光伏系统设计思路及注意事项

! 前 言 随 着 能 源 危 机 的 加 重 以 及 对 可 再 生 能 源 的 开 发 和 利 用 !越 来 越 多 的 光 伏 电 站 将 会 发 挥 重 要 的 作 用 “ 光 伏 电 站 的 设 计 能 否 达 到 理 想 的 要 求 !是 许 多 设 计 师 常 常 关 注 的 问 题 “ 本 文 将 系 统 介 绍 了 笔 者 多 年 设 计 过 程 总 结 出 来 的 设 计 思 路 和 注 意 事 项 !供 大 家 参 考 “ “ 了 解 负 载 !确 定 负 载 功 率 “类 型 “工 作 时 间 “用 电 同 时 率 等 1 # 负 载 是 单 相 电 还 是 三 相 电 !直 流 电 还 是 交 流 电 !或 两 者 兼 有 !以 便 选 择 逆 变 器 $配 电 线 路 % 2 69+ C o m b i n e w i t h t h e p r o b l e m w e m e e t i n t h e d e s i g n i n g p r o c e s s o f t h e P V s y s t e m !t h e D e s i g n i n g p r o c e s s a n d t h e d e s ig n in g t h o u g h t a r e s u m m a r iz e d in t h e P V s y s t e m . T h e p r o b le m o f t h e m a in c o n s id e r a t io n in t h e d e s ig n in g p r o c e s s is e x p a t ia t e d i n e a c h s t e p a n d e a c h d e t a i l . w e p o i n t o u t t h e m a i n a n n o u n c e m e n t s i n e a c h l i n k . I t i n c l u d e s t h e w h o l e p r o c e s s f r o m t h e d e s i g n i n g s t a g e o f t h e f i r s t s t e p t o t h e e n d o f t h e c o n s t r u c t i o n e n g i n e e r . 4?+6/9 @10/A光 伏 与 工 程 !“ 的 工 具 等 等 ! 边 “ 施 工 # 边 记 录 $包 括 施 工 的 每 个 小 步 骤 $ 各 个 步 骤 中 用 到 的 每 个 小 部 件 %小 工 具 $这 都 不 容 忽 视 & 8 ’ 从 上 一 步 的 记 录 中 可 提 炼 出 如 下 文 件 () 施 工 所 需 物 料 明 细 表 * %) 施 工 所 需 工 具 清 单 * %) 安 全 措 施 保 护 工 具 清 单 * ! 把 记 录 稍 加 整 理 $即 得 到 该 工 程 的 ) 现 场 施 工 手 册 * ! ! 机 械 设 计 或 建 筑 设 计 前 应 考 虑 的 问 题 1 ’ 电 池 板 托 架 等 不 能 仅 考 虑 强 度 等 问 题 $如 何 安 装 %线 路 连 接 %线 路 走 向 % 线 路 整 理 等 也 都 是 考 虑 的 重 点 $考 虑 要 细 到 每 块 电 池 板 $每 条 线 路 & 2 ’ 电 池 板 背 面 通 风 散 热 问 题 & 3 ’ 串 并 联 线 路 的 整 体 隐 蔽 性 $如 何 布 线 $怎 样 更 隐 蔽 %美 观 + 线 路 走 向 上 的 障 碍 怎 样 绕 过 或 打 孔 穿 过 + 这 些 都 应 提 前 考 虑 & 4 ’ 蓄 电 池 支 架 主 要 考 虑 强 度 和 连 线 方 便 $整 齐 化 一 ! 若 上 面 可 能 有 滴 水 时 $支 架 上 应 采 取 防 滴 水 措 施 $支 架 底 部 加 衬 底 & 5 ’ 在 建 筑 上 主 要 是 电 线 %穿 线 管 和 线 路 走 向 上 孔 洞 的 提 前 预 留 & 6 ’ 线 %管 %孔 %洞 的 预 留 位 置 %走 向 等 应 详 细 对 照 ) 建 施 图 * $看 其 是 否 合 适 $是 否 会 和 其 他 系 统 冲 突 & 7 ’ 根 据 当 地 雷 电 %地 理 位 置 等 情 况 设 计 防 雷 接 地 系 统 ! “ 施 工 前 的 准 备 1 ’ 根 据 ) 施 工 所 需 物 料 明 细 表 * 进 行 物 料 准 备 $外 协 外 购 件 应 考 虑 供 货 周 期 等 $要 提 前 准 备 申 购 %联 系 厂 家 $以 免 耽 误 工 期 & 2 ’ 不 能 忽 视 任 何 一 样 小 部 件 和 小 工 具 $以 免 因 小 失 大 $尤 其 是 工 具 准 备 & 3 ’ 施 工 前 $物 料 和 工 具 应 提 前 准 备 $ 随 用 随 拿 ! 期 间 应 加 强 物 料 和 工 具 的 管 理 $以 免 丢 失 给 以 后 工 作 带 来 不 便 & 4 ’ 注 意 运 输 车 辆 等 的 提 前 联 系 & 5 ’ 人 员 应 提 前 联 系 $确 保 及 时 到 位 & 6 ’ 以 上 各 环 节 都 要 细 心 准 备 $一 个 环 节 耽 误 就 要 影 响 整 个 施 工 进 度 ! # 主 要 部 件 的 布 置 排 列 6 . 1 电 池 板 的 布 置 排 列 6 . 1 . 1 一 般 形 式 1 ’ 在 空 旷 处 用 地 基 和 支 架 做 太 阳 电 池 方 阵 ! 优 点 是 安 装 维 修 方 便 &缺 点 是 占 用 土 地 ! 2 ’ 在 楼 顶 作 钢 结 构 ! 优 点 是 省 去 了 一 些 外 围 护 结 构 $ 不 占 用 土 地 资 源 & 缺 点 是 安 装 维 护 不 方 便 $对 钢 结 构 抗 风 等 级 等 要 求 较 高 $壮 观 但 不 美 观 ! 3 ’ 太 阳 电 池 遮 阳 板 ! 优 点 是 既 可 发 电 又 可 遮 阳 $一 举 两 得 &缺 点 是 施 工 可 能 比 较 困 难 $受 位 置 限 制 $发 电 量 不 会 太 大 ! 4 ’ 幕 墙 %天 窗 式 $代 替 玻 璃 使 用 $ 一 般 不 用 边 框 和 接 线 盒 ! 优 点 是 与 建 筑 完 美 结 合 $美 观 $一 “ 板 # 多 用 $可 以 通 过 用 不 同 的 玻 璃 封 装 $ 使 其 既 能 发 电 $ 又 具 有 隔 音 或 隔 热 等 不 同 作 用 &缺 点 是 受 位 置 角 度 等 条 件 制 约 $发 电 效 率 受 影 响 $分 组 %布 线 等 相 对 复 杂 ! 5 ’ 在 斜 屋 面 上 作 发 电 屋 顶 ! 优 点 是 与 建 筑 完 美 结 合 $美 观 $不 额 外 占 用 空 间 & 缺 点 是 传 统 的 电 池 板 边 框 结 构 , 螺 杆 式 安 装 ’ 不 太 适 合 $需 考 虑 新 的 边 框 结 构 以 便 于 安 装 接 线 ! 其 与 建 筑 结 合 的 主 要 形 式 (推 拉 结 构 %导 轨 结 构 %槽 结 构 %压 边 结 构 %侧 面 接 线 盒 的 结 构 %瓦 片 电 池 板 %翻 转 结 构 等 ! 6 . 1 . 2 需 注 意 的 问 题 1 ’ 电 池 板 排 列 应 主 要 考 虑 串 联 数 和 并 联 数 $不 能 造 成 电 池 板 闲 置 浪 费 等 问 题 ! 阵 列 数 应 和 串 并 联 数 合 理 配 合 $ 方 便 分 组 连 线 ! 2 ’ 电 池 板 一 定 要 考 虑 散 热 问 题 $在 夏 天 较 热 的 时 候 因 温 度 升 高 而 造 成 功 率 损 失 不 容 忽 视 $应 设 计 通 风 道 & 3 ’ 光 伏 屋 顶 还 应 考 虑 排 水 问 题 & 4 ’ B I P V 还 要 考 虑 安 装 形 式 适 不 适 宜 接 线 问 题 & 6 . 1 . 3 太 阳 电 池 方 阵 支 架 的 基 本 要 求 1 ’ 应 遵 循 用 料 省 %造 价 低 %坚 固 耐 用 %安 装 方 便 的 原 理 进 行 太 阳 电 池 方 阵 支 架 的 设 计 生 产 和 制 造 ! 2 ’ 光 伏 电 站 的 太 阳 电 池 方 阵 支 架 $ 可 根 据 应 用 地 区 的 实 际 情 况 和 用 户 要 求 $ 设 计 成 地 面 安 装 型 和 屋 顶 安 装 型 ! 西 藏 千 瓦 级 以 上 的 光 伏 电 站 $以 地 面 安 装 支 架 设 计 为 主 ! 3 ’ 太 阳 电 池 方 阵 支 架 应 选 用 钢 材 或 铝 合 金 材 料 制 造 $其 强 度 应 可 承 受 1 0 级 大 风 的 破 坏 ! 4 ’ 太 阳 电 池 方 阵 支 架 的 金 属 表 面 $ 应 镀 锌 %镀 铝 或 涂 防 锈 漆 $防 止 生 锈 腐 蚀 ! 5 ’ 在 设 计 太 阳 电 池 支 架 时 $应 考 虑 当 地 纬 度 和 日 照 资 源 等 因 素 ! 也 可 设 计 成 能 按 照 季 节 变 化 以 手 动 或 自 动 方 式 调 整 太 阳 电 池 方 阵 的 向 日 倾 角 和 方 位 角 的 结 构 $以 便 充 分 地 接 受 太 阳 辐 射 能 $增 加 方 阵 的 发 电 量 ! 6 ’ 太 阳 电 池 方 阵 支 架 的 连 接 件 $包 括 组 件 和 支 架 的 连 接 件 %支 架 与 螺 栓 的 连 接 件 以 及 螺 栓 与 方 阵 场 的 连 接 件 $均 应 用 电 镀 材 料 或 不 锈 钢 钢 材 制 造 ! 6 . 1 . 4 太 阳 电 池 方 阵 支 架 的 使 用 和 维 护 1 ’ 太 阳 电 池 方 阵 应 安 装 在 周 围 没 有 高 大 建 筑 物 %树 木 %电 杆 等 遮 挡 太 阳 光 的 处 所 $ 以 便 其 充 分 地 获 得 太 阳 光 ! 我 国 位 于 北 半 球 $方 阵 的 采 光 面 应 朝 南 放 置 $并 与 太 阳 光 垂 直 & $%&’&(&)’*+, -./+0 光 伏 与 工 程 !“ 2 ! 在 太 阳 电 池 方 阵 的 安 装 和 使 用 过 程 中 “要 轻 拿 轻 放 组 件 “严 禁 碰 撞 #敲 击 “以 免 损 坏 封 装 玻 璃 “影 响 其 性 能 “缩 短 使 用 寿 命 $ 3 ! 遇 有 大 风 #暴 雨 #冰 雹 #大 雪 等 情 况 “应 采 取 措 施 保 护 太 阳 电 池 方 阵 “以 免 使 其 受 到 损 坏 $ 4 ! 太 阳 电 池 方 阵 的 采 光 表 面 应 经 常 保 持 清 洁 “ 如 采 光 面 上 落 有 灰 尘 或 其 他 污 物 “应 先 用 清 水 冲 洗 “再 用 干 净 纱 布 将 水 迹 轻 轻 擦 干 “ 切 勿 用 硬 物 擦 拭 或 用 腐 蚀 性 溶 剂 冲 洗 $ 5 ! 在 连 接 太 阳 电 池 方 阵 的 输 出 端 时 “要 注 意 正 #负 级 性 “切 勿 接 反 $ 6 ! 对 与 太 阳 电 池 方 阵 匹 配 的 蓄 电 池 组 “ 应 严 格 按 照 蓄 电 池 的 使 用 维 护 方 法 使 用 $ 7 ! 对 带 有 向 日 跟 踪 装 置 的 太 阳 电 池 方 阵 “应 经 常 检 查 维 护 跟 踪 装 置 “以 保 证 其 正 常 运 行 $ 8 ! 对 可 用 手 动 方 式 调 整 角 度 的 太 阳 电 池 方 阵 “ 应 按 照 季 节 变 化 调 整 方 阵 支 架 的 向 日 倾 角 和 方 位 角 “ 使 其 能 充 分 地 接 受 太 阳 辐 射 能 $ 9 ! 太 阳 电 池 方 阵 的 光 电 参 数 “在 使 用 中 应 不 定 期 地 按 照 有 关 方 法 进 行 检 测 “发 现 问 题 “要 及 时 解 决 “确 保 方 阵 不 间 断 的 正 常 供 电 $ 1 0 ! 太 阳 电 池 方 阵 及 其 配 套 设 备 的 周 围 应 加 护 栏 或 围 墙 “以 免 遭 动 物 侵 袭 或 其 它 意 外 损 坏 $如 果 发 电 设 备 安 装 在 高 山 上 “则 应 安 装 避 雷 器 “以 防 雷 击 % 6 . 2 蓄 电 池 的 布 置 排 列 及 注 意 事 项 1 ! 蓄 电 池 设 计 一 般 不 超 过 4 组 $ 2 ! 布 置 一 致 “考 虑 每 组 的 接 线 问 题 “每 组 的 两 个 电 极 可 留 到 一 侧 “各 组 的 电 极 在 蓄 电 池 阵 列 的 同 侧 “ 方 便 蓄 电 池 接 线 $ 3 ! 蓄 电 池 应 放 在 室 内 通 风 良 好 # 不 受 阳 光 直 射 的 地 方 “距 离 热 源 不 得 小 于 2 m “ 室 内 温 度 应 经 常 保 持 在 1 0 ! 3 5 “$ 4 ! 蓄 电 池 与 地 面 之 间 应 采 取 绝 缘 措 施 “例 如 “可 垫 木 板 或 其 他 绝 缘 物 “以 免 因 蓄 电 池 与 地 面 短 路 而 放 电 $ 5 ! 放 置 蓄 电 池 位 置 应 选 择 在 离 太 阳 电 池 方 阵 较 近 的 地 方 % 连 接 导 线 应 尽 量 缩 短 “导 线 直 径 不 可 太 细 “以 尽 量 减 少 不 必 要 的 线 路 损 失 $ 6 ! 不 能 将 酸 性 蓄 电 池 和 碱 性 蓄 电 池 同 时 安 装 在 同 一 房 间 内 $ 7 ! 对 安 装 蓄 电 池 较 多 的 蓄 电 池 室 “ 冬 天 不 允 许 采 用 明 火 保 温 “ 可 用 火 墙 提 高 室 内 温 度 & 或 采 用 其 他 方 式 ! “并 要 保 持 良 好 的 通 风 条 件 $ 8 ! 保 持 室 内 干 燥 “不 能 有 明 水 和 水 汽 出 现 “以 防 电 池 漏 电 #联 电 $ 9 ! 液 体 管 道 不 能 从 蓄 电 池 顶 上 走 “ 以 防 液 体 滴 在 蓄 电 池 上 $ 1 0 ! 蓄 电 池 室 设 置 防 水 门 槛 “以 免 外 面 的 水 箱 等 设 备 漏 水 流 入 室 内 “ 使 蓄 电 池 漏 电 #短 路 甚 至 发 生 火 灾 $ 1 1 ! 每 个 蓄 电 池 组 支 架 前 留 出 一 定 的 安 装 维 修 空 间 $ 1 2 ! 蓄 电 池 室 内 照 明 “保 险 起 见 可 采 用 防 爆 灯 $ 1 3 ! 在 高 出 安 全 电 压 & 3 6 V ! 的 蓄 电 池 室 最 好 能 上 锁 “ 并 在 明 显 的 位 置 标 ’ 有 电 危 险 ( 的 警 示 图 样 $ 1 4 ! 蓄 电 池 室 应 尽 量 靠 近 控 制 设 备 “但 最 好 隔 开 “以 免 蓄 电 池 长 期 放 出 的 少 量 酸 性 气 体 腐 蚀 设 备 $ 1 5 ! 室 内 要 严 禁 烟 火 “尤 其 在 蓄 电 池 处 于 充 电 状 态 时 “ 不 得 将 任 何 火 焰 或 有 火 花 发 生 的 器 械 带 入 室 内 $ 1 6 ! 在 室 内 适 当 的 地 方 设 置 接 地 点 “方 便 设 备 接 地 % 6 . 3 控 制 设 备 的 布 置 要 求 1 ! 靠 近 蓄 电 池 室 “温 湿 度 环 境 与 蓄 电 池 的 基 本 一 致 $ 2 ! 与 蓄 电 池 室 相 隔 “防 止 蓄 电 池 长 期 运 行 期 间 产 生 的 微 量 气 体 腐 蚀 设 备 $ 3 ! 保 持 室 内 干 燥 “不 能 有 明 水 和 水 汽 出 现 “以 防 设 备 漏 电 #联 电 $ 4 ! 液 体 管 道 不 能 从 控 制 室 顶 上 走 “ 以 防 液 体 滴 在 控 制 设 备 上 $ 5 ! 控 制 室 设 置 防 水 门 槛 “以 免 外 面 的 水 箱 等 设 备 漏 水 流 入 室 内 “ 使 设 备 漏 电 #短 路 甚 至 发 生 火 灾 $ 6 ! 在 明 显 的 位 置 标 ’ 有 电 危 险 ( 的 警 示 图 样 $ 7 ! 在 适 当 的 位 置 设 置 接 地 点 “方 便 设 备 保 护 接 地 % ! 现 场 施 工 注 意 事 项 7 . 1 确 保 人 员 安 全 危 险 作 业 时 “施 工 人 员 应 佩 戴 事 先 准 备 的 安 全 护 具 “不 可 大 意 % 7 . 2 专 门 的 现 场 指 挥 1 ! 人 员 调 度 $ 2 ! 物 料 工 具 管 理 $ 3 ! 现 场 问 题 解 决 $ 4 ! 施 工 质 量 把 关 % 7 . 3 即 使 准 备 再 充 分 “ 也 难 免 会 有 疏 漏 “或 遇 到 一 些 不 可 预 见 性 的 问 题 使 施 工 暂 停 “这 时 就 要 主 动 设 法 排 除 “以 保 证 工 期 % 施 工 应 按 事 先 计 划 的 先 后 顺 序 施 工 “ 以 免 前 后 影 响 而 返 工 或 造 成 不 必 要 的 麻 烦 “必 要 时 也 可 颠 倒 顺 序 “但 要 确 保 不 会 造 成 相 互 影 响 % !责 编 “陈 讲 运 # 参 考 文 献 1 李 安 定 . 太 阳 能 光 伏 发 电 系 统 工 程 [ M ] . 北 京 )北 京 工 业 大 学 出 版 社 “2 0 0 1 “7 4 阳 光 能 源 “#$%$&$’%()* +,-).光 伏 与 工 程 !“