光伏发电系统支架设计及差额净现值法分析可行性方案
光伏发电系统支架设计书
摘要
随着世界各国太阳能发电的兴起，安装光伏系统已经成为光伏发电当中的一个重要组成部分，安装光伏系统是对太阳电池在各种环境当中如何进行稳定的发电、固定、最佳倾角的一个综合任务。 关键词 光伏系统 组件 支架安装
引言
太阳能光伏组件支架是固定太阳能电池板的重要部件，在获得太阳能电池板最大发电效率的前提下，保证支架的安全可靠性是安装光伏组件人员需要考虑和研究的。根据不同形式的太阳能光伏发电的需要，支架系统一般分为单立柱太阳能支架、双立柱太阳能支架、矩阵太阳能支架、屋顶太阳能支架、墙体太阳能支架、追踪系统系列支架等若干规格型号，同时按照不同的安装方式又分为地面安装系统、屋顶安装系统和建筑节能一体化支架安装系统。
本课题主要是对地面安装系统支架的设计，在设计中将会对系统的选址、支架的夹角、支架的抗压强度、以及光伏组件支架系统的连接方式，材质，选型，做一个全面的分析阐述。
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光伏发电系统支架设计及差额净现值法分析可行性方案
1.1差额净现值法分析可行性方案
根据新余市的气象条件，分析新余市的地理位置为北纬27°33’～
28°05’，东经114°29’～115°24’。属亚热带湿润性气候, 具有四季分明、气候温和、日照充足、雨量充沛、无霜期长、严冬较短的特征, 年平均气温15.3℃ ,历史极端最高气温39. 1℃, 极端最低气温-17. 7℃；年降水量961~1048毫米, 日最大降雨量214.2毫米；年日照时数1700 小时, 太阳辐射和日照时数较为匮乏, 但可利用。
倾角 月 新余市22°~32°Hτ(n,β)值（单位MJ/m） 222° 277.06 193.31 296.78 378.99 447.18 437.37 603.66 531.80 486.94 396.70 301.23 260.31 23° 278.14 193.78 297.04 378.79 446.42 436.35 602.06 531.07 487.10 397.59 302.51 261.67 24° 279.18 194.22 297.26 378.55 445.59 435.28 600.37 530.26 487.19 398.42 303.73 262.98 25° 280.19 194.64 297.45 378.25 444.72 434.16 598.58 529.37 487.21 399.19 304.91 264.25 26° 281.16 195.03 297.61 377.91 443.78 432.98 596.70 528.40 487.16 399.89 306.03 265.48 27° 282.08 195.40 297.73 377.53 442.80 431.75 594.72 527.34 487.03 400.53 307.01 266.66 28° 282.97 195.74 297.82 377.10 441.75 430.46 592.65 526.21 486.83 401.10 308.12 267.80 29° 283.82 196.06 297.87 376.63 440.66 429.13 590.49 524.99 486.55 401.61 309.08 268.89 30° 284.63 196.35 297.89 376.11 439.51 427.74 588.23 523.69 486.20 402.06 310.00 269.93 31° 285.40 196.62 297.87 375.54 438.30 426.30 585.89 522.32 485.78 402.44 310.86 270.93 32° 286.13 196.86 297.82 374.94 437.05 424.80 583.45 520.86 485.28 402.75 311.67 271.88 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总量
4611.32 4612.51 4613.05 4612.92 4612.13 4610.67 4608.56 4605.78 4602.34 4598.24 4593.48 根据地理位置及新余市的气候条件，可调式的最佳倾角为22度和32度。再对可调式支架与固定式支架进行差额净现值发分析可行性。
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光伏发电系统支架设计及差额净现值法分析可行性方案
南昌市1999 - 2008年太阳总辐射量统计
设固定式为A1方案，使用最佳倾角22度，设可调式为A2方案，使用两档可调，22度和32度倾角，下面是新余市一年中不同角度的太阳辐照量比较。
表1 新余市一年太阳辐照量 可调22 277.06 193.31 296.78 378.99 447.18 437.37 603.66 531.8 486.94 396.7 301.23 260.31 可调32 286.13 196.86 297.82 374.94 437.05 424.8 583.45 520.86 485.28 402.75 311.67 271.88 调节后 286.13 196.86 297.82 378.99 447.18 437.37 603.66 531.8 486.94 402.75 311.67 271.88
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 总量 4611.33 4593.49 4653.05 在一年中按实际月份的最大辐照量设置最合适的倾角来调节，可得到发电量及收益情况。
项目 组件 支架 控制器 逆变器 基础建设 导线其他 安装人工费 维护费用 总金额 价格/元 7 0.6 400 580 0.6 300 表2 A1，A2方案所设计成本分析 24度固定式 数量 2880W 2880W 5台 1台 2880W 若干 1次 金额/元 20160 1728 2000 580 1728 200 300 26696 价格/元 7 0.8 400 580 0.6 300 300 两档可调式 数量 2880W 2880W 5台 1台 2880W 若干 1次 2次 金额/元 20160 2304 2000 580 1728 200 300 600 27872
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光伏发电系统支架设计及差额净现值法分析可行性方案
辐照度（MJ/m2） 4593.49 年收益（元） 固定24度 4251.38 两档可调 4274.47 22度角 32度角 表3 系统的选型及收益 4611.33 面积（m2） 1.28 1.28 成本（元） 26696 27872 电池块数 发电效率 年发电量（度） 单价（元/度） 16 18% 4723.76 0.9 16 18% 4749.41 0.9 折现率 使用寿（年） 8% 20 8% 20 方案选取运营期按20年计算，折现率按8%
ΔNPV（A2-A1）=（4274.47-4251.38）（P/A,8%,20）-(27872-26696) 算得ΔNPV（A2-A1）=-929.635元
由于ΔNPV<0，则A2方案应舍弃，保留A1方案。
1.2光伏系统的选址及底座
针对新余市的地理位置，经过对土质的勘察,新余市土地1到2米的地表土层为疏松土质,因此在安装光伏组件的时候,应该对土地进行深挖,使用混凝土底座,一是对组件的一个固定,二是对光伏组件的一个配重,确保组件的稳定牢固。
混凝土底座，由长915mm高150mm，宽200mm的长方体水泥墩组成，混凝土支柱有中心为笼式的钢筋加固，钢筋为热轧钢直径12mm，如下图1，支柱高100mm，由支柱上架起光伏系统支架，确保系统的牢固。
图1 水泥底座设计 7
