“2MW光伏车棚+充电桩”一体化项目的核心设计文件包。它包含CAD图纸清单、EXCEL计算书架构和详细物料表（BOM），可直接作为项目设计、招标和施工的蓝图。
项目名称： 2MW光伏车棚及智能充电站
组成：光伏发电系统 + 钢结构车棚 + 电动汽车充电系统
典型配置估算：
光伏：采用550Wp组件，约需3640块，总面积约7000㎡。
车棚：双车位标准单元，长度方向连续布置。
充电桩：按总功率的15-25%配置快充桩，约300-500kW，可设置6-10个直流快充车位。
目标：实现“发电自用、余电上网、车棚遮阳、绿色充电”四位一体。
第一部分：CAD图纸设计要点
第一分册：总图与结构
1.设计说明与图纸目录：项目概况、设计依据、荷载标准（风、雪、恒、活）、材料规格、施工要求。
2.车棚平面布置总图：
显示车棚区域边界、柱网定位轴线（如@8.4m x 2.5m）。
标注车位、车道、人行通道、消防通道。
标明充电桩位置、配电箱位置、照明点位。
标注排水方向、坡度（建议≥2%）。
3.结构施工图系列：
基础平面布置图及详图：独立基础或桩基础，标注尺寸、标高、配筋、地脚螺栓预埋。
钢柱平面布置图：柱脚节点详图。
钢梁平面布置图：主梁（跨度方向）、次梁（檩条方向）布置。
屋面结构布置图：檩条、拉条、斜撑布置。
节点大样图：梁柱连接、梁梁连接、柱脚、支架与檩条连接等关键节点。
组件支架安装详图：夹具或焊接固定方式。
第二分册：电气与光伏
1.电气设计说明：系统电压等级、并网方式、电缆选型原则、防雷接地要求。
2.光伏系统电气单线图：
清晰展示从组件 → 组串 → 汇流箱 → 直流柜 → 逆变器 → 交流柜 → 并网点/充电桩的整个能量流。
标注主要设备型号、数量、电缆型号规格、断路器规格。
3.充电系统电气单线图：
展示从变压器/低压母线 → 充电桩配电柜 → 各直流充电桩的连接。
标注充电桩功率、电缆、保护开关。
4.防雷接地平面图：
接闪带（避雷针）布置。
接地网布置，沿车棚周边敷设水平接地体，与每个钢柱基础连接。
工作接地、保护接地、防雷接地共用接地网，标注测试点。
5.照明与安防平面图：车棚下方照明、监控摄像头布置。
6.电缆桥架走向平面图：直流汇流箱至逆变器房、交流侧至并网点的桥架路径。
7.配电房/逆变器室布置图：设备布置、基础槽钢、电缆沟。
第三分册：给排水与消防
1.给排水总平面图：如有清洗系统，需标注给水点、排水沟。
2.消防平面图：灭火器配置点、消防沙箱位置（针对电气火灾）。
第二部分：EXCEL计算书架构
一个完整的计算书应包含以下联动的工作表：
工作表1：项目基本信息
地点、经纬度、年均辐照量。
电价（峰谷平）、补贴政策。
设计使用寿命（25年）。
工作表2：光伏发电系统设计计算
组件选型：型号、功率、效率、尺寸、温度系数。
系统容量计算：总容量 = 组件数量 × 单块功率。
组串设计：
输入：逆变器MPPT电压范围、组件开路电压/工作电压。
计算：每串组件数量（考虑温度影响）、总串数。
方阵布置：
倾角、方位角设定。
计算：前后排间距（避免阴影遮挡）、总占地面积。
发电量估算（核心）：
采用 “PVsyst模拟法”或 “峰值日照时数法”。
公式：首年发电量 = 装机容量 × 峰值日照时数 × 系统效率 × 365
系统效率PR取值（如82%），并计算25年衰减后总发电量。
工作表3：车棚结构计算
荷载统计：
恒载：组件及支架自重。
活载：施工检修荷载（如0.3 kN/m²）。
风荷载：按当地50年一遇风压计算。
雪荷载：按当地50年一遇雪压计算。
结构建模简化计算：
主梁、柱截面估算（可采用门式刚架简化计算）。
基础反力计算，用于基础设计。
关键提示：此部分为估算，最终由结构工程师用专业软件（如PKPM, SAP2000）进行验算。
工作表4：充电桩系统设计
充电桩配置：
确定快慢充比例、单桩功率（如120kW一机双枪）。
计算总充电功率、同时使用系数（如0.7-0.8）。
确定充电桩配电总容量。
电缆与开关选型：
根据电流和压降要求，计算并选择电缆截面。
选择匹配的断路器、接触器规格。
工作表5：电气计算
电缆压降计算：对直流侧（组串到逆变器）、交流低压侧（逆变器到并网点）分别计算，确保压降<2%。
短路电流计算：计算直流侧、交流侧短路电流，用于选择断路器分断能力。
防雷与接地计算：计算接地电阻是否满足要求（通常≤4Ω）。
5.1、 电缆压降计算
目标： 确保在最大工作电流下，从电源端到负载端的电压损失不超过额定电压的2%，以保证系统效率和经济运行。
1. 直流侧压降计算（组件 → 汇流箱 → 逆变器）
计算点： 通常计算最不利回路，即距离逆变器最远的一个组串。
核心公式：
参数说明：
计算步骤：
Excel示例：
| A | B | C |
| 参数 | 值 | 说明 |
| 单串组件数 | 20 | |
| 组件Vmp (V) | 41.5 | |
| 组件Imp (A) | 13.25 | |
| 单串电压U_mp (V) | =B2*B3 | 830 |
| 单串电流I_mp (A) | =B4 | 13.25 |
| 直流电缆规格 | PV1-F 4mm² | |
| 电缆电阻R (Ω/km) | 4.6 | 查电缆参数表 |
| 最远距离L (km) | 0.12 | 120米 |
| 直流压降ΔU_dc (V) | =B6B8B9*2 | 14.63 |
| 压降百分比 | =B10/B5*100 | 1.76% |
| 结论 | 满足 <2% |
2. 交流侧压降计算（逆变器 → 并网点）
计算点： 计算从逆变器交流输出端到并网接入点的压降。
核心公式（简化，忽略电抗）：
参数说明：
Excel示例（以一台110kW逆变器为例）：
| A | B | C |
| 参数 | 值 | 说明 |
| 逆变器功率P_inv (kW) | 110 | |
| 系统电压U_line (V) | 400 | |
| 功率因数cosφ | 1.0 | |
| 最大输出电流I_max (A) | =B2*1000/(SQRT(3)B3B4) | 158.8 |
| 交流电缆规格 | YJV-0.6/1kV 3×70+1×35 | |
| 相线电阻R (Ω/km) | 0.268 | 查表（70mm²） |
| 电缆长度L (km) | 0.08 | 80米 |
| 交流压降ΔU_ac (V) | =B5B7B8*SQRT(3) | 5.89 |
| 压降百分比 | =B9/B3*100 | 1.47% |
| 结论 | 满足 <2% |
5.2、 短路电流计算
目标： 为选择具备足够分断能力的断路器、熔断器等保护器件提供依据。
1. 直流侧短路电流（Isc_dc）
主要来源：
1.光伏组件： 在标准条件下，最大短路电流为组件自身的短路电流（Isc）。
2.并联支路： 当汇流箱内多路组串并联时，故障点的短路电流会来自所有并联的组串。
最严重情况计算（汇流箱输出端短路）：
参数说明：
应用： 此电流用于选择直流汇流箱内的熔断器或直流断路器的额定分断能力。
2. 交流侧短路电流（Isc_ac）
主要来源：
1.电网侧： 来自上级变压器和电网系统，是主要贡献者。
2.逆变器： 现代并网逆变器在电网故障时通常提供有限的短路电流（约为其额定电流的1.1-1.5倍）。
计算方法：
精确计算需要知道上级变压器的容量、阻抗电压百分比以及电网的系统阻抗，通常由供电部门提供或使用专业软件计算。
简化估算（用于初步选型）：
逆变器出口处：
并网点（PCC）：
需要知道变压器参数。例如，一台1000kVA，Uk%=6%的变压器，其低压侧出口处的三相短路电流近似为：
Excel示例（估算）：
| A | B | C |
| 参数 | 值 | 说明 |
| 上级变压器容量S_tr (kVA) | 1000 | |
| 变压器阻抗电压U_k% | 6% | |
| 系统电压U_line (V) | 400 | |
| 变压器出口预期短路电流I_k (kA) | =B2*1000/(SQRT(3)B4B3) | 24.1 |
| 逆变器额定电流I_rated (A) | 158.8 | 同上例 |
| 逆变器提供短路电流I_sc_inv (A) | =B6*1.5 | 238.2 |
| 结论 | 并网点断路器分断能力应 > 24.1kA |
5.3雷与接地计算
目标： 验证设计的接地系统电阻是否满足规范要求（通常≤4Ω）。
1. 接地电阻计算（简化公式） 对于以水平接地体为主的复合接地网，其接地电阻可近似估算为：
参数说明：
R：接地装置的接地电阻（单位：Ω）。
ρ：土壤电阻率（单位：Ω·m）。这是最关键且最易变的参数，必须通过现场实测获得。不同土壤类型电阻率范围：泥土（20-100），砂土（100-1000），岩石（1000-10000）。
S：接地网所占的面积（单位：m²）。对于车棚项目，就是车棚接地网覆盖的面积。
计算步骤：
1.获取现场实测土壤电阻率 ρ。
2.测量或计算接地网面积 S。
3.代入公式估算接地电阻 R。
4.若 R>4ΩR，则需扩大接地网面积（S） 或增加垂直接地极，或使用降阻剂。
2. Excel示例：
| A | B | C |
| 参数 | 值 | 说明 |
| 实测土壤电阻率ρ (Ω·m) | 120 | 关键！必须实测 |
| 接地网面积S (m²) | 3600 | 60m × 60m的车棚区域 |
| 估算接地电阻R (Ω) | =0.5*B2/SQRT(B3) | 1.0 |
| 规范要求值 (Ω) | 4 | |
| 结论 | R=1.0Ω < 4Ω，满足要求 |
工作表6：经济性分析
投资估算：
光伏系统（组件、逆变器、支架、电缆等）。
车棚钢结构及基础。
充电桩及配电系统。
设计、施工、并网等费用。
收益测算：
发电收益（自发自用+余电上网）。
充电服务费收益（估算日均充电量）。
政府补贴（如有）。
财务指标：
静态/动态投资回收期。
内部收益率（IRR）。
净现值（NPV）。
第三部分：主要物料清单（BOM）示例
| 类别 | 序号 | 物料名称 | 规格型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 一、光伏系统 | 1 | 单晶硅光伏组件 | 550Wp, 144半片 | 块 | 3640 | 根据实际选型调整 |
| 2 | 组串式逆变器 | 110kW, 支持1.5倍超配 | 台 | 18 | 总功率≈2MW | |
| 3 | 直流汇流箱 | 16进1出，防雷 | 台 | 24 | 根据组串数计算 | |
| 4 | 直流电缆 | PV1-F 1×4mm² | 米 | 15000 | 组件至汇流箱 | |
| 5 | 交流电缆 | ZR-YJV22 0.6/1kV 3×185+1×95 | 米 | 600 | 逆变器至并网点 | |
| 6 | MC4连接器 | 公母头 | 对 | 3800 | 含备用 | |
| 二、车棚结构 | 7 | H型钢柱 | H300×300×10×15 | 吨 | 约35 | 具体由结构计算定 |
| 8 | H型钢梁 | H350×200×8×12 | 吨 | 约45 | 具体由结构计算定 | |
| 9 | C/Z型檩条 | C160×60×20×2.5 | 吨 | 约20 | ||
| 10 | 光伏支架夹具 | 铝合金/不锈钢 | 套 | 7280 | 每块组件2套 | |
| 11 | 地脚螺栓 | M30×800 | 套 | 按柱数 | ||
| 三、充电系统 | 12 | 直流双枪快充桩 | 120kW | 台 | 8 | 总功率960kW |
| 13 | 充电桩配电柜 | 进线630A，出线8回路 | 台 | 1 | ||
| 14 | 充电专用电缆 | EV-EE 3×35+1×16 | 米 | 400 | 从配电柜至充电桩 | |
| 四、电气辅材 | 15 | 并网交流柜 | 含计量、保护、开关 | 台 | 1 | |
| 16 | 电缆桥架 | 200×100mm，镀锌 | 米 | 300 | ||
| 17 | 浪涌保护器 | 二级SPD | 套 | 若干 | 直流、交流侧均需 | |
| 18 | 接地扁钢 | -40×4 热镀锌 | 米 | 800 | ||
| 五、土建与安防 | 19 | 混凝土 | C30 | m³ | 200 | 用于基础 |
| 20 | 灭火器 | 干粉，5kg | 具 | 20 | 每4个车位一组 | |
| 21 | 监控摄像头 | 球机，带夜视 | 台 | 6 |
本地化调整：
以上所有参数（如组件数量、钢材用量）均为示例，必须根据您所在地的规范、气候条件和具体设备选型进行精确计算。
