在北方許多地區，大屋頂優勢讓戶用光伏系統能夠達到15kW左右。隨著越來越的屋頂資源進入市場，15kW系統迎來大量應用場景。本文從組件排布配置、逆變器信息、線纜、發電量預測及實際項目發電情況等方面，詳細介紹15kW光伏系統設計全過程，進行整體方案分享，歡迎您的閱讀討論。
一、設計過程
1.項目簡介
固德威太陽能學院之前推出的《10kW光伏系統典型設計全過程》&《5KW家用光伏系統典型設計全過程》詳細介紹了項目的接地安裝、配電箱配置方法由于各區域差別較大，這里不做重復介紹。
1.1項目示意圖紙
最大敷設面積
1.2組件選型和安裝配置
考慮到有限的屋頂面積、銀行放款條件以及全壽命周期的收益，越來越多的高效板在屋頂分布式項目中得到應用，此次方案選擇60片300W高效組件，參數如下：
TAB-1 組件參數
考慮到當天氣候水文條件、以及現場的安裝條件，采用類似陽光房的方案將組件抬高，5*4為一個單元，每個單元內組件串聯接入逆變器，組件排布及支架方案如下：
PIC-1 支架示意圖
（1） 每串組件開路電壓和工作電壓在SOC條件下分別約為800V和656V，滿足逆變器安全和最優運行電壓需要；
（2） 每串組件額定功率在SOC下約為6kW，每3串接入一臺逆變器，接入總功率為18kW，滿足逆變器最大額定輸入功率要求；
1.3 逆變器的選擇
新型高效組件的應用給逆變器的性能提出了需求，包括直流側超配和交流側過載能力，GW15KN-DT在考慮實際應用要求后，優化了產品性能，包括結構優化設計、效率提升、過載能力等。
PIC-2 逆變器外觀圖
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GW15KN-DT |
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直流輸入參數 |
交流輸出參數 |
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最大直流輸入功率（W） |
19500 |
額定交流輸出（W） |
15000 |
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最大直流輸入電壓（V） |
1000 |
最大視在功率（W） |
16500 |
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最大直流輸入電流（A） |
22/11 |
額定輸出電壓（V） |
380 |
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直流啟動電壓（V） |
180 |
最大輸出電流（A） |
24 |
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MPPT電壓范圍（V） |
200~850 |
輸出電壓頻率（Hz） |
50/60 |
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MPPT路數/每路MPPT輸入路數 |
2/1 |
功率因數可調范圍 |
-0.8~+0.8 |
TAB-2 逆變器電氣參數
1.4 線纜的選擇
（1）直流側線纜
Ø 直流線纜多為戶外鋪設，需要防潮、防曬、防寒、防紫外線等，因此分布式光伏系統中的直流線纜一般選擇光伏認證的專用線纜，考慮到直流插接件和光伏組件輸出電流，目
Ø 前常用的光伏直流電纜為PV1-F 1*4mm²。
（2）交流側線纜
Ø 交流線纜主要用于逆變器交流側至交流匯流箱或交流并網柜，可選用YJV型電纜。長距離鋪設還要考慮到電壓損失和載流量大小，15KW三相機交流線纜推薦使用YJV-5*10mm²。
注：交直流線纜一般都安裝在戶外，一般套PVC管來保護線纜。
二、設計方案圖及清單表
（1）設計方案
（2）材料清單表
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三、收益計算
（1）發電量估算
裝機容量18kW，PR=82%，全年發電量估值為1200小時（山東地區），首年發電量為17712kwh。首年衰減為2.5%，25年末最低功率為85%。
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年份 |
功率衰減 |
年末功率 |
年發電量(kWh) |
累計發電量(kWh) |
|
1 |
1.00% |
99.00% |
17712 |
17712 |
|
2 |
0.58% |
98.42% |
17534.88 |
35246.88 |
|
3 |
0.58% |
97.83% |
17431.56 |
52678.44 |
|
4 |
0.58% |
97.25% |
17328.24 |
70006.68 |
|
5 |
0.58% |
96.67% |
17224.92 |
87231.6 |
|
6 |
0.58% |
96.08% |
17121.6 |
104353.2 |
|
7 |
0.58% |
95.50% |
17018.28 |
121371.48 |
|
8 |
0.58% |
94.92% |
16914.96 |
138286.44 |
|
9 |
0.58% |
94.33% |
16811.64 |
155098.08 |
|
10 |
0.58% |
93.75% |
16708.32 |
171806.4 |
|
11 |
0.58% |
93.17% |
16605 |
188411.4 |
|
12 |
0.58% |
92.58% |
16501.68 |
204913.08 |
|
13 |
0.58% |
92.00% |
16398.36 |
221311.44 |
|
14 |
0.58% |
91.42% |
16295.04 |
237606.48 |
|
15 |
0.58% |
90.83% |
16191.72 |
253798.2 |
|
16 |
0.58% |
90.25% |
16088.4 |
269886.6 |
|
17 |
0.58% |
89.67% |
15985.08 |
285871.68 |
|
18 |
0.58% |
89.08% |
15881.76 |
301753.44 |
|
19 |
0.58% |
88.50% |
15778.44 |
317531.88 |
|
20 |
0.58% |
87.92% |
15675.12 |
333207 |
|
21 |
0.58% |
87.33% |
15571.8 |
348778.8 |
|
22 |
0.58% |
86.75% |
15468.48 |
364247.28 |
|
23 |
0.58% |
86.17% |
15365.16 |
379612.44 |
|
24 |
0.58% |
85.58% |
15261.84 |
394874.28 |
|
25 |
0.58% |
85.00% |
15158.52 |
410032.8 |
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年平均發電量 |
16401.312 |
注：按照25年衰減至85%計算，25年累計發電量超過41萬度電。
（2）實際應用案例
該電站位于河北省滄州市。
峰值并網功率-12151W（12.16）
當日發電量-72kWh（12.16）
結論
15千瓦左右的裝機容量的電站在北方還是比較普遍的，通過典型設計的分享讓用戶對光伏系統的前端設計有了很好的了解，設計的目的就是為了指導施工，讓施工有序，通過施工還可以對設計方案進行驗證，從而高質量的完成電站的建設。
