【文章內(nèi)容簡介】 展，從示范到推廣，從屋頂光伏到建筑集成， 太陽能電池 已經(jīng)成為一種新型的建筑材料。光電建筑在整個太陽能建筑里魅力無比。由于增加了光伏組件，使得建筑在節(jié)能的同時也更具有觀賞性。在國外甚至把光電建筑作為藝術(shù)品來建造。 太陽能電池和建筑可以完美結(jié)合， 在發(fā)電的同時也可以做非常好的裝飾。 本次設(shè)計結(jié)合 辦公 基地辦公樓 及配套用房屋頂 的 建筑特點，采用 多 晶硅組件與屋面一體化設(shè)計，既保證建筑物的美觀，同時又發(fā)揮電站的最大效率。 并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計 在并網(wǎng)方式上，采用 低壓電網(wǎng)直接并聯(lián) ， 屬于 “ 自發(fā)自用 ” 用戶 低壓 側(cè) 12 并網(wǎng)系統(tǒng) ， 利用 太陽能電池 將太陽能轉(zhuǎn)換成直流電能，再通過逆變器將直流電逆變成 50 赫茲、 100/400V 的 交流電。逆變器的輸出端通過配電柜與 市電 并聯(lián)， 直接提供給站區(qū)負載用電 。 同時 ， 太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)，檢測太陽能光伏并網(wǎng)電站的運行情況、外界環(huán)境情況等。 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)框圖 辦公 基地項目配套建筑在 8:00～ 20:00分時段預(yù)計用電負荷為 3000Kwh,本項目光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率 2800kWp,完全做到即發(fā)即用。 主要產(chǎn)品、部件及性能參數(shù) (1) 太陽能電池組件的選擇 本項目光伏組件選用 的多晶硅 240W組件為浙江芯能光伏科技股份有限公司與寧波日地太陽能合作 生產(chǎn)的，組件效率約為 %。 ‘ 13 240 多晶硅組件性能參數(shù)表 峰值功率 （ Wp） 240 短路電流 （ Isc） 開路電壓 （ Voc） 36 峰值電壓 (Vmp) 30 峰值電流 (Imp) 8 工作溫度 (℃ ) 40℃ to85℃ 抗風力或表面壓力 2400Pa,130km/h 絕緣強度 DC3500V,1min, 漏電電流≤ 50 沖擊強度 227g鋼球 1m自由落體 ,表面無損 外形尺寸 (mm) 1638 991 50 重量 (kg) a) 正常工作條件 1） 環(huán)境溫度：－ 40℃ ＋ 85℃； 2） 相對濕度：≤ 95％（ 25℃）； 3） 海拔高度：≤ 5500m； 4） 最大風速： 150 km/h。 b) 太陽能電池組件性能 14 1） 產(chǎn)品通過 TUV 認證、 VDE、 UL、 CE、金太陽認證 2） 提供的組件功率偏差 為177。 3%。 3） 組件的電池上表面顏色均勻一致，無機械損傷，焊點無氧化斑。 4） 組件的每片電池與互連條排列整齊，組件的框架整潔無腐蝕斑點。 5） 在標準條件下（即：大氣質(zhì)量 AM=，標準光強 E=1000W/m2，溫度為 25177。 1℃，在測試周期內(nèi)光照面上的輻照不均勻性≤177。 5%），太陽電池組件的實際輸出功率均大于標稱功率。 6） 太陽電池片的效率≥ %，組件效率≥ %。 7） 光伏電池組件具有較高的功率 /面積比，功率與面積比 =146 W/㎡ 。功率與質(zhì)量比 =10 W/Kg，填充因子 FF≥ 。 8） 組件 2年內(nèi)功率的衰減 2%， 使用 10 年輸出功率下降不超過使用前的 10%；組件使用 25 年輸出功率下降不超過使用前的 20%。 9） 組件使用壽命不低于 25 年。 10） 太陽能電池組件強度 滿足 《 IEC61215 光伏電池的測試標準》中第 ， 并滿足以下要求：撞擊后無如下嚴重外觀缺陷： ? 破碎、開裂、彎曲、不規(guī)整或損傷的外表面； ? 某個電池的一條裂紋，其延伸可能導(dǎo)致組件減少該電池面積 10%以上； ? 在組件邊緣和任何一部分電路之間形成連續(xù)的氣泡或脫層通道； ? 表面機械完整性，導(dǎo)致組件的安裝和 /或工作都受到影響。 ? 標準測試條件下最大輸出功率的衰減不超過實驗前的 5%。 絕緣電阻應(yīng)滿足初始實驗的同樣要求。 15 11） 太陽能電池組件防護等級 IP65。 12） 連接盒采用滿足 IEC 標準的電氣連接，采用工業(yè)防水耐溫快速接插，防紫外線阻燃電纜。 13） 1組件的封層中沒有氣泡或脫層在某一片電池與組件邊緣形成一個通路，氣泡或脫層的幾何尺寸和個數(shù)符合 IEC61215 規(guī)定。 14） 組件在外加直流電壓 2020V 時，保持 1分鐘，無擊穿、閃絡(luò)現(xiàn)象。 15） 絕緣性能：對組件施加 1000V 的直流電壓，測量其絕緣電阻應(yīng)不小于 100MΩ。 16） 組件采用 EVA、玻璃等層壓封裝， EVA 的交聯(lián)度大于 80％， EVA與玻璃的剝離強度大于 30N/cm2。 EVA 與組件背板剝離強度大于 10N/cm2。 17） 光伏電池受光面有較好的自潔能力；表面抗腐蝕、抗磨損能力滿足 IEC61215 要求。 18） 邊框與電池片之間應(yīng)有足夠距離，確保組件的絕緣、抗?jié)裥院蛪勖? 19） 為保證光伏電池組件及整個發(fā)電系統(tǒng)安全可靠運行，提供光伏電池組件有效的防雷接地措施。 20） 組件背面統(tǒng)一地方粘貼產(chǎn)品標簽，標簽上注明產(chǎn)品商標、規(guī)格、型號及產(chǎn)品參數(shù)，標簽保證能夠抵抗二十年以上的自然環(huán)境的侵害而不脫落、標簽上的字跡不會被輕易抹掉。產(chǎn)品包裝符合相應(yīng) 國標要求，外包裝堅固，內(nèi)部對組件有牢靠的加固措施及防撞措施。全包裝箱在箱面上標出中心位置、裝卸方式、儲運注意標識等內(nèi)容。 太陽電池組件伏安特性曲線 : 16 太陽電池組件伏輻照度、溫度性曲線： (2) 逆變器的選擇 逆變器技術(shù)要求 ： 17 光伏并網(wǎng)逆變器 是 光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，對于提高光伏系統(tǒng)效率和可靠性具有舉足輕重的作用。光伏并網(wǎng)逆變器的選型主要應(yīng)考慮以下幾個問題： ? 性能可靠，效率高 光伏發(fā)電系統(tǒng)目前的發(fā)電成本 較高，逆變器是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，如果在發(fā)電過程中逆變器自身消耗能量過多或逆變出現(xiàn)故障，必然導(dǎo)致系統(tǒng)總發(fā)電量及經(jīng)濟性能的下降，因此要求逆變器的高可靠性、高效率等非常必要，并具有根據(jù)光伏組件當前的運行狀況輸出最大效率 (MPPT)點的跟蹤功能。 ? 直流輸入電壓具有較寬的適應(yīng)范圍 由于光伏組件的輸出電壓隨光照強度和溫度而變化，這就要求逆變電源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穩(wěn)定。 ? 具有嚴格保護功能 并網(wǎng)逆變器應(yīng)具有交流過壓、欠壓保護，超頻、欠頻保護，高溫保護，交流及直流的過流保護 ，直流過壓保護，防孤島保護等保護功能。 ? 波形畸變小，功率因數(shù)高 大型光伏發(fā)電并網(wǎng)運行時，為避免對公共電網(wǎng)的電力污染，要求逆變電源輸出正弦波，電流波形必須與外電網(wǎng)一致，波形畸變小于 5%，高次諧波含量小于 3%，功率因數(shù)接近于 1。 ? 監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能齊全 逆變器應(yīng)有多種通訊接口進行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到中控室，并且具備完善的配套軟件或硬件用于對整個電站的數(shù)據(jù)進行顯示、存儲并分析。 ? 滿足國家電網(wǎng)的接入規(guī)定 18 根據(jù)國家電網(wǎng)公司新出臺的光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（試行版），逆變器應(yīng)滿足接入標準。 本項目逆變器選用金太陽品牌， SG 系列 250K 集中型逆變器。 SG 系列集中型逆變器的具體技術(shù)參數(shù)如下： 19 太陽能光伏組件間距的設(shè)計： 為了避免陣列之間遮陰 ,光伏電池組件陣列間距應(yīng)不小于 D: D=〔 arcsin( )〕 式中Φ為當?shù)氐乩砭暥?(在北半球為正，南半球為負 )， H 為陣列前排最高點與后排組件最低位置的高度差）。 根據(jù)上式計算，求得： D=2200 ㎜ 。 20 （ 3）土建及結(jié)構(gòu)設(shè)計 主辦公樓及配套業(yè)務(wù)用房 *屋頂為單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)保溫體系，配套業(yè)務(wù)用房 *屋頂為輕鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在保證不影響原有屋面防水、保溫隔熱措施的前提下， 主辦公樓及配套業(yè)務(wù)用房 *在屋面制作槽鋼支撐基座 ， 主辦公樓及配套業(yè)務(wù)用房 *在屋面制作 （ 350 350 500） ㎜ 的水泥墩，安裝太陽能電池組件，槽鋼基座的光伏發(fā)電板荷載在原來的基礎(chǔ)上每平方米增加 ， 水泥基座的光伏發(fā)電板荷載在原來的基礎(chǔ)上每平方米增加。根據(jù)設(shè)計核載標準核算結(jié)果驗證，項目建筑屋頂完全滿足建設(shè)條件，在屋面承受荷載范圍之內(nèi)。 (構(gòu) )物的布置及結(jié)構(gòu)選型 建筑設(shè)計以安全、適用、經(jīng)濟、美觀為原則，根據(jù)生產(chǎn)工 藝流程、使用要求、自然條件、建筑材料、建筑技術(shù)等因素，結(jié)合工藝設(shè)計進行建筑物的平面布置、空間組合及建筑造型設(shè)計并考慮到建筑群體與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)。 支撐鋼架采用角鋼鋼桁架結(jié)構(gòu)，下部固定于槽鋼 (水泥 )基座的連接件，按照工藝要求布置，凈高 m。 安裝支架正面圖安裝支架側(cè)面圖太陽能電池板 21 (4) 監(jiān)測系統(tǒng)方案 本項目設(shè)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩套，低壓用戶側(cè)、高壓側(cè)各一套，主要監(jiān)視并網(wǎng)逆變器的運行狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集控制器、顯示終端、就地測量儀表等設(shè)備。并網(wǎng)逆變器及電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息通過通訊的方式（ RS485 總線、 Inter）傳輸至數(shù)據(jù)采集控制器，數(shù)據(jù)采集控制器與局域網(wǎng)相連，操作人員通過局域網(wǎng)在辦公室計算機上對并網(wǎng)逆變器進行監(jiān)視?？梢赃x擇就地設(shè)有大屏幕顯示器，大屏幕顯示器也與局域網(wǎng)相連，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的信息可在大屏幕顯示器上實時顯示。此外，并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)還需要對就地的溫度、太陽能輻射強度進行監(jiān)測。 (5) 防雷接地 a、防雷 太陽能光伏并網(wǎng)電站防雷主要是防直 擊 雷和感應(yīng)雷兩種，防雷措施應(yīng)依據(jù)《光伏（ PV）發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護 導(dǎo)則》（ SJ/T11127）中有關(guān)規(guī)定設(shè)計。根據(jù) SJ/T11127 中有關(guān)規(guī) 定 ,該系統(tǒng)主要采取以下措施 : ① 在每路直流輸入主回路內(nèi)裝設(shè)浪涌保護裝置 ,并分散安裝在直流配電箱內(nèi)。屋頂光伏并網(wǎng)