太阳能光伏发电系统设计及安装要点

发表时间：2018-06-21T10:36:04.153Z 来源：《电力设备》2018年第4期 作者： 李支柱 张冰冰

[导读] 摘要：在可持续发展的有效指导下，新型发电项目开始备受关注，光伏发电已经是我国的一大主要新项目，对区域能源供应与调配发挥着关键作用。

（威海凯迪帕沃电力工程有限公司 山东威海 264209）

摘要：在可持续发展的有效指导下，新型发电项目开始备受关注，光伏发电已经是我国的一大主要新项目，对区域能源供应与调配发挥着关键作用。太阳能光伏发电是一种应用前景非常广泛的发电技术，其极具安全性、可靠性，且是一种较好的清洁能源，其能够有效转化太阳能为电能，为人们提供日常生活用电。据此，本文主要对太阳能光伏发电系统设计及安装要点进行了详细分析。 关键词：太阳能；光伏发电；系统设计；安装要点 一、太阳能光伏发电系统的设计要点

太阳能光伏发电站根据其是否与公共电网相连接可以分为独立型和并网型两大类。采用何种太阳能光伏发电系统的类型需要在参考供电需求的基础上进行选择，选择最为合理的太阳能光伏发电站系统。 （一）并网发电系统设计计算 1、发电量或组件总功率计算

年平均每天发电量g=Pm×h1×y×η（kwh）

其中，g——每天发电量；h1——每小时发电量；Pm——光伏组件总功率；y——单台机组发电量；η——发电系统综合影响因素。 平均年发电量G=g×365（kWh） 2、并网逆变器的选用

主要根据下列要求：逆变器额定功率=0.85~1.2Pm；逆变器最大输入直流电压>光伏方阵空载电压；逆变器最输入直流电压范围>光伏方阵最小电压；逆变器最大输入直流电流>光伏方阵短路电流；逆变器额定输入直流电压=光伏方阵最大功率电压；额定输出电压=电网额定电压；额定频率=电网频率；相数=电网相数；并网逆变器的输出波形畸变、频率误差等应满足并网技术要求。 （三）光伏组件方阵设计

光伏组件水平倾角设计：光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发电量分配的要求。 1、对于一年四季发电量要求基本均衡的情况，可以按以表1方式选择组件倾角。 表1

2、对于我国地区环境来说，很多地区由于地质环境的相似性，可以选择所在纬度加7°的组件水平倾角；同时，一些特殊地区，要根据不同季节的时间段，选择相应的组件水平角，例如：冬季选择所在纬度加11°的组件水平倾角，夏季选择所在纬度减11°的组件水平倾角。 （三）光伏方阵间距设计

本次研究了光伏方阵前后两排间距大小，从设计角度分析间距对太阳能发电生产效率的影响。理论分析认为，如果光伏方阵前后间距大小不一，以及遮挡物之间距离大小不科学，对光伏发电效率影响较大，特别是在季节变化过程中，对电能产出量有着更大的影响。为了更好地完成设计，往往对间距参数标准进行控制，其计算机公式如下： D=0.707H/tan[arcsin（0.648cosф-0.399sinф）]

其中，D——为前后间距；ф——为光伏系统所处纬度（北半球为正，南半球为负）；H——为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高度。

（四）太阳能电池方阵设计

太阳能电池方阵是光伏发电系统的核心部分。即使满足同样的负载耗电量，不同光照条件的地区选用太阳能电池的容量也是不同的。太阳能电池方阵峰值功率计算公式：

其中，QL为负载日耗电量，单位wh。Tm为平均峰值日照时间，单位h。将QL=2595wh，Tm=4h代入式1，计算得太阳能电池方阵峰值功率为970w。选用6块200W/12V的电池组件，3块串联，2块并联。另外，影响光伏方阵发电量的还有方阵安装的倾斜角和方位角。文章设计建筑屋顶为平顶，并且有足够大空间敷设电池组件，因此不考虑空间限制，根据工程设计经验，选取倾斜角为38°（盐城地区纬度+5°），方位角为接受太阳辐射能最多，发电量最大的正南0°。 二、太阳能光伏发电系统的安装要点 （一）设计与建设顺序

太阳能光伏发电系统设计与建设环节较多，应该遵循一定的施工顺序。 （二）支架基础施工

1、通常方阵基座施工时，采用浇筑混凝土的方式，混凝土基地离地高度与水平偏差遵循设计规范，固定电池方阵基座时采用地脚螺栓，保证埋设和外漏满足设计要求。地脚螺栓混凝土浇筑完成后要做好养护处理，至少在5d以上。当混凝土浇筑完成后需要检测其强度，保证混凝土凝固强度满足安装要求后，方才开始安装光伏发电系统机架。

2、安装系统支架时注意一下几个方面：方阵机架的方位角与倾斜角满足设计要求；安装中控制底部的水平度，其水平度误差控制在3mm/m内，当误差超过这个范围，需要进行调平处理，一般采用垫铁调整；保证机架固定表面平整光滑，避免损坏电池片；固定机架时为保证其可靠性，应该加装防松垫片，施工中这点需要格外重视；太阳能电池方阵带有对日跟踪装置，该部分容易出现问题，因此实际中需要定期检查对日跟踪装置，保证装置的向日性能。 （三）组件安装要点

组件安装中注意以下细节：安装前核对组件参数是否符合设计要求，进行测量检查确保性能符合要求，同时测量组件开路电压与短路电流，确保系统安装完成后符合预期设计目标；将工作参数相似相近的组件安装在同一方阵中，避免组件参数相差太远出现干扰影响，提供方阵发电效率。安装太阳能面板时小心仔细，避免与周围设施碰撞，或是面板间出现磕碰，保证安装质量。安装前使用太阳能面板边框预制安装连接，连接过程中采用螺丝钉，连接过程中注意紧密度，同时按照使用标准做好放松处理；当发现太阳能面板与固定机架配合不紧密时，可以通过垫片等进行垫平处理，保证两者之间紧密连接；机架上安装太阳能组件时，应该尽可能的保持平衡，为保证系统正常运行，机架与太阳能组件之间保持8mm以上的空隙，这样当其处于工作状态时能尽快散热，避免不必要故障的出现；太阳能面板接线盒要做好相应处理，避免雨水、风雪及霜露等对接线盒产生影响，提高发电设备使用寿命。 （四）线缆连接与防雷要点

布设发电系统连接线缆时遵循以下原则：先简后复、先外后内的布设顺序。线缆布设时还需要注意下面问题：线缆布设在墙和支架锐角边缘处，要做好线缆防护处理，避免线缆受到损害；注意线缆走向和固定方式，不能出现线缆打折或解扣情况，注意线缆布设松紧度，不能过紧或过松；尽可能将同一电路的馈线与回线绞合起来，避免线缆间出现电磁干扰，影响线缆的正常传输。最后做好发电系统的防雷接地处理，保证避雷针接地线缆与发电系统支架间维持一定距离。防雷接地有两种处理方式：避雷针和避雷线，保证太阳能光伏发电系统运行安全。 三 结语

综上所述，太阳能是一种可再生能源，是人类使用能源的重要组成部分。在太阳能实际应用过程中，应该切实根据具体情况，合理选择与之相适应的设计技术，并进一步落实安装工艺，以此更进一步促使太阳能光伏发电系统的作用得以有效发挥。 参考文献：

[1]石水强.太阳能光伏发电系统设计与安装要点[J].环球市场，2017（19）.

[2]李单金.太阳能光伏发电系统设计及安装要点[J].商品与质量，2016（40）：64-65. [3]杨德录.太阳能光伏发电系统设计及安装要点[J].工业c，2016（9）：00266-00266.

[4]王璟，潘忠涛，王新友.太阳能光伏发电系统设计及安装要点[J].中国新技术新产品，2016（14）：64-65.