在北方许多地区，大屋顶优势让户用光伏系统能够达到15kW左右。随着越来越的屋顶资源进入市场，15kW系统迎来大量应用场景。本文从组件排布配置、逆变器信息、线缆、发电量预测及实际项目发电情况等方面，详细介绍15kW光伏系统设计全过程，进行整体方案分享，欢迎您的阅读讨论。
一、设计过程
1.项目简介
固德威太阳能学院之前推出的《10kW光伏系统典型设计全过程》&《5KW家用光伏系统典型设计全过程》详细介绍了项目的接地安装、配电箱配置方法由于各区域差别较大，这里不做重复介绍。
1.1项目示意图纸
最大敷设面积
1.2组件选型和安装配置
考虑到有限的屋顶面积、银行放款条件以及全寿命周期的收益，越来越多的高效板在屋顶分布式项目中得到应用，此次方案选择60片300W高效组件，参数如下：
TAB-1 组件参数
考虑到当天气候水文条件、以及现场的安装条件，采用类似阳光房的方案将组件抬高，5*4为一个单元，每个单元内组件串联接入逆变器，组件排布及支架方案如下：
PIC-1 支架示意图
（1） 每串组件开路电压和工作电压在SOC条件下分别约为800V和656V，满足逆变器安全和最优运行电压需要；
（2） 每串组件额定功率在SOC下约为6kW，每3串接入一台逆变器，接入总功率为18kW，满足逆变器最大额定输入功率要求；
1.3 逆变器的选择
新型高效组件的应用给逆变器的性能提出了需求，包括直流侧超配和交流侧过载能力，GW15KN-DT在考虑实际应用要求后，优化了产品性能，包括结构优化设计、效率提升、过载能力等。
PIC-2 逆变器外观图
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GW15KN-DT |
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直流输入参数 |
交流输出参数 |
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最大直流输入功率（W） |
19500 |
额定交流输出（W） |
15000 |
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最大直流输入电压（V） |
1000 |
最大视在功率（W） |
16500 |
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最大直流输入电流（A） |
22/11 |
额定输出电压（V） |
380 |
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直流启动电压（V） |
180 |
最大输出电流（A） |
24 |
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MPPT电压范围（V） |
200~850 |
输出电压频率（Hz） |
50/60 |
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MPPT路数/每路MPPT输入路数 |
2/1 |
功率因数可调范围 |
-0.8~+0.8 |
TAB-2 逆变器电气参数
1.4 线缆的选择
（1）直流侧线缆
Ø 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
Ø 前常用的光伏直流电缆为PV1-F 1*4mm²。
（2）交流侧线缆
Ø 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，可选用YJV型电缆。长距离铺设还要考虑到电压损失和载流量大小，15KW三相机交流线缆推荐使用YJV-5*10mm²。
注：交直流线缆一般都安装在户外，一般套PVC管来保护线缆。
二、设计方案图及清单表
（1）设计方案
（2）材料清单表
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三、收益计算
（1）发电量估算
装机容量18kW，PR=82%，全年发电量估值为1200小时（山东地区），首年发电量为17712kwh。首年衰减为2.5%，25年末最低功率为85%。
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年份 |
功率衰减 |
年末功率 |
年发电量(kWh) |
累计发电量(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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年平均发电量 |
16401.312 |
注：按照25年衰减至85%计算，25年累计发电量超过41万度电。
（2）实际应用案例
该电站位于河北省沧州市。
峰值并网功率-12151W（12.16）
当日发电量-72kWh（12.16）
结论
15千瓦左右的装机容量的电站在北方还是比较普遍的，通过典型设计的分享让用户对光伏系统的前端设计有了很好的了解，设计的目的就是为了指导施工，让施工有序，通过施工还可以对设计方案进行验证，从而高质量的完成电站的建设。
