电系统，不得降低相邻建筑物的日照标准。

7、在既有建筑物上增设光伏发电系统，必须进行建筑物结构和电气的安全复核，并应满足建筑结构及电气的安全性要求。

8、光伏发电站设计时应对站址及其周围区域的工程地质情况进行勘探和调查，查明站址的地形地貌特征、结构和主要地层的分布及物理力学性质、地下水条件等。

9、光伏发电站中的所有设备和部件，应符合国家现行相关标准的规定，主要设备应通过国家批准的认证机构的产品认证。

如果是太阳能发电并网上网的（就是发出的电主要是供给电网卖钱的），T接在用户变压器的前端。当然T接之前你还需要一系列的设备：升压变、计量装置、防孤岛、防雷击、电能质量监测、过流过载保护、遥控自控、信息通讯等等一些列设备。就跟你建个发电厂差不了多少。

另一种太阳能发电并网自发自用的，T接在用户变压器的后端（用户侧）。

这样接入的设备稍微少一点，必要的保护设备还是需要的。

两种并网类型，具体要哪些接入设备，电力设计院会做好接入设计。如果是自发自用，太阳能发电容量又很小，比如是5个千瓦以下，完全可以从逆变器出来以后，直接T接到用户侧。对于几十个千瓦的系统，看用户侧变压器容量的大小，如果低于变压器容量10%的，虽然接了没大碍，但是考虑到安全，尽管有专业电工，必要的防触电、过流过压保护，都还是有必要的。

在应用太阳能发的电时，实际上是个离网系统，太阳能发电先在蓄电池力储存起来，让后利用蓄电池输出，得到相对稳点的电能。当蓄电池没电时，自动切换到市电。此时，太阳能发电系统跟市电是断开的，这种形式，称之为市电互补的离网系统。如果，用电设备对断电时间没有要求，则可以通过继电器组合来切换，如果对断电时间要求很高，在几个微秒内要完成切换，那要专门的装置了，是用可控硅的。