详细解析5KW家用光伏系统典型设计全过程

前言近期小固会推出光伏并网系统配置的专题内容，给大家详细说明组件、逆变器、线缆、配电柜的选型问题，包括整体的设计方案和详细配置清单，最后还会给大家分析电站的收益情况。后续我们还会推出较大的平屋顶及地面项目案例，为了区分此次我们就以斜面为例，先跟大家聊聊家庭应用最广泛5KW光伏系统的设计的全过程。

        I.设计过程

1. 项目简介此光伏并网发电系统采用分布式发电的设计方案，用户把组件装在自家的屋顶上，根据现场勘查可以安装组件20块，设计容量5KW。采用一台并网逆变器接入220V单相交流电网，实现并网发电。

2.组件选型选用常见的晶硅组件，下面是一组多晶硅的性能参数：

根据系统的容量和逆变器大小，考虑到组件衰减等因素，可以选择260Wp 20块适当超配，使逆变器输出功率更优异。

3.支架选择

本次项目为斜面琉璃瓦屋顶，采用铝合金支架安装。

导轨支架安装方式

在安装过程中，务必要做好屋面的防水工作并且合理的布置线缆。

4.逆变器的选择

       项目为民用项目，并网点的电压为220V，选用单相机型。具体根据组件的朝向、倾角是否一致选择不同的逆变器，选择方式如下：

本次5KW项目组件朝向一致，就可以选用GW5000-NS的逆变器。

5. 线缆的选择

直流线缆多为户外铺设，需要防潮、防晒、防寒、防紫外线等，因此分布式光伏系统中的直流线缆一般选择光伏认证的专用线缆，考虑到直流插接件和光伏组件输出电流，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F 1*4mm²。交流线缆主要用于逆变器交流侧至交流汇流箱或交流并网柜，不仅要需要考虑防潮、防晒、防寒、防紫外线，还要考虑防火和防鼠防蚁，一般选用YJV型电缆。长距离铺设还要考虑到电压损失和载流量大小，5KW单相机交流线缆选用YJV-3*6mm²。

6.配电箱的配置配电柜一般包含断路器(标号1)、熔断器(标号2)、浪涌保护器(标号3)、自复式过欠压保护器(标号4)、电表、刀闸开关(标号5)组成。

单相交流配电柜

断路器(空开)型号一般选择逆变器最大交流输出电流的1.25倍，5KW单相逆变器的最大电流为22.8A，故选择额定电流为32A的断路器。

熔断器(保险)是一种过电流保护器，当被保护电路的电流超过规定值，熔丝熔断使电路断开起到保护的作用，熔断器的选择跟断路器相同，选用32A的规格。
 

浪涌保护器(SPD)选用限压型SPD，具体规格为 Uc：420VImax：20KAIn:10KAUp≤1.8KV单相自复式过欠压保护器的工作范围为220V、50Hz 过压保护Uvo=270V±5V欠压保护Uoe=170V±5V

有时计量电表也会直接安装在交流配电柜内。

7.接地措施地线是光伏系统正常运行的关键，在房屋附近土层较厚、潮湿的地点，挖一个深坑具体深度根据供电公司要求，埋入40*4mm扁钢或者φ10或者φ12的圆钢，添加降阻剂并引出地线，地线接到组件的支架上，同时组件边框也必须接到支架上，接地电阻应小于 4Ω。

II.设计方案
 
       1详细配置清单

2系统设计图

III.收益计算1发电量计算5KW的系统全年发电量按照7300kwh来计算。首年衰减为2.5%，25年末最低功率为80%。

2收益计算假设成本按照8元/W来算，整个光伏系统需花费4万元。每度电的收益按照1.0元/度(国家度电补贴+省级和地方补贴+上网电价)得到下表的数据：

由上表可知： 5年半的时间可收回成本，25年总收益14万，除去成本，纯收益可达10万。(由于各地区年发电量、系统成本和补贴有差异，最后计算收益数据仅供参考。)

总结

本文通过对光伏系统组件、逆变器、线缆、配电柜电气设备选型的介绍，包括详细配置清单、整体的设计方案以及电站收益的分析，旨在让大家对5KW光伏系统的配置有一个清晰的认识，后续小固还会推出相关文章，希望大家多多关注!

文章作者：小固