1、 太陽能光伏發(fā)電1.1 太陽能電池發(fā)電原理太陽能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。當(dāng)N型和P型兩種不同型號的半導(dǎo)體材料接觸后，由于擴散和漂移作用，在界面處形成由P型指向N型的內(nèi)建電場。太陽能電池吸收一定能量的光子后，半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電子空穴對，電子帶負電，空穴帶正電。在P-N結(jié)內(nèi)建電場的作用下，電子和空穴被分離，產(chǎn)生定向運動，并被太陽能電池的正、負極收集，在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。1.2 太陽能系統(tǒng)特點簡單方便、安全可靠、無噪音、無空氣污染、不破壞生態(tài)、能量隨處可得、無需消耗燃料、無機械轉(zhuǎn)動部件、維護簡便、使用壽命長、建設(shè)周期短、規(guī)模大小隨意、可以無人值守、也無需架設(shè)輸電線

2、路。系統(tǒng)中的太陽能電池組件，使用壽命長具備良好的耐候性，防風(fēng)，防雹。有效抵御濕氣和鹽霧腐蝕，不受地理環(huán)境影響。具有穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率，且轉(zhuǎn)換效率高。并保障系統(tǒng)在惡劣的自然環(huán)境中能夠長期可靠運行。太陽能組件方陣支架都有一定的傾斜角度，該角度和方陣所處的地理緯度和位置有關(guān)。1.3 并網(wǎng)太陽能系統(tǒng)發(fā)電方式太陽能組件通過合適的串并聯(lián)，滿足并網(wǎng)逆變器要求的直流輸入電壓和電流。每塊組件接線盒都配有旁路二極管，防止“熱斑效應(yīng)”，將組件由于部分被遮蔭或電池片故障而導(dǎo)致的失效對系統(tǒng)效率的危害降到最低。同時，太陽能方陣的直流匯流箱內(nèi)設(shè)置防反二極管，以防止各并聯(lián)組件串之間形成回路，造成能源浪費和縮減組件的壽命。并網(wǎng)

3、逆變器采用雙環(huán)控制系統(tǒng)，實時檢測電網(wǎng)狀態(tài)，取得電網(wǎng)電壓、電流、頻率、相位等關(guān)鍵變量，通過計算分析，使輸出電力與電網(wǎng)同步運行。且在運行期間，并網(wǎng)逆變器按工頻周期檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦電網(wǎng)異常如突然停電，壓降幅度超標，并網(wǎng)逆變器立即觸發(fā)內(nèi)部電子開關(guān)，實現(xiàn)瞬時與電網(wǎng)斷開。同時，并網(wǎng)逆變器不斷檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦其恢復(fù)正常并通過并網(wǎng)逆變器的計算分析，并網(wǎng)逆變器將重新并網(wǎng)?？傊?，作為并網(wǎng)系統(tǒng)的控制核心和直流變交流的樞紐，并網(wǎng)逆變器高度的自動化和精密的檢測控制功能從根本上保證了系統(tǒng)并網(wǎng)的安全性和可靠性。太陽能組件邊框及其支撐結(jié)構(gòu)均與建筑現(xiàn)有的接地系統(tǒng)連接，并網(wǎng)逆變器開關(guān)柜等設(shè)備外殼接地，防止直擊雷及觸電危險。另

4、外，直流和交流回路中均設(shè)有防雷模塊，防止感應(yīng)雷擊波傷害。系統(tǒng)配有完善的通訊監(jiān)控系統(tǒng)，全面檢測環(huán)境和系統(tǒng)的狀態(tài)，將光照強度、環(huán)境溫度、太陽能板溫度、風(fēng)速等環(huán)境變量和系統(tǒng)的電壓、電流、相位、功率因數(shù)、頻率、發(fā)電量等系統(tǒng)變量通過RS485 或以太網(wǎng)或GPRS 傳輸直控制中心，實現(xiàn)遠程監(jiān)控；同時如將同一地區(qū)多個并網(wǎng)電站的信息傳輸直同一控制中心，可方便區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度管理。并網(wǎng)系統(tǒng)可作為一種補充性能源，而不能作為后備或主要電力；這是因為其發(fā)電量相對安裝場所的用電量而言，一般比重不超過20%，而且由于其“孤島保護”功能，即電網(wǎng)停電時，并網(wǎng)逆變器要與電網(wǎng)斷開，以防止太陽能系統(tǒng)所發(fā)電力在電網(wǎng)停電檢修時引發(fā)安全事

5、故。切忌不可按照并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量而將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定的負載掛鉤，即將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定負載實現(xiàn)一對一供電和用電。這是因為并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量依賴于系統(tǒng)的裝機容量和天氣條件（主要是光照和氣溫），其有效輸出不是恒定的而是隨機波動的；另一方面，負載的耗電量也會隨負載特性（功耗的大小變化，如待機和工作時功耗明顯不同）、負載投入使用的頻次、使用時間而隨機變化，因此如將并網(wǎng)系統(tǒng)和特定負載掛鉤，將很難在不同時點上實現(xiàn)供需平衡。理想的做法是將并網(wǎng)系統(tǒng)的輸出直接連接在當(dāng)?shù)毓╇娔概派?，實現(xiàn)系統(tǒng)即發(fā)即用，就近使用，不足部分可從電網(wǎng)索取補充。2. 設(shè)計說明和依據(jù)2.1 設(shè)計說明嚴格按照相關(guān)工程技術(shù)說明書規(guī)定組織設(shè)計，以說明書中

6、所述規(guī)范、規(guī)定和標準為根本，同時考慮國內(nèi)、國外規(guī)范要求。除非另作說明，所有相關(guān)標準均為現(xiàn)行標準。當(dāng)設(shè)計與技術(shù)說明書中規(guī)定之規(guī)范出現(xiàn)差異或矛盾時，采用較為嚴格的規(guī)范。個別部分在允許的范圍內(nèi)，即經(jīng)相關(guān)政府部門審定及認可后，采納本地類似規(guī)范或標準。2.2 系統(tǒng)設(shè)計原則工程設(shè)計在遵循技術(shù)先進、科學(xué)合理、安全可靠、經(jīng)濟實用的指導(dǎo)思想和設(shè)計原則下，著重考慮以下設(shè)計原則：1）先進性原則隨著太陽能技術(shù)的發(fā)展，太陽能電源設(shè)計必須考慮先進性，使系統(tǒng)在一定的時期內(nèi)保持技術(shù)領(lǐng)先性，以保證系統(tǒng)具有較長的生命周期。2） 安全可靠原則針對本工程的特點，選用的結(jié)構(gòu)應(yīng)充分考慮了風(fēng)荷載、溫度應(yīng)力和地震作用對幕墻的影響，設(shè)計安全系

7、數(shù)保證滿足國家規(guī)定及本工程的要求。3） 結(jié)構(gòu)輕巧而穩(wěn)定原則結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可以保證結(jié)構(gòu)的安全，同時也會產(chǎn)生一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定所特有的美感，失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)會給人帶來危機感，造成人的緊張，使人很不愉快。但過于保守、粗放的設(shè)計則又顯得笨拙、累贅，缺乏靈氣，也會使人不愉快。4）環(huán)保節(jié)能原則光伏太陽能電池發(fā)電不會排放二氧化碳或產(chǎn)生對溫室效應(yīng)有害的氣體，也無噪音，是一種凈能源，與環(huán)境有很好的相容性。5） 可拆卸更換、維修方便原則當(dāng)太陽能屋頂?shù)哪硞€局部受損、更新時，組件板塊能否靈活方便地進行拆卸更換，直接關(guān)系到系統(tǒng)的功能是否能得到保持，結(jié)構(gòu)能否受到影響等因素，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要求必須可更換、并且要很方便，且不能影響發(fā)電系統(tǒng)正

8、常使用。6） 經(jīng)濟性原則在以上原則得到充分保證的基礎(chǔ)上，要充分考慮經(jīng)濟實用性、效益性，提高發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟與實用價值。保證資金投向合理，在確保滿足國家規(guī)范的基礎(chǔ)上，合理地使用材料至關(guān)重要，只有巧妙地、合理地發(fā)揮各種材料的特性，才能產(chǎn)生極佳的經(jīng)濟效益。3. 系統(tǒng)方陣布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計方案3.1 自然條件（1）基本風(fēng)壓 W0=0.45kN/m2（2）基本雪壓 S0=0.4kN/m2（3）設(shè)計基本地震加速度值為0.20g。3.2 抗震設(shè)防（1）根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖北京市基本烈度8度。（2）根據(jù)周邊已建項目的地質(zhì)勘察情況，本項目所在區(qū)域地貌單一，地層巖性均一且層位穩(wěn)定，對基礎(chǔ)無任何不良影響，適于一般性工業(yè)

9、及民用建筑。（3）抗震設(shè)施方案的選擇原則及要求建筑的平、立面布置宜規(guī)劃對稱、建筑的質(zhì)量分布和剛度變化均勻，樓層不宜錯層，建筑的抗震縫按建筑結(jié)構(gòu)的實際需要設(shè)置，結(jié)構(gòu)設(shè)計中根據(jù)地基土質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點采取抗震措施，增加上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的整體剛度，改善其抗震性能，提高整個結(jié)構(gòu)的抗震性。3.3 荷載確定原則在作用于光伏組件上的各種荷載中，主要有風(fēng)、雪荷載、地震作用、結(jié)構(gòu)自重和由環(huán)境溫度變化引起的作用效應(yīng)等等，其中風(fēng)荷載引起的效應(yīng)最大。在節(jié)點設(shè)計中通過預(yù)留一定的間隙，消除了由各種構(gòu)件和飾面材料熱脹冷縮引起的作用效應(yīng)。在進行構(gòu)件、連接件和預(yù)埋件承載力計算時，必須考慮各種荷載和作用效應(yīng)的分項系數(shù)，即采用其設(shè)計值。風(fēng)

10、荷載根據(jù)規(guī)范，作用于傾斜組件表面上的風(fēng)荷載標準值，按下列公式(1.1)計算：Wk= gz .s.z.W0 (1.1)式中: Wk 風(fēng)荷載標準值( kN /m2 )； gz 高度z 處的陣風(fēng)系數(shù)；標高20 米位置取值1.69. s風(fēng)荷載體型系數(shù)， 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001 取值。取值為1.3。 z風(fēng)壓高度變化系數(shù)；取值1.25. Wo 基本風(fēng)壓( kN /m2 )。北京地區(qū)基本風(fēng)壓取值0.45KN/M2,按規(guī)范要求，進行構(gòu)件、連接件和錨固件承載力計算時，風(fēng)荷載分項系數(shù)應(yīng)取w = 1.4，即風(fēng)荷載設(shè)計值為：w = w .wk = 1.4wk (1.2)該項目取值為1.73 kN

11、/m2雪荷載屋面水平投影面上的雪荷載標準值，應(yīng)下式（2.1）計算：Sk = r So （2.1）式中， Sk 雪荷載標準值（kN / m2）； r 屋面積雪分布系數(shù)；根據(jù)規(guī)范取值0.6； 基本雪壓So （kN / m2）；依北京地區(qū)50 年一遇最大雪荷載查規(guī)范取值0.4 kN / m2； 則該項目最大雪荷載參考值為0.24 kN / m2 .結(jié)構(gòu)自重太陽能組件：Q1=0.163=0.48kN Q2=0.044.4=0.18kN共計0.66kN即太陽能組件自重為0.66/（1.33）=0.17kN/M2鋼結(jié)構(gòu)自重： 0.1kN/M2樓頂支架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自重為0.27kN/m2按規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)自重的分

12、項系數(shù)取G = 1.2 。即樓頂支架系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)自重計算為0.32kN/m2(注：承重梁預(yù)埋水泥墩重量：0.40.40.424.54=6.27kN計算為6.27/（1.33）=1.6kN/m2 ，因其預(yù)埋在承重梁上，完全可以達到載荷的要求，在樓面荷載中不做詳述）荷載組合按規(guī)范要求對作用于組件同一方向上的各種荷載應(yīng)作最不利組合。太陽能支架系統(tǒng)傾斜平面上的組件，其平面外的荷載最不利荷載組合風(fēng)載、雪載、結(jié)構(gòu)自重合計為：0.61.73+0.24+0.32=1.6 kN/m2，滿足本建筑物樓頂對載荷的要求。采光頂太陽能組件綜合載荷為 0.7 kN/m2 亦滿足樓頂對載荷的要求?？癸L(fēng)及抗拔力考慮，由于支架系

13、統(tǒng)基座水泥墩與承重梁連為一體，且水泥墩和系統(tǒng)支架自重已達1.87 kN/m2，總重量已遠遠大于水平風(fēng)壓，因此該太陽能發(fā)電系統(tǒng)重量可滿足抗風(fēng)及抗拔力要求。3.4 非晶硅透光薄膜電池組件采光頂BIPV結(jié)構(gòu)和安裝設(shè)計3.4.1 非晶硅透光薄膜電池組件采光頂傾角設(shè)計依據(jù)：方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如：地理位置、全年太陽輻射分布、直接輻射與散射輻射比例、負載供電要求和特定的場地條件，組件特性等。3.4.2 非晶硅透光薄膜電池組件采光頂安裝設(shè)計依據(jù)：該幕墻天窗部分設(shè)計完全遵循并滿足以下規(guī)范。建筑幕墻 GB/T 21086-2007多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造詳圖（01SG519）玻璃幕墻工程

14、技術(shù)規(guī)范 JGJ1022003建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ1132003建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50016-2006建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001 (2006 年版)建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-2001(2008 版)安裝方式：為了滿足太陽能采光頂幕墻的室內(nèi)外整體觀感，及采光頂幕墻的安全性，更為了太陽能高效能供電的使用，根據(jù)混凝土平面施工圖，設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)隱框采光頂玻璃幕墻，洞口采用方鋼制作成衍架，衍架與衍架之間采用方鋼連接，結(jié)構(gòu)表面噴涂外理。采用夾膠中空太陽能玻璃內(nèi)加鋁副框與方鋼栓接，太陽能電源線隱埋在膠縫中間。采光頂結(jié)構(gòu)幕墻抗震8級。3.5 多晶硅電池組件固定式支架BIPV 結(jié)

15、構(gòu)和安裝設(shè)計3.5.1 多晶硅電池組件固定式支架傾角設(shè)計依據(jù)：方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如：地理位置、全年太陽輻射分布、直接輻射與散射輻射比例、負載供電要求和特定的場地條件等。與獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)需要照顧冬天發(fā)電量不同，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)只需考慮全年總發(fā)電量最大。屋面光伏發(fā)電系統(tǒng)受安裝面積的限制，不適合安裝太陽光追蹤系統(tǒng)。綜合考慮上網(wǎng)電量、可實現(xiàn)裝機容量、發(fā)電效率、安裝成本等主要因素，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要安裝方式為：太陽能電池組件以最佳安裝角傾斜安裝，即所有可利用屋面面積太陽能光伏組件的安裝方式為光伏組件電池表面與地面水平方向的最佳傾角朝陽傾斜安裝，光伏組件電池表面的水平方位角與建筑朝向一

16、致。3.5.2 多晶硅電池組件固定式支架間距測算當(dāng)光伏電站功率較大，需要前后排布太陽電池方陣，或當(dāng)太陽電池方陣附近有高大建筑物或樹木的情況下，需要計算建筑物或前排方陣的陰影，以確定方陣間的距離或太陽電池方陣與建筑物的距離。一般確定原則：冬至當(dāng)天9:0015:00太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。光伏方陣陣列間距或可能遮擋物與方陣底邊垂直距離應(yīng)不小于D。計算公式如下： D = 0.707H/ tanarcsin(0.648cos 0.399sin)式中：為緯度(在北半球為正、南半球為負)，該項目緯度取北緯34.6度；H為光伏方陣陣列或遮擋物與可能被遮擋組件底邊高度差。3.6 安裝注意事項3.6.1 電池組

17、件安裝防觸電措施串聯(lián)一定數(shù)量的太陽能電池組件，會輸出很高的直流電壓，以下安全措施是防觸電的有效對策：作業(yè)時在太陽能電池組件表面鋪設(shè)遮光板，遮擋太陽光。戴好低壓絕緣手套。使用已有絕緣處理的工具。不要在雨天作業(yè)（不但存在觸電隱患，而且會因濕滑導(dǎo)致墜落事故）。3.6.2 組件串聯(lián)電纜的連接注意事項一般的布線是指交流布線，而且負載并聯(lián)接線工程占一半以上，而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣工程主要以直流布線工程為主，而且串聯(lián)、并聯(lián)的接線場合很多，因此對于極性要特別注意。施工必須符合相關(guān)的標準。電氣施工前，請注意以下幾點：為防止高電壓和電流的產(chǎn)生，在連接電纜之前，可以先使用一塊不透明材料將組件完全遮蓋，然后再進行

18、電纜連接。不要接觸組件帶電的末端或電線。但是，如果依據(jù)當(dāng)?shù)氐陌踩ㄒ?guī)，在操作過程中采取了適當(dāng)?shù)谋Ｗo，上述的要求則是不必要的。在安裝時不要戴金屬首飾。使用被許可的絕緣工具。在干燥的條件下進行安裝，同時也確保所使用的工具的干燥。組件主要被用在戶外，在閃電時有被雷擊的危險，接地電纜應(yīng)該良好地連接到組件框架；如支撐框架由金屬制作，支撐框架的表面應(yīng)該進行電鍍處理，具有良好的導(dǎo)電性能。接地電纜也應(yīng)該良好地連接到金屬材料的支撐框架上。組件的接地電阻必須小于10歐姆。4. 光伏方陣電氣設(shè)計太陽能光伏系統(tǒng)依其組件性質(zhì)不同分為兩個子系統(tǒng)進行單獨電氣設(shè)計，即透光非晶硅薄膜發(fā)電系統(tǒng)和多晶硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)均經(jīng)

19、由各自系統(tǒng)內(nèi)并網(wǎng)逆變器將太陽能直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并入建筑物內(nèi)低壓電網(wǎng),供建筑負載使用，在配電室低壓進線總開關(guān)內(nèi)層安裝防逆流裝置，避免電流送入外部高壓電網(wǎng)。4.1系統(tǒng)直流側(cè)最高工作電壓在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)直流側(cè)的最高工作電壓主要取決于逆變器直流側(cè)最高電壓，以及在直流回路中直流斷路器額定工作電壓。但設(shè)備的工作電壓與設(shè)備所處的工作環(huán)境和海拔高度有關(guān)，室外溫濕度，根據(jù)GB311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合、GB/T16935低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合及直流開關(guān)、并網(wǎng)逆變器的資料，電站現(xiàn)場設(shè)備的絕緣水平應(yīng)與正常使用條件基本相當(dāng)。直流輸入范圍一般在200V510V 之間，最大輸入電壓為600V。4.

20、2 組件串聯(lián)方式設(shè)計在組件串聯(lián)方式設(shè)計中，計算組件串聯(lián)數(shù)量時，必須根據(jù)組件的工作電壓和逆變器直流輸入電壓范圍，同時需要考慮組件的開路電壓溫度系數(shù)。根據(jù)建筑情況，透光采光頂系統(tǒng)選用非晶硅透光薄膜電池組件，固定式支架系統(tǒng)選用多晶硅電池組件，采用多塊串聯(lián)的方式更加安全也便于方陣排列和走線，并且滿足并網(wǎng)逆變器電壓需求。4.3 電氣系統(tǒng)安全性設(shè)計4.3.1 防逆流裝置設(shè)計為保障該太陽能發(fā)電項目不會將所發(fā)電力輸送至外部高壓電網(wǎng)，特此，在主配電盤加設(shè)防逆流保護裝置，即當(dāng)供配電系統(tǒng)用電負荷不足，光伏發(fā)電超過負載用電時。供電變壓器的次級處會出現(xiàn)逆電流。當(dāng)逆電流超過逆變器額定電流的5%時，逆向功率保護裝置動作，會

21、在0.5到2s內(nèi)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。4.3.2 防孤島效應(yīng)設(shè)計孤島效應(yīng)是指光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器在并入的電網(wǎng)失壓時或電網(wǎng)斷電時，逆變器仍然保持對失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，這樣電力孤島效應(yīng)區(qū)域會發(fā)生電壓和頻率不穩(wěn)定現(xiàn)象，有可能對外部設(shè)備造成損壞或發(fā)生觸電安全事故。根據(jù)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求GB/T 19939-2005 對于防孤島效應(yīng)的規(guī)定：當(dāng)光伏系統(tǒng)并入的電網(wǎng)失壓時，必須在規(guī)定的時間內(nèi)（2s 內(nèi)）將該光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，防止出現(xiàn)孤島效應(yīng)。為此，在孤島效應(yīng)設(shè)計時，接入交流接觸器對孤島效應(yīng)進行防護，即當(dāng)電網(wǎng)電壓斷電時并入電網(wǎng)的接觸器線圈失電，連接在并網(wǎng)回路的接觸器常開觸點斷開，使并網(wǎng)回路

22、斷開逆變器停止工作，起到整體對于孤島效應(yīng)的防護作用。4.4 電氣系統(tǒng)構(gòu)成選型設(shè)計太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、直流監(jiān)測配電箱、并網(wǎng)逆變器、計量裝置及上網(wǎng)配電系統(tǒng)組成。太陽能通過光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，通過直流監(jiān)測配電箱匯集至并網(wǎng)型逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流。直流逆變?yōu)?80V交流后，直接并入當(dāng)?shù)氐蛪弘娋W(wǎng)。4.4.1 太陽能組件選型設(shè)計對于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)電池組件選型遵循以下原則：? 在兼顧易于搬運條件下，選擇大尺寸，高效的電池組件；? 選擇易于接線的電池組件；? 組件各部分應(yīng)能抗強紫外線（符合 GB/T18950-2003 橡膠和塑料管靜態(tài)紫外線心能測定）；線纜等應(yīng)抗

23、扭折和摩擦；在遵循以上組件選型原則的前提下，太陽能電池組件選型如下：?透光型非晶硅薄膜太陽能電池組件選用高穩(wěn)定性電池板；?常規(guī)多晶硅電池組件選用高效產(chǎn)品；上述兩種組件皆具有高轉(zhuǎn)換效率、高質(zhì)量，25年的使用壽命，組件安裝方便、快捷，被廣泛應(yīng)用在BIPV 等并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。4.4.2 逆變器的選型設(shè)計根據(jù) 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 GB/Z 19964-2005光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 GB/T 19939-2005光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性 GB/T 20046-2006根據(jù)以上規(guī)范要求，選用逆變器應(yīng)具有如下功能特點。1） 電能質(zhì)量保障：光伏系統(tǒng)向當(dāng)?shù)亟涣髫撦d提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電時，在

24、電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)方面必須滿足實用要求并符合標準。當(dāng)出現(xiàn)偏離標準的越限狀況，逆變器能檢測到這些偏差并將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。2） 電壓偏差保護：為了保障當(dāng)?shù)亟涣髫撦d正常工作，光伏系統(tǒng)中所選逆變器的輸出電壓與電網(wǎng)完全匹配。正常運行時，光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)接口處的電壓允許偏差應(yīng)符合GB/T 12325 的規(guī)定。三相電壓的允許偏差為額定電壓的5%，單相電壓的允許偏差為額定電壓的 +7%、-10%。超出該允許范圍時，逆變器自動將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。3） 諧波和波形畸變：逆變器總電流波形畸變率控制應(yīng)在GB 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波規(guī)定的5%之內(nèi)。4） 電壓不平衡度保護：光伏

25、系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，如電網(wǎng)接口處的三相電壓不平衡度超過GB/T15543 規(guī)定的數(shù)值，超過允許值2%，及短時超過4%，逆變器將斷開系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接。5） 過/欠電壓保護：當(dāng)電網(wǎng)接口處電壓超出規(guī)定的電壓范圍時，光伏系統(tǒng)逆變器應(yīng)自動斷開與電網(wǎng)的連接，停止向電網(wǎng)送電。確保電網(wǎng)和系統(tǒng)的安全。6） 過/欠頻率保護：當(dāng)電網(wǎng)接口處頻率超過規(guī)定的頻率范圍時，過/欠頻率保護應(yīng)在0.2S 內(nèi)動作，逆變器將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。7） 防孤島效應(yīng):當(dāng)電網(wǎng)斷電時，逆變器立即停止并網(wǎng)發(fā)電。孤島效應(yīng)是指光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器在并入的電網(wǎng)失壓時或電網(wǎng)斷電時，逆變器仍然保持對失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，這樣電力孤島效應(yīng)區(qū)域會

26、發(fā)生電壓和頻率不穩(wěn)定現(xiàn)象，有可能對外部設(shè)備造成損壞或發(fā)生觸電安全事故。根據(jù)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求GB/T 19939-2005 對于防孤島效應(yīng)的規(guī)定：當(dāng)光伏系統(tǒng)并入的電網(wǎng)失壓時，必須在規(guī)定的時間內(nèi)（2s 內(nèi)）將該光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，防止出現(xiàn)孤島效應(yīng)。應(yīng)設(shè)置至少一種主動和被動防孤島效應(yīng)保護。主動防孤島效應(yīng)保護方式主要有頻率偏差、有功功率變動、無功功率變動、電流脈沖注入引起阻抗變動等。被動防孤島效應(yīng)保護方式主要有電壓相位跳動、3 次電壓諧波變動、頻率變化頻率等。為此，在并網(wǎng)光伏發(fā)電項目孤島效應(yīng)設(shè)計時，接入交流接觸器對孤島效應(yīng)進行防護，即當(dāng)電網(wǎng)電壓斷電時并入電網(wǎng)的接觸器線圈失電，連接在并網(wǎng)回路的接觸器

27、常開觸點斷開，使并網(wǎng)回路斷開逆變器停止工作，起到整體對于孤島效應(yīng)的防護作用。4.4.3 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)線纜的選型設(shè)計電纜的選擇參照標準：1） GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范2） Gb12706-91 聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜3） BS6346-1007 電力系統(tǒng)聚氯乙烯絕緣鎧裝電纜規(guī)范選擇導(dǎo)線截面，應(yīng)符合下列要求：1） 線路電壓損失應(yīng)滿足用電設(shè)備正常工作及起動時端電壓的要求；2） 按敷設(shè)方式確定的導(dǎo)體載流量，不應(yīng)小于計算電流；3） 導(dǎo)體應(yīng)滿足動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求。4.4.4 并網(wǎng)系統(tǒng)的防雷和接地采用標準：GB50057-94 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50169-92 電氣裝置安裝工

28、程接地及驗收規(guī)范GB3482-83 電子設(shè)備雷擊實驗方法1） 系統(tǒng)的防雷防雷分為對直擊雷的防護和對感應(yīng)雷的防護2） 直擊雷的防護：電池方陣防雷三類防雷建筑物，根據(jù)標準GB50057-94 電池方陣按照第三類防雷建筑物進行防雷，采用裝設(shè)在的避雷網(wǎng)（帶）。并應(yīng)在整個方陣組成不大于20m20m 或24m16m 的網(wǎng)格。3） 感應(yīng)雷的防護:直流側(cè)的防雷由于接線箱內(nèi)部有直流側(cè)防雷系統(tǒng)，因此，直流側(cè)的防雷系統(tǒng)不做單獨處理。交流側(cè)的防雷交流側(cè)的防雷主要加于交流側(cè)的配電箱內(nèi)。低壓配電防雷低壓防雷主要防止低壓設(shè)備受到過壓干擾(過壓類別III 依據(jù)DIN VDE 0110-1:1997-04)；C 級過壓保護器，

29、依據(jù)EDIN VDE 0675-6:1989-11，-6/A1:1996-03 和-6/A2:1996-10 標準）。低壓防雷器特點：1） 與前級避雷器配合使用2） 高速電流泄放3） 電熱敏元件控制的隔離裝置4） 由窗口紅色標志反映的故障顯示5） 多功能連接端子2、 系統(tǒng)接地接地和接零的分類:工作接地 在正?；虬l(fā)生事故情況下，為了保證電氣設(shè)備可靠的運行，必須在電力系統(tǒng)中某一點進行接地，稱為工作接地。保護接地 為了防止因絕緣損壞而引起觸電事故，將電氣設(shè)備帶電部分相絕緣的金屬外殼或構(gòu)架同接地體之間作良好的連接，稱為保護接地。保護接零 將與帶電部分相絕緣的電氣設(shè)備外殼或構(gòu)架根中性點直接接地系統(tǒng)中的零

30、線相連接，稱為保護接零。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，配電設(shè)備單元均采用TN 方式供電系統(tǒng)中的TN-S 模式，這種供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統(tǒng)，稱作接零保護系統(tǒng)，用 TN 表示。它的特點如下：1）一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，接零保護系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路電流，這個電流很大，是TT系統(tǒng)的5.3倍，實際上就是單相對地短路故障，熔斷器的熔絲會熔斷，低壓斷路器的脫扣器會立即動作而跳閘，使故障設(shè)備斷電，比較安全。2）TN 系統(tǒng)節(jié)省材料、工時，在我國和其他許多國家廣泛得到應(yīng)用，比 TT 系統(tǒng)優(yōu)點多。 TN 方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護零線是否與工作零線分開而劃分為 TN-C 和 TN-S 等兩種

31、。TN-S 方式供電系統(tǒng) 它是把工作零線 N 和專用保護線 PE 嚴格分開的供電系統(tǒng)，稱作 TN-S 供電系統(tǒng)， TN-S 供電系統(tǒng)的特點如下。1）系統(tǒng)正常運行時，專用保護線上不有電流，只是工作零線上有不平衡電流。 PE 線對地沒有電壓，所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線 PE 上，安全可靠。2）工作零線只用作單相照明負載回路。3）專用保護線 PE 不許斷線，也不許進入漏電開關(guān)。4）干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復(fù)接地，而 PE 線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過漏電保護器，所以 TN-S 系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護器。5）TN-S 方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等

32、低壓供電系統(tǒng)。4.4.5 數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控系統(tǒng)BIPV 并網(wǎng)項目監(jiān)控顯示系統(tǒng)的設(shè)計，根據(jù)逆變器本身所具有的通訊傳輸功能的特點，采用RS-485 總線通訊模式，整個系統(tǒng)采用全雙工通訊并由屏蔽雙絞線連接構(gòu)成以太網(wǎng)絡(luò)。整個太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)由并網(wǎng)逆變器、數(shù)據(jù)采集器（通訊服務(wù)器裝置）、PC 機、液晶大屏幕電視等組成；此外，為了收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)為以后太陽能發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用積累數(shù)據(jù)，還輔以溫度傳感器、輻照度傳感器、風(fēng)速計等輔助設(shè)施采集相應(yīng)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。整個系統(tǒng)通過控制中心（通訊服務(wù)器裝置）實時對各逆變器的數(shù)據(jù)進行采集，并通過RS-485 總線送至PC 機，最終通過液晶大屏幕電視顯示總發(fā)電量參數(shù)和各逆變器的

33、發(fā)電量情況。此外，還可對并網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)?shù)氐妮椪斩?、環(huán)境溫度、光伏并網(wǎng)組件的溫度、風(fēng)速等輔助參數(shù)進行采集。監(jiān)控系統(tǒng)可對各逆變器設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視記錄。同時，也可智能控制各逆變設(shè)備工作回路的通斷。對于各逆變器設(shè)備出現(xiàn)的故障可實時診斷并發(fā)出相應(yīng)的聲光報警。監(jiān)控裝置能夠采集的量和執(zhí)行的操作：數(shù)據(jù)采集量包括：光伏電站輸出的電壓、電流、頻率、總功率值和三相電壓的不平衡度。逆變器的各種故障信息、工作狀態(tài)；電池方陣的輸出電壓、電流。執(zhí)行的控制操作：按指定地址切斷逆變器的輸出；電池方陣的電壓輸出。信息數(shù)據(jù)的存儲：能夠?qū)⒀b置的采集數(shù)據(jù)和逆變器的故障信息進行存儲；可人工進行查閱，并以數(shù)據(jù)報表的形式打印出來。 部

34、分固定式光伏支架規(guī)格及設(shè)計參數(shù)固定式光伏支架采用三角形連接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡潔且力學(xué)性能優(yōu)異，適用于開闊地面。整體支架采用角鋁和獨特的型材I導(dǎo)軌，最優(yōu)化地使用材料，現(xiàn)場可實現(xiàn)無焊接安裝，且可靠性高。是一款性價比高的光伏支架系統(tǒng)。 固定式光伏支架規(guī)格參數(shù)安裝環(huán)境：開闊地面及廣場適用組件: 適用任意尺寸電池組件單組系統(tǒng)電池組件數(shù)量：6塊,排列方式如左圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料：鋁型材，不銹鋼系統(tǒng)安全風(fēng)速：42m/s(可根據(jù)客戶需要定制60m/s)系統(tǒng)設(shè)計雪壓：1.4KN/ m2系統(tǒng)適用溫度：-50100單組系統(tǒng)重量：46kg傾角：可定制，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件（緯度、輻射等）設(shè)計，確保發(fā)電量最高 組件方向：垂直放置計標準：A

35、S/NZS 1170使用壽命：設(shè)計使用壽命25年，質(zhì)量保證10年斜屋頂光伏支架采用不銹鋼掛鉤式支撐結(jié)構(gòu)和專利設(shè)計的型材I導(dǎo)軌，使得整體外觀簡潔大氣，結(jié)構(gòu)精巧穩(wěn)定，現(xiàn)場可實現(xiàn)無焊接安裝，且可靠性高。對于不同的屋頂采用不同的不銹鋼掛鉤，可在滿足結(jié)構(gòu)承載力的同時結(jié)合實際的功能特點，最優(yōu)化地使用材料。在與電池板連接部分運用專利設(shè)計的型材I導(dǎo)軌安裝方式，可適用于各種規(guī)格電池板，且安裝便捷,大大提高了現(xiàn)場施工的工作效率，節(jié)約成本。斜屋頂光伏支架規(guī)格參數(shù) 適用組件: 適用任意尺寸電池組件 單組系統(tǒng)電池組件數(shù)量：8塊,排列方式如左圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料：鋁型材，不銹鋼 系統(tǒng)安全風(fēng)速：42m/s(可根據(jù)客戶需要定制6

36、0m/s) 系統(tǒng)設(shè)計雪壓：1.4KN/ m2 系統(tǒng)適用溫度：-50100 單組系統(tǒng)重量：31kg 傾角：固定,與屋面斜度一致 組件方向：垂直放置 安裝環(huán)境：琉璃瓦屋面 設(shè)計標準：AS/NZS 1170 使用壽命：設(shè)計使用壽命25年，質(zhì)量保證10年 矩陣光伏支架I采用太陽能組件橫向安裝的結(jié)構(gòu)，安裝無需穿透屋頂?shù)耐鈱?，可適用于大型商用平面屋頂。該系統(tǒng)具有靈活的拓展結(jié)構(gòu)，后裝有擋風(fēng)板，可最大程度地降低風(fēng)力的沖擊。太陽能板固定部位在板的長邊，可以更有效地保護太陽能板，使得力學(xué)性能更加優(yōu)異。壓塊的布局更加合理，科學(xué)，并使得支架形成一個相當(dāng)有效的力學(xué)整體。整體支架不會存在其它產(chǎn)品的蓄水排水問題。安裝組裝更為方便，快速。整體支架主要部件均采用鋁合金，可以有效消除生銹等問題。整體支架具備極高的穩(wěn)定性，使得整體的穩(wěn)定性得到最好的保證，從而經(jīng)得起幾十年一遇的42m/s的風(fēng)壓的考驗。 矩陣光伏支架I規(guī)格參數(shù) 安裝環(huán)境：平面屋頂及廣場 適用組件: 適用任意尺寸電池組件 單組系統(tǒng)電池組件數(shù)量：5塊,排列方式如左圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料：鋁型材，不銹鋼 系統(tǒng)安全風(fēng)速：42m/s(可根據(jù)客戶需要定制60m/s)