本篇《20 kW分布式光伏电站设计研究》文档，主要内容是探讨了以光伏发电为基础的20 kW并网光伏电站的设计与研究。文档由李家坤撰写，属于长江工程职业技术学院，并发表于2019年的水电与新能源杂志上。文章针对武汉某高校教学楼屋面为载体，通过详细阐述了分布式光伏电站的系统总体设计、太阳能组件选型及安装方式、并网逆变器选型等关键环节，并对电站的经济效益、节能减排效益和社会效益进行了深入研究。
文章指出了分布式光伏电站设计的研究背景和重要性，着重分析了以太阳能电池组件、并网逆变器和监控系统为主要构成的分布式光伏电站，强调了对这些关键组件的合理选型与布置对于电站设计的决定性影响。
光伏发电系统的总体设计包括了对场地选择、系统配置、安装方式和监控系统构建的综合考量。对于太阳能电池组件的选择，文中提到了单晶硅与多晶硅电池的优缺点以及在市场上的应用普遍性。由于单晶硅和多晶硅太阳能电池片的生产成本和效率差异，最终选择了多晶硅太阳能组件进行实际应用，其性价比高，价格合理，并能适应恶劣的工作环境。
并网逆变器作为系统中至关重要的设备，其选型对提升电能质量和系统稳定性起到了关键作用。逆变器用于将太阳能电池组件产生的直流电转换为符合公共电网要求的交流电。逆变器的性能决定了光伏电站的运行效率和电能质量，因此选择知名品牌的并网逆变器，能够有效解决电能质量问题，如电压波动、谐波、直流分量、电压波动和闪变以及三相不平衡等问题。
经济效益方面，电站的运行成本和产出效益分析是设计过程中不可或缺的部分。光伏发电能够降低能源消耗，减少温室气体排放，具有良好的社会和环境效益，同时也能够为投资者带来一定的经济效益。电站的设计需要考虑年均发电量、平均发电成本、投资回收期等经济指标。
在社会和环境效益方面，分布式光伏电站的应用有助于减少对化石能源的依赖，降低碳排放，对推动能源结构的转型和实现可持续发展具有重要作用。光伏电站的节能减排效益也是评价其社会效益的关键指标。
文章还提及了光伏组件的布置、支架安装以及安装角度选择对电站整体性能的影响。合适的安装角度能够使光伏组件更有效地接收太阳光，从而提高发电效率。此外，光伏组件在恶劣环境下的机械抗压和抗风雪能力也是设计时需要考虑的因素。
作者还讨论了逆变器的选型，逆变器在光伏系统中起着至关重要的作用。逆变器的性能直接影响到光伏电站的电能质量和稳定性，选择高性能、高效率的逆变器能够有效提高整个系统的运行效益。
整体来看，这篇研究为分布式光伏电站的设计提供了专业的指导和参考，不仅详细介绍了设计的各个环节，还对经济效益和社会效益进行了深入分析，对同类光伏电站的设计具有重要的借鉴意义。
