【正文】 系統(tǒng) 與 建筑 結(jié)合為一體具有建筑和發(fā)電功能的 一種新能源利用形式 。 3） 發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 光伏組件 的發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是 根據(jù)負(fù)載或功率要求來設(shè)計(jì)光伏方陣大小并配套系統(tǒng)，設(shè)計(jì)包含三部分，分別為光伏方陣設(shè)計(jì)、光伏組件設(shè)計(jì)和光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 4） 結(jié)構(gòu)安全性與 構(gòu)造設(shè)計(jì) 光伏組件與建筑的結(jié)合，結(jié)構(gòu)安全性涉及兩方面：一是組件本身的結(jié)構(gòu)安全，如高層建筑屋頂?shù)娘L(fēng)荷載較地面大很多， 常規(guī) 的光伏組件的強(qiáng)度能否承受，受風(fēng)變形時(shí)是否會影響到電池片的正常工作等。 與屋面建筑結(jié)合 設(shè)計(jì)是關(guān)系到光伏組件工作狀況與使用壽命的因素， 與建筑結(jié)合時(shí)， 工作環(huán)境與條件有變化，其構(gòu)造也需要 與建筑相結(jié)合。它具有調(diào)峰、環(huán)保的功能。 總之，光伏系統(tǒng)和建筑是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，將這兩個(gè)系統(tǒng)相結(jié)合，所涉及的方面很多，要發(fā)展光伏與建筑集成化系統(tǒng)，并不是光伏制作者能獨(dú)立勝任的，必須與建筑材料、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工等相關(guān)方面緊密配合，共同努力來完成 。 把太陽能電池組件與建筑融為一體，在 建筑 屋面 架設(shè)鋼結(jié)構(gòu)支架，在鋼結(jié)構(gòu)支架上 采用 固定傾角 30 度角度 安裝太陽能電池板 ， 支架材料為鋁合金或熱鍍鋅型鋼， 連接件采用不銹鋼材料。 系統(tǒng)的電池組件選用 組件功率 為 235Wp 的多晶硅太陽 能 電池組件，其工作電壓約為 ，開路電壓約為 。整個(gè) 系統(tǒng) 共 467 個(gè)電池串列，共 9340塊電池組件。 另外 ，系統(tǒng)應(yīng)配置 1套監(jiān)控裝置，可采用 RS485 或 Ether（以太網(wǎng)）的通訊方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)。它主要由太陽能電池陣列、蓄電池組、充電控制器和逆變控制器等組成，適用于無電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)及人口分散地區(qū)。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將許多獨(dú)立的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電力通過并網(wǎng)逆變裝置并入常規(guī)電網(wǎng)，把常規(guī)電網(wǎng)作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的載體，與常規(guī)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)電能的雙向傳輸．其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 32所示。 不同時(shí)段用電量特點(diǎn)：一天中白天用電時(shí)段用電量較大，夜間用電較少；全年用電量 夏季 空調(diào)、制冷劑負(fù)荷較大，用電 較多，冬天 用電 較少。在陰雨天或在夜晚，負(fù)載可隨時(shí)由市政電網(wǎng)供電。用 RETScreen軟件進(jìn)行分析，得出不 同系統(tǒng)的具體的發(fā)電量。 在建筑物上安裝距離較遠(yuǎn)的 光伏陣列這種并網(wǎng)方式適合于分 塊 發(fā)電，在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，可將 距離較近 且規(guī)格相同的光伏陣列通過 直流匯流箱將高直流電壓分別輸送至并網(wǎng) 逆變器發(fā)電，多臺逆變器 集中 并網(wǎng)發(fā)電方案實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，如圖 33所示。但是因?yàn)?***地理緯度較高，按最大輻射量角度設(shè)計(jì)時(shí)，為避免組件前排對后排造成遮擋，一般選取 冬至日上午 9點(diǎn)至下午 3點(diǎn)之間不會形成遮擋為原則設(shè)計(jì)前后排間距。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。 組件在平面上的投影為 859mm，可得出組件前排到后排排間距為1589+859=2448mm，為方便設(shè)計(jì)施工取排間距為 2400mm。組成 1個(gè) 100kW 并網(wǎng)子系統(tǒng)（ 11 路 2）和 1個(gè) 50kW并網(wǎng)子系統(tǒng)（ 11 路），另外 5路輸出后和凈料庫組件方陣組成子系統(tǒng)。分別接入 5個(gè)直流防雷匯流箱， 5個(gè)匯流箱接入的組件串路數(shù)分別為： 1 1 1 1 11。安裝組件 660塊，總功率 ， 每 20 塊 光伏組件 串聯(lián)成一路， 共 33 路。 *****車間 ****屋頂東西 108 米，南北 36 米，屋頂面積 3888 平方米。 采用 SG100K3并網(wǎng)逆變器 2臺。組成 3個(gè) 100kW 并網(wǎng)子系統(tǒng)（ 11 路 2）、（ 11 路 2）、（ 11 路 +5 路 2）。安裝組件 1020 塊，總功率 ， 每 20 塊 光伏組件 串聯(lián)成一路， 共 51路。 辦公樓 辦公樓屋頂東西 112 米，南北 26 米，屋頂面積 2912 平方米。 采用 SG100K3并網(wǎng)逆變器 1臺、 SG50K3并網(wǎng)逆變器 1臺。組成 2個(gè) 100kW 并網(wǎng)子系統(tǒng)（ 12 路 +11 路）、（ 11路 2）和 1 個(gè) 50kW 并網(wǎng)子系統(tǒng)（ 6 路 +5 路），其中 5路由前提車間引入。分別接入 9 個(gè)直流防雷匯流箱， 9 個(gè)匯流箱接入的組件串路數(shù)均為 11路。 31 （ 7） 各建筑屋頂組件方陣布 局圖 材料庫屋頂組件方陣布局圖： 成品庫屋頂組件方陣布局圖： 32 食堂屋頂組件方陣布局圖： 前處理屋頂組件方陣布局圖： 33 凈料庫屋頂組件方陣布局圖： 車間屋頂組件方陣布局圖： 34 辦公樓屋頂組件方陣布局圖： 1 車間屋頂組件方陣布局圖： 35 2 車間屋頂組件方陣布局圖： （ 8） 系統(tǒng)防雷接地裝置 為了保證本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導(dǎo)致系統(tǒng)器件的損壞等情況發(fā)生，系統(tǒng)的防雷接地裝置必不可少。 （ 9） 系統(tǒng)接入電網(wǎng)設(shè)計(jì) 光伏并網(wǎng)逆變器接入的電網(wǎng)為 AC380V/50Hz低壓交流電網(wǎng)，使用獨(dú)立的 N線和接地線，該逆變器適應(yīng)于下表的電網(wǎng)參數(shù)。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于邊遠(yuǎn)地區(qū)，許多電站無人值守和維護(hù)，這就要求逆變器具有合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格的元器件篩選，并要求逆變器具備各種保護(hù)功能，如 極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過熱保護(hù)、過載保護(hù)等； 3） 要求直 流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍，由于太陽電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度而變化，這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)保證正常工作，并保證交流輸出電壓的穩(wěn)定 ； 4） 并網(wǎng)逆變器，具有電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)正弦波電流、無諧波污染供電。 3）組件的標(biāo)稱工作電壓和標(biāo)稱輸出功率按要求設(shè)計(jì)，滿足用戶的需求。 該并網(wǎng)逆 變器的主要性能特點(diǎn)如下： 采用美國 TI 公司 DSP 芯片進(jìn)行控制； a) 采用德國西門子 IGBT 模塊 ,增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性； 41 b) 光伏電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù) (MPPT)； c) 交流輸出側(cè)隔離變壓器，輸出電壓為三相 AC380V， 50Hz； d) 具有直流輸入手動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，交流電網(wǎng)手動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，緊急停機(jī)操作開關(guān)； e) 具有先進(jìn)的孤島效應(yīng)檢測方案及完善的監(jiān)控功能； f) 具有過載、短路、電網(wǎng)異常等故障保護(hù)及告警功能； g) 寬直流輸入電壓范圍，整機(jī)效率高； h) 適應(yīng)中國電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大的特點(diǎn)； i)人性化的觸摸屏操作界面，中英文菜單，可顯示設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)故障數(shù)據(jù)、歷史故障數(shù)據(jù)、總發(fā)電量數(shù)據(jù)和歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)，以及設(shè)備的工作狀態(tài)。 2) 主要參數(shù) SG250K SG100K SG50K3 并網(wǎng)逆變器主要參數(shù)表 型 號 SG250K3 SG100K3 SG50K3 隔離方式 變壓器 最大太陽電池陣列功率 275KW 110KW 55KW 最大陣列開路電壓 DC880V 太陽電池最大功率點(diǎn)跟蹤（ MPPT）范 DC480V～ DC820V 最 大陣列輸入電流 600A 250A 130A 額定交流輸出功率 250KW 100KW 50KW 總電流波形畸變率 3%（額定功率時(shí)） 功率因數(shù) 最大效率 % % 95% 歐洲效率 96% % 94% 額定電網(wǎng)電壓（三相） AC380V 額定電網(wǎng)頻率 50Hz 夜間自耗電 30W 自動(dòng)投運(yùn)條件 直流輸入及電網(wǎng)滿足要求，逆變器自動(dòng)運(yùn)行 斷電后自動(dòng)重啟時(shí)間 5min(時(shí)間可調(diào) ) 保護(hù)功能 極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過熱保護(hù)、過載保護(hù)、接地 故障保護(hù)等 43 通訊接口 RS485 使用環(huán)境溫度 － 20℃～＋ 40℃ 使用環(huán)境濕度 0～ 95%，不結(jié)露 滿功率運(yùn)行的最高海拔高度 ≤ 20xx 米 (超過 20xx 米需降額使用 ) 冷卻方式 風(fēng)冷 噪音 ≤ 50dB 防護(hù)等級 IP20（室內(nèi)） 電網(wǎng)監(jiān)控 按照 UL1741 標(biāo)準(zhǔn) 尺寸（深寬高） 850 24002180mm 770 10201964mm 646 820 1964mm 重量 1700kg 800kg 700kg 3） 防雷匯流箱 光伏陣列防雷匯流箱具有以下特點(diǎn)： a) 防護(hù)等級 IP65，防水、防灰、防銹、防曬，能夠滿足室外安裝使用要求； b) 可同時(shí)接入 12路電池串列，每路電池串列的允許最大電流 12A； c) 寬直流電壓輸入范圍，最大接入開路電壓可達(dá) 1000V； d) 每路電池串列的正負(fù)極都配有光伏專用高壓直流熔絲進(jìn)行保護(hù)； e) 匯流箱配有 12路電流監(jiān)控裝置，對每 1路電池串列進(jìn)行電流監(jiān)控，通過 RS485通訊接口上傳到上位機(jī)監(jiān)控裝置； f) 直流輸出母線的正極對地、負(fù)極對地、正負(fù)極之間配有光伏專用防雷器，防雷器選用國際知名品牌； 44 g) 直流輸出母線端配有可分?jǐn)?的直流斷路器，斷路器選用國際品牌ABB。 本設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通訊接口，包括 RS485/232標(biāo)準(zhǔn)串口， USB，網(wǎng)絡(luò)通訊等多種方式，最大限度的與用戶現(xiàn)有系統(tǒng)相兼容，降低成本。 46 性能特點(diǎn)： a．連續(xù)的電站運(yùn)行監(jiān)測 b．遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測 c．通過 RS232， RS485或以太網(wǎng)與上位機(jī)進(jìn)行通訊 d．內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲器 e．?dāng)?shù)據(jù)采集和存儲方便 技術(shù)參數(shù)： 模擬量輸入端口數(shù)（個(gè)） 4 開關(guān)量輸出端口數(shù)（個(gè)） 4 RS232 通訊端子數(shù)（個(gè)） 1 RS485 通訊端子數(shù)（個(gè)） 2（主從各一） 網(wǎng)絡(luò)通訊端口（個(gè)） 1 USB 口（個(gè)） 1 設(shè)備供電電源（ V） +5V 輸出電源端口（ V） +5V 47 5） 環(huán)境 監(jiān)測 裝置 在太陽能光伏發(fā)電場內(nèi)配置 1套環(huán)境監(jiān)測儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測日照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、溫度等參數(shù)。標(biāo)稱容量為 1KWp 的太陽電池組件，在接收到1KWh/m2太陽輻射量時(shí)的理論發(fā)電量為 1KWh。 b)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率，并網(wǎng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率與轉(zhuǎn)換功率有關(guān)，根據(jù)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算可知，系統(tǒng)的逆 變器轉(zhuǎn)換效率η 2=。 （ 2） 發(fā)電量測算 a)太陽能光伏屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量為 。 （ 3） 費(fèi)效比 計(jì)算 a）項(xiàng)目 總 投資：工程投資為 b） 25年 發(fā)電量 ： KWh c） 費(fèi)效比 =247。 同時(shí)，在環(huán)境保護(hù)方面， 傳統(tǒng)發(fā)電方式每發(fā)一度電將排放出 873 克二氧化碳、 、 。 （ 3） 太陽能光伏與建筑相結(jié)合是一個(gè)方興未艾的領(lǐng)域，有著巨大的市場潛力。 隨著我國經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，能源供應(yīng)緊張問題日益突出，大力發(fā)展化石能源，勢必造成對環(huán)境的破壞。 從戰(zhàn)略替代能源的 角度看，并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)毫無疑義應(yīng)當(dāng)作為重點(diǎn)考慮；由于太陽能的無窮大潛力、資源的普遍性、技術(shù)的高可靠性、分散安裝的安全性，太陽能將必然是未來（ 30— 50 年后）的主力，也是未來電力結(jié)構(gòu)的重要組成部分，光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)電將必然成為未來發(fā)電的重要成分。 運(yùn)行維護(hù) 和管理 （ 1）正常維護(hù) 太陽電池方陣是整個(gè)太陽電池發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的太陽能利用率、發(fā)電轉(zhuǎn)換效率等關(guān)鍵因素 .因此必須保證太陽電池方陣中電池板表面的清潔度和太陽電池支架的穩(wěn)定性 。 4）防腐處理：在條件允許的情況下，能夠定期對螺栓、螺母處進(jìn)行防生銹腐蝕保護(hù)。 3）對本系統(tǒng)中某些設(shè)備在 5 年之后生產(chǎn)方停產(chǎn)或者改變型號，中標(biāo)方應(yīng)該及時(shí)通知業(yè)主方，并提出解決這些問題的方案，以確保系統(tǒng)在壽命期間的正常運(yùn)行。 （ 3） 管理人員應(yīng)熟悉所管理的光伏發(fā)電系統(tǒng)，應(yīng)具有用電知識和節(jié)能意識，應(yīng)堅(jiān)持實(shí)事求是，責(zé)任明確的原則。 （ 2） 并網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)控軟件功能如下： 實(shí)時(shí)顯示電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計(jì)總發(fā)電量、累計(jì) CO2總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖； 可查看每臺逆變器的運(yùn)行參數(shù)，主要包括（但不限于）： A、直流電壓 B、直流電流 C、直流功率 D、交流電壓 E、交流電流 57 F、逆變器機(jī)內(nèi)溫度 G、時(shí)鐘 H、頻率 I、功率因數(shù) J、當(dāng)前發(fā)電功率 K、日發(fā)電量 L、累計(jì)發(fā)電量 M、累計(jì) CO2減排量 N、每天發(fā)電功率曲線圖 監(jiān)控所有逆變器 的運(yùn)行狀態(tài)，采用聲光報(bào)警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時(shí)間，監(jiān)控的故障信息至少因包括以下內(nèi)容： A、電網(wǎng)電壓過