Este proyecto presenta el diseño de un sistema de energía solar fotovoltaica (FV) en azotea para un edificio de oficinas. Con la creciente demanda de energía limpia y la implementación de políticas de reducción de carbono, los sistemas FV en azotea se han convertido en una solución esencial para que los edificios urbanos logren un desarrollo verde y sostenible. Mediante la instalación de módulos FV de alta eficiencia y un sistema inversor conectado a la red en la azotea del edificio de oficinas, el proyecto maximiza el uso del espacio no utilizado, reduce los costos de electricidad y mejora la eficiencia energética general. El sistema de energía solar está diseñado de acuerdo con las normas nacionales de energía fotovoltaica y los códigos de seguridad de la construcción, con una vida útil de 25 años. Proporciona una solución solar en azotea confiable y económica, que constituye una valiosa referencia para el diseño de sistemas FV en edificios de oficinas y proyectos solares conectados a la red.
I. Descripción del Proyecto
1. Tipo de edificio: Edificio de oficinas
2. Ubicación del proyecto: Pekín
3. Número de plantas: 10 plantas sobre rasante (con áreas de 8 o 9 plantas en algunos casos) y 1 planta subterránea.
4. Altura del edificio: 39,80 m
5. Superficie total construida: 9.081,8 m²
6. La longitud total del edificio de oficinas, en sentido este-oeste, es de 68,10 m y la longitud total, en sentido norte-sur, es de aproximadamente 20,40 m. La altura del primer sótano es de 2,10 m, la del primer piso es de 3,90 m, la del segundo al noveno piso es de 3,50 m y la del décimo piso es de 3,39 m. La distancia entre columnas principales en sentido este-oeste es de 6,90 m y la del norte-sur, de 4,80 m y 2,40 m, respectivamente. La estructura es de muro de corte y marco, y su cimentación es de pilotes. El forjado (techo) es una losa de hormigón colado in situ, con algunas partes prefabricadas.
Ii. Bases de Diseño
1. Contrato de diseño firmado con la Parte A y encargo de diseño proporcionado por la Parte A.
2. Normas, reglamentos y estándares nacionales de diseño vigentes.
Iii. Contenido y Alcance del Diseño
1. Contenido: Sistema de generación de energía fotovoltaica
2. Alcance: Centrales fotovoltaicas en azotea.
Iv. Sistemas Fotovoltaicos
La superficie del techo de este proyecto es de 986,76 m². Durante el período comprendido entre las 9:00 y las 15:00 del solsticio de invierno, los módulos fotovoltaicos se instalarán completamente, siempre que no estén sombreados y de forma fija.
2. Esta unidad de generación de energía está equipada con 133 módulos fotovoltaicos de 535 Wp, con una capacidad instalada de 71.155 Wp. 3. Esta unidad de generación de energía consta de un inversor de 100 kW. Cada uno de 16 a 18 módulos de baterías se conecta en serie para formar una serie básica de generación de energía, y 8 series de módulos se conectan en paralelo a un inversor de 100 kW.
4. Un conjunto de soportes fijos consta de dos soportes de correas. 5. La vida útil razonable de este proyecto está diseñada para ser de 25 años. La categoría de importancia estructural y funcional de esta estructura es Clase C, y la intensidad de fortificación sísmica es de 8 grados. 6. La cimentación está hecha de bloques prefabricados de hormigón C30. Las columnas se conectan a la cimentación mediante pernos en U. Tras su transporte a la cubierta para su instalación y colocación, se aplica mortero uniformemente alrededor de la cimentación y sobre la cubierta para lograr conexiones efectivas.
7. La elevación marcada en el diagrama es la elevación relativa, y la elevación correspondiente a ± 0,000 es la elevación de control del tejado.
8. En el punto de conexión a la red del sistema de generación de energía fotovoltaica, se instala un dispositivo de control de conexión a la red, junto con una identificación específica y símbolos de texto de aviso.
9. Los paneles solares están marcados con señales de advertencia. Se deben tomar medidas de protección contra descargas eléctricas y se deben instalar señales de advertencia en las partes conductoras de los módulos fotovoltaicos accesibles para el personal.
10. Se deben instalar medidas de protección contra rayos y conexión a tierra para el sistema fotovoltaico del tejado. La protección contra rayos y la conexión a tierra del sistema fotovoltaico deben diseñarse en conjunto con el sistema de protección contra rayos y conexión a tierra del edificio. Una vez instalado el sistema fotovoltaico, este no afectará al sistema de protección contra rayos y conexión a tierra del edificio.
V. Otras explicaciones
Salvo que se especifique lo contrario, las unidades de las dimensiones en la figura son mm (milipulgadas) y las elevaciones son m (metros).
Disposición del módulo fotovoltaico
Disposición del módulo fotovoltaico en el tejado del edificio
Diagrama de disposición del módulo fotovoltaico
Diagrama de disposición del módulo fotovoltaico
Diagrama de disposición del módulo fotovoltaico
Diagrama de disposición del módulo fotovoltaico
Diagrama de disposición del módulo fotovoltaico
Elevación del soporte solar
Explicación
La elevación del techo de hormigón es de ±0,000.
2. Salvo que se especifique lo contrario, todos los materiales de acero se seleccionan como Q235B. El hormigón es C30.
3. Desbarbado de los cortes de la estructura de acero, galvanizado superficial por inmersión en caliente, espesor de la capa galvanizada: 65 μm.
4. El hormigón utilizado para el vertido secundario es el mismo que el del hormigón de cimentación.
5. Tras el galvanizado por inmersión en caliente, se debe moldear y ensamblar para eliminar cualquier exceso de sustancias en los orificios.
6. No se permiten tolerancias negativas en el espesor.
7. Una vez fijadas las cimentaciones del inversor, la cimentación del marco del puente y la cimentación de la tubería de agua de limpieza, aplique el mortero uniformemente alrededor del techo de hormigón.
8. Todos los soportes de apoyo están hechos de acero angular galvanizado en caliente L50x5.0 (Q235B), y la reparación anticorrosión en los puntos de soldadura es la misma que la de los soportes solares.
sistema de puente solar
Diagrama del sistema eléctrico
Diagrama de cableado de la cadena fotovoltaica
Notas:
1. Los conectores MC4 no deben tocar el tejado, no deben fijarse a los rieles del rack fotovoltaico ni agruparse con los cables fotovoltaicos. Los conectores MC4 deben estar suspendidos o colocados en un conducto (no sobrecargue el cable cuando estén suspendidos).
2. Los cables entre líneas y los cables de extensión no deben tocar el tejado y deben tenderse a través de un conducto. El conducto debe fijarse al marco del módulo o a los rieles.
3. Debido a que la longitud del cable integrado en los módulos es insuficiente, se requieren cables fotovoltaicos y conectores MC4 adicionales para la conexión entre módulos fotovoltaicos. Por razones de seguridad y comodidad, los conectores MC4 para módulos fotovoltaicos no son aptos para la fabricación e instalación in situ. Deben fabricarse en componentes estándar (con suficiente longitud de cable reservada) por el fabricante correspondiente, según la longitud real in situ. Esto permite una rápida instalación in situ, evitando la fabricación in situ.
4. Los cables entre módulos y los cables de extensión no deben tocar el tejado y deben fijarse al marco del módulo con abrazaderas. Al asegurar los cables, asegúrese de que las abrazaderas estén lo suficientemente apretadas para evitar que se salgan.
5. Las cadenas conectadas al mismo MPPT deben estar orientadas en la misma dirección y tener el mismo número de módulos.
6. Las etiquetas de los cables que indican el número de cadena deben colocarse en ambos extremos del cable fotovoltaico de salida de cada cadena.
Diagrama de cableado primario del punto de conexión a la red
Nota:
1. Los paneles solares de este proyecto son totalmente fijos.
2. Esta unidad de generación de energía contará con un total de 133 paneles solares de 535 Wp, con una capacidad instalada de 71,155 kWp.
3. Esta unidad de generación de energía constará de un inversor de 100 kW.
4. Cada grupo de 16 a 18 paneles se conectará en serie para formar una cadena de generación de energía básica, con ocho cadenas conectadas en paralelo a un único inversor de 100 kW.
5. 16 paneles se agruparán en cinco cadenas, 17 paneles en una cadena y 18 paneles en dos cadenas.
6. El sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red eléctrica debe contar con funciones adecuadas de protección y aislamiento de la red.
Diagrama de configuración del gabinete de rejilla
Requisitos Técnicos:
1. El armario de la red eléctrica distribuida debe contar con una sala de medida independiente y estar equipado con equipos de medida de baja tensión. El transformador de corriente de medida y el contador deben instalarse en la sala de medida, dentro del armario de baja tensión.
2. El transformador de corriente de medida debe ser de clase 0.2S. La puerta de la sala de medida y la caja de terminales secundaria del transformador de corriente de medida deben estar equipadas con precintos de plomo aprobados por la compañía eléctrica.
3. El equipo de medida y los terminales de control de carga deben ser proporcionados por la compañía eléctrica. La sala de medida de baja tensión debe contar con un amplio espacio reservado para los instrumentos de medida, y el panel de medida debe estar equipado con una abertura de observación.
4. El interruptor QF del armario de generación distribuida conectado a la red eléctrica debe estar equipado con protección contra sobrecarga de retardo largo, cortocircuito de retardo corto, cortocircuito instantáneo y falla a tierra, así como con funciones de disparo por subtensión y cierre por detección de tensión activa. El ajuste de disparo por subtensión debe ser del 20 % UN, 10 segundos, y el ajuste de detección de tensión activa debe ser superior al 85 %.
5. Todos los equipos y estructuras deben estar bien conectados a tierra, con una resistencia de tierra no superior a 4 Ω ni superior a la resistencia total del edificio.
6. Este gabinete conectado a la red se instala en exteriores, con una configuración de instalación de abajo hacia adentro y de abajo hacia afuera, y se conecta al interruptor automático de baja tensión del transformador tipo caja mediante cables.
Diagrama de configuración del gabinete de rejilla
Diagrama de conexión a tierra de protección contra rayos del conjunto fotovoltaico
Notas:
1. La malla principal de puesta a tierra de este proyecto utiliza acero plano galvanizado en caliente de 40x4.
2. Todos los conductores metálicos activos, incluyendo paneles fotovoltaicos, inversores y puentes en azoteas, deben estar conectados a tierra de forma fiable. La resistencia de puesta a tierra no debe superar los 4 Ω ni la resistencia total del edificio.
3. La azotea de este proyecto ya cuenta con un sistema integral de protección contra rayos, con pararrayos que la atraviesan. Los nuevos pararrayos del proyecto fotovoltaico se conectarán a tierra mediante soldaduras fiables a los existentes.
4. El acero plano que se muestra en este diagrama debe colocarse a 10 cm del borde de los paneles. La posición puede ajustarse según las condiciones reales del sitio. Cualquier ajuste requiere la aprobación del instituto de diseño antes de comenzar la construcción.
