NB∕T 10774—2021 村镇建筑离网型太阳能光伏发电系统(能源).pdf

ICS 27.160 CCS F 12 备案号：NB 中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准 NB/T 107742021 村镇建筑离网型太阳能光伏发电系统 Off-grid solar photovoltaic power generation system for rural buildings (发布稿)2021-11-16 发布 2022-02-16 实施 国家能源局 发 布 目 次 前言.1 1 范围.2 2 规范性引用文件.2 3 术语和定义.2 4 分类和编码.3 5 设计要求.4 6 技术要求.4 7 试验方法.5 8 安装验收.7 9 包装、运输和贮存.8 附录 A（资料性）离网光伏系统现场检测表.9 参考文献.11 NB/T 107742021 1 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国农村能源行业协会和农业农村部农业生态与资源保护总站提出。本文件由能源行业农村能源标准化技术委员会（NEA/TC 8）归口。本文件起草单位：中国建筑科学研究院有限公司国家建筑节能质量检验检测中心、山西桑尼洛英能源科技有限公司、西藏自治区能源研究示范中心、杭州市太阳能光伏产业协会、保定嘉盛光电科技股份有限公司、天合光能股份有限公司、苏州腾晖光伏技术有限公司、江苏隆基乐叶光伏科技有限公司、杭州索乐光电有限公司、全国工商联新能源商会。本文件主要起草人：黄祝连、张昕宇、赵斌、王博渊、狄彦强、赵永红、何涛、程远达、张翼飞、刘晓、蔡霞、陈成锦、金毅、王向红、邓昱、边萌萌。NB/T 107742021 2 村镇建筑离网型太阳能光伏发电系统 1 范围 本文件规定了村镇建筑离网型太阳能光伏发电系统（以下简称离网光伏系统）的分类和编码、设计要求、技术要求、试验方法、安装验收、包装、运输和贮存等。本文件适用于安装在村镇建筑本体或周边场地，为建筑供电的离网型太阳能光伏发电系统。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2297 太阳光伏能源系统术语 GB 7251.1 低压成套开关设备和控制设备 第1部分：总则 GB/T 9535 地面用晶体硅光伏组件 设计鉴定和定型 GB/T 10963.3 家用及类似场所用过电流保护断路器 第3部分：用于直流的断路器 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 13539.6 低压熔断器 第6部分：太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求 GB/T 18911 地面用薄膜光伏组件 设计鉴定和定型 GB/T 19064 家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法 GB/T 19115.1 风光互补发电系统 第1部分：技术条件 GB/T 19115.2 风光互补发电系统 第2部分：试验方法 GB/T 20321.1 离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第1部分：技术条件 GB/T 21714.3 雷电防护 第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险 GB/T 36276 电力储能用锂离子电池 GB/T 36280 电力储能用铅炭电池 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB/T 50801-2013 可再生能源建筑应用工程评价标准 JG/T 490 太阳能光伏系统支架通用技术要求 JGJ 203 民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范 3 术语和定义 GB/T 2297界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 村镇建筑离网型太阳能光伏发电系统 off-grid solar photovoltaic power generation system for rural buildings NB/T 107742021 3 安装在村镇建筑本体或周边场地，为建筑供电的离网型光伏发电系统，主要由太阳能光伏组件、控制器和蓄电池等部件组成。3.2 单位面积光伏方阵的日均发电量 daily average energy output per unit area photovoltaic array 综合全年太阳辐照量情况，离网光伏系统的日均发电量与光伏方阵面积的比值。4 分类和编码 4.1 分类 4.1.1 按照供电电压可分为：a)220V、380V 交流供电至负载；b)12V、24V、36V、48V 和 110V 直流供电至负载。4.1.2 按照蓄电池组电压可分为：a)12V 蓄电池组电压；b)24V 蓄电池组电压；c)36V 蓄电池组电压；d)48V 蓄电池组电压。4.1.3 按照交流/直流供电可分为：a)交流供电系统；b)直流供电系统。4.1.4 按照光伏组件类型可分为：a)晶硅组件；b)薄膜组件。4.2 编码 离网光伏系统产品编码结构及每个码位所代表的含义如图 1 所示：第1部分-第2部分-第3部分-第4部分/第5部分-第6部分 系统峰值输出功率 光伏组件类型 交流/直流供电 蓄电池组电压 供电电压 离网光伏系统 图1 编码结构图 各部分之间用“”隔开，每个码位所使用的代码字符见表 1。表 1 代码字符 第 1 部分 第 2 部分 第 3 部分 第 4 部分 第 5 部分 第 6 部分 LWGF：离网光220V 交流供电电12V 蓄电池组电交流供电：AC；晶硅组件：J；用阿拉伯数字表NB/T 107742021 4 伏系统 压：220；12V、24V、36V、48V、110V 直流供电电压：12、24、36、48、110 压：12；24V 蓄电池组电压：24；36V 蓄电池组电压：36；48V 蓄电池组电压：48；直流供电：DC 薄膜组件：B 示系统峰值输出功 率，单 位 为kWp，取整数 示例：220V 交流供电、蓄电池组电压 36V、晶硅组件、系统峰值输出功率为 15kWp 的离网光伏系统，标记为：LWGF-220-36-AC-J-15。5 设计要求 5.1 一般要求 离网光伏系统设计应根据气候区特点、太阳能资源条件、建筑物类型、安装等进行，应至少包括：a)建筑负载用电量及供电电压等级设计；b)确定光伏组件安装角度，计算系统峰值输出功率，确定光伏组件选型，完成方阵电气设计；c)确定蓄电池容量，根据系统直流电压或逆变器的要求选取蓄电池组的电压；d)监控系统设计；e)系统防火设计；f)附属设施设计。5.2 光伏子系统 5.2.1 离网光伏系统峰值输出功率应根据建筑电气负载的功率和工作时间进行设计，设计的系统应包括、所有用电设备的用电负荷。5.2.2 离网光伏系统峰值输出功率应以项目当地纬度月平均日太阳辐射量为参考进行设计，日发电量与离网光伏系统发电效率之积应满足建筑负载日用电量的要求。5.2.3 离网光伏系统设计工作电压应满足全年对蓄电池的有效充电，系统达到的最高电压不应超过单块光伏组件所能承受的最大系统电压。5.3 储能子系统 5.3.1 蓄电池容量应在倾斜面日辐射量的一定变化范围内能储存满足负载用电所需的电能，蓄电池容量的设计应综合考虑蓄电池设计寿命、负荷情况、倾斜面辐射的不均衡度、光伏组件峰值输出功率和光伏系统效率等。当蓄电池使用温度偏离标准温度较大时，应根据使用温度适当调整蓄电池设计容量。5.3.2 蓄电池保证天数应根据建筑负载使用状况，并经与用户协商后确定，一般按 37 天设计。5.3.3 在海拔较高地区使用的离网光伏系统，设计时应充分考虑当地特殊的地理及气象条件（如大气压力低，空气密度小，散热条件差等），密封蓄电池的排气阀压力范围和电子元件的散热特性应满足使用需求。当密封蓄电池在海拔 1600m 以上地区使用时，应得到蓄电池生产厂商确认。6 技术要求 NB/T 107742021 5 6.1 配套部件 离网光伏系统的光伏组件应符合 GB/T 9535 或 GB/T 18911 的规定，储能装置应符合 GB/T 36280或 GB/T 36276 的规定，逆变器应符合 GB/T 20321.1 的规定，充放电控制器应符合 GB/T 19064 的规定，交直流配电箱应符合 GB 7251.1 的规定。6.2 电气安全 6.2.1 绝缘保护 光伏直流系统电压小于120V时，光伏直流线缆与光伏组件边框、支架之间的绝缘电阻值应不小于0.5M；光伏直流系统电压大于或等于120V时，光伏直流线缆与光伏组件边框、支架之间的绝缘电阻应不小于1.0M。6.2.2 过电流保护 6.2.2.1 组串过流保护装置应安装在组串汇流箱盒组串线缆与子方阵或方阵线缆连接处。6.2.2.2 用于过电流保护的低压熔断器应符合GB/T 13539.6的规定，直流断路器应符合GB/T 10963.3的规定。6.2.3 电能质量 离网光伏系统发出电能质量应符合GB/T 19115.1的规定。6.2.4 防雷保护 6.2.4.1 离网光伏系统应安装防雷保护措施，并应符合 GB/T 21714.3 和 GB 50057 的规定。6.2.4.2 对于光伏组件带金属边框的系统，光伏组件边框和支架应连接到建筑物原有接地系统，或通过引下线和接地极接地；对于光伏组件无边框的系统，离网型光伏发电发电系统支架应连接到建筑物原有接地系统，或通过引下线和接地极接地。6.2.4.3 离网光伏系统的防雷接地电阻应小于 4。6.3 结构安全 6.3.1 离网光伏系统的光伏方阵支架的外观、尺寸偏差、材料壁厚、力学性能和耐腐蚀性能应符合JG/T 490 的规定。6.3.2 在光伏组件恒荷载、风荷载、雪荷载和地震荷载标准值的组合效应下，支架受弯构件的挠度应符合 JG/T 490 的规定。6.4 单位面积光伏方阵的日均发电量 按 7.4 给出的方法试验，给出离网光伏系统单位面积光伏方阵的日均发电量。7 试验方法 7.1 配套部件 查验相关配套部件产品的合格证书和检验报告。7.2 电气安全 NB/T 107742021 6 7.2.1 绝缘保护 试验前应关断全部电源设备和负载设备，切断从光伏方阵到充放电控制器和逆变器的电路，待系统稳定20min后开始试验。用准确度等级5.0级的绝缘电阻仪，先测试光伏方阵负极与光伏组件边框、支架间的绝缘电阻，再测试光伏方阵正极与光伏组件边框、支架间的绝缘电阻。7.2.2 过电流保护 7.2.2.1 视检光伏组串、子方阵和方阵中过电流保护装置的安装位置，记录检查结果。7.2.2.2 低压熔断器的试验方法按GB/T 13539.6的规定执行，直流断路器的试验方法按GB/T 10963.3的规定执行。7.2.3 电能质量 离网光伏系统电能品质的试验方法按GB/T 19115.2的规定执行。7.2.4 防雷保护 离网光伏系统接地电阻的试验方法按GB/T 21714.3的规定执行。7.3 结构安全 7.3.1 离网光伏系统光伏方阵支架的外观、尺寸偏差、材料壁厚、力学性能和耐腐蚀性能的试验方法按 JG/T 490 的规定执行。7.3.2 离网光伏系统支架受弯构件挠度的试验方法按 JG/T 490 的规定执行，并给出平面荷载等级。7.4 单位面积光伏方阵的日均发电量 7.4.1 试验条件为：a)在试验前，将系统设计用电负荷的负载连接到离网光伏系统上，调节负载输出功率，对蓄电池进行放电，使蓄电池处于初始状态；b)试验应在 H8MJ/(m2d)、8MJ/(m2d)H12MJ/(m2d)、12MJ/(m2d)H16MJ/(m2d)和 H16MJ/(m2d)四个不同的太阳辐照量区间内完成，每一太阳辐照量区间测试天数至少为1d，总天数至少为 4d，各区间太阳辐照量实测值与 GB/T 50801-2013 附录 A 中试验所在地的4 个区间太阳辐照量平均值的偏差宜控制在0.5MJ/(m2d)以内；c)室外环境平均温度 ta应在当地年平均环境温度10以内；d)环境空气的平均流动速率应不大于 4m/s。7.4.2 试验按以下步骤进行：a)试验开始前，应切断所有外接辅助电源，安装调试好太阳总辐射表、功率分析仪、环境温度传感器、光伏组件背板温度传感器及风速计，并测量光伏方阵面积；b)将功率分析仪接入逆变器交流输出端，开启系统设计用电负荷的负载，同时记录离网光伏系统发电量、光伏电池表面上的太阳辐照度、光伏电池背板表面温度、环境温度和风速等参数。7.4.3 综合全年的日均发电量按公式（1）计算，单位面积光伏方阵的日均发电量按公式（2）计算。11223344n365xExExExEE+=（1）式中：En 综合全年的离网光伏系统日均发电量，单位为千瓦时每天（kWh/d）；NB/T 107742021 7 x1、x2、x3、x4 各太阳辐照量区间在当地气象条件下的统计天数，单位为天（d）；E1、E2、E3、E4 对应各太阳辐照量区间的离网光伏系统日发电量，单位为千瓦时每天（kWh/d）。PnVnEeA=（2）式中：en 单位面积光伏方阵的日均发电量，单位为千瓦时每平方米天（kWh/(m2 d)）；APV 光伏方阵面积，单位为平方米（m2）。8 安装验收 8.1 安装 8.1.1 离网光伏系统的安装应符合 JGJ 203 的规定。8.1.2 蓄电池并联应采用铜镀铅连条或铜带连接。8.1.3 导线应采取相应的保护措施，穿围护结构的导线，应采用穿线管。穿屋顶的导线应做好防水密封。8.1.4 配电箱应安装防雷、过流保护和断路装置。电气连接应可靠连接且接触良好，金属外壳应接地。8.1.5 配电箱应有触电警告标识，配电箱的安装位置、安装方式和固定方式应满足相关标准及设计要求。8.2 验收 离网光伏系统验收内容及记录表参考附录 A 进行，其结果应符合第 6 章的要求。8.3 文件交付 8.3.1 每套离网光伏系统供应商应提供用户手册、技术手册和保修证明。8.3.2 用户手册应包含下列内容：a)系统原理；b)硬件操作描述；c)系统操作规程和注意事项；d)维护；e)紧急状态处理；f)故障排查。8.3.3 技术手册应包含下列内容：a)系统部件清单，包括制造厂商、设备性能、维修服务和光伏组件性能曲线等；b)整套系统的安装说明；c)验收程序和设定值检验流程；d)整套系统的维护事项，包括硬件和软件部分；e)功能框图。NB/T 107742021 8 9 包装、运输和贮存 9.1 离网光伏系统及现场装配的零部件的包装应符合 GB/T 13384 的相关规定。9.2 包装前应对离网光伏系统及现场装配的零部件进行清洁处理，各部件应清洁、干燥，易锈部件应涂防锈剂。9.3 包装后的离网光伏系统及现场装配的零部件应贮存在干燥且通风良好的库房内。9.4 在运输和贮存过程中离网光伏系统及现场装配的零部件不应碰撞、倾斜、受雨雪淋袭。NB/T 107742021 9 附 录 A（资料性）离网光伏系统现场检测表 A.1 基本情况 离网光伏系统概况记录表见表A.1。表A.1 离网光伏系统概况记录表 系统名称 系统位置 地址 经度（）纬度（）海拔（m）环境温度（）风速（m/s）承建商 检测日期 业主 检测人员 系统描述 系统峰值输出功率（kWp）蓄电池组容量（VAh）系统输出电压（V）蓄电池组电压（V）系统占地面积（m2）光伏组件面积（m2）建筑类型 光伏组件类型 控制器 逆变器（kW）其他系统情况描述：NB/T 107742021 10 A.2 检测数据 离网光伏系统现场实测性能参数记录表见表A.2。表A.2 离网光伏系统现场实测性能参数记录表 系统名称 系统位置 地址 经度（）纬度（）海拔（m）序号 检测项目 技术要求 检测结果 判定结果 1 绝缘保护 2 过电流保护 3 电能质量 4 防雷保护 5 结构安全 6 日均发电量 NB/T 107742021 11 参 考 文 献 1 GB/T 29196-2012 独立光伏系统 技术规范 2 T/CPIA 0011.201-2019 户用光伏并网发电系统 第 2-1 部分：设计规范一般要求 3 T/CPIA 0011.6-2019 户用光伏并网发电系统 第 6 部分：发电性能评估方法 4 IEC 61215-1-1 Terrestrial photovoltaic(PV)modules-Design qualification and type approval-Part 1-1:Special requirements for testing of crystalline silicon photovoltaic(PV)modules 5 IEC 61215-1-2 Terrestrial photovoltaic(PV)modules-Design qualification and type approval-Part 1-2:Special requirements for testing of thin-film Cadmium Telluride(CdTe)based photovoltaic(PV)modules 6 IEC 61215-1-3 Terrestrial photovoltaic(PV)modules-Design qualification and type approval-Part 1-3:Special requirements for testing of thin-film amorphous silicon based photovoltaic(PV)modules 7 IEC 61215-1-4 Terrestrial photovoltaic(PV)modules-Design qualification and type approval-Part 1-4:Special requirements for testing of thin-film Cu(In,GA)(S,Se)2 based photovoltaic(PV)modules _