5kW户用光伏+储能系统非典型设计全过程

前言

在祖国的西部有一片充满神秘、充满诱惑的地方，这里是千山之巅，万水之源，俊俏的山峰、滚滚的江水滋养着牦牛藏羚羊，冰冷的白雪、飘逸的寒雾养育着神圣的宗教。这里是西藏，是人们向往的地方。而独特的地理地貌，人迹罕至的自然环境，也让物资，特别是电力难以送到所有地方。一所坐落在峡谷的学校，同样需要面对这样子的问题，没有电，灯不会亮，就没法读书，冰箱里的蔬菜会变质，吃饭就成了问题。

如何在电力不稳的高海拔地区，让孩子们感到温暖，光伏加储能是一种理想的方案。

一、初步构想

实地勘察学校多类型负载并进行分类，确认重要负载功率及不断电时间，计算出需要的电池容量。根据学校屋面情况和光照情况，确认组件规格和数量。

由于学校位于峡谷口，同时会有大雪，支架设计需要考虑荷载情况。

项目位于高海拔地区，空气稀薄会导致电气绝缘性能下降，需要严格选择合适的电气产品。

前期勘探需要详尽，物料进场及安装争取一次性完成。

带着初步的构想，并按照项目建设流程，固德威人转战数千里进了藏区。

经过现场勘探确认了方案，在这里简述。

二、项目概述

学校共有三幢楼，包括一幢教学楼，一幢宿舍楼和一幢办公楼。学校和当地政府、派出所和医院共用一套110kW的水电站，水电站发出来的电没有经过变压器和开关柜直接布线至学校，学校用电采用T接针刺的方法直接从动力线取电。由于冬季水电站发电水平降低，输出电压降低至100V，学校负载特别是冰箱用电得不到保障，因此需要一套光伏储能系统，为重要负载提供电力。

三、光伏储能系统接线示意

根据现场电力情况和负荷要求，初步配置和接线方案如下：

实地勘察并与学校老师确认沟通负载情况，用于系统容量确认。

负荷表

电池的容量计算：不间断供电需要电量8.69kwh，约合180Ah电池，考虑电池放电深度80%和冬季光照条件较差，同时冰箱和部分电灯需要供电，现场采用24块2V，200Ah的铅酸电池串联使用。

组件容量计算：按照恶劣情况下进行核算，确保两天的不间断供电，需要约4千瓦的组件，综合考虑现场的安装环境，选用16块275Wp的光伏组件。

四、光伏系统安装

组件安装

组件安装在宿舍楼的楼顶，宿舍楼屋顶实拍和尺寸如下图：

屋顶实拍

屋顶尺寸和组件排布示意

支架安装示意

现场安装完成后组件

逆变器安装

逆变器采用固德威GW5048D-ES，采用壁挂式安装在学校储存蔬菜的房间。

现场双向储能逆变器图片

电池安装

电池采用铅酸电池，电池的排布和封装，考虑现场空间较小同时潮湿，需要带电池支架安装；

电池需要确保，小朋友们不能触及。

现场储能电池安装图片

配电箱接线图和安装

配电箱需要实现的功能为：
水利发电机电能充足时，学校的负载可以全部由水利发电机供电，减少对电池的使用，同时提供转换开关，以便每隔两周对电池进行一次充放电，电能直接供给BACK-UP端负载。
水利发电机电能不充足或电能质量达不到要求时，需要实现手动切换重要负载至BACK-UP端口，并确保联动不会将BACK-UP与ON-GRID连接。
配电箱引出一个插座，用于给对电能要求高的负载供电、做备份紧急电源，同时可以适当减少光伏电的浪费。

安装蓄电池开关。

配电箱接线图

总结

项目安装完成，经过调试验收后，持续稳定运行，孩子们不必担心冬天没电没法读书，也不必担心没电吃不到饭。或许这并不能算是一件伟大的事情，却让固德威人觉得意义非凡，因为孩子们的微笑是那样的温暖。