太阳能光伏发电系统设计与安装要点探究

温宏宇

浙江昌能规划设计有限公司  浙江省  杭州市  310000

摘要：随着经济的迅速发展，人们对能源的需求量越来越大。提高可再生资源的利用率，降低化石资源的使用量，是当前及今后能源发展的主要方向。太阳光伏发电技术是未来新能源发展的重要方向。如何实现光伏系统的自主化，以及如何实现光伏系统的安全接入是光伏系统的核心问题。本文在分析太阳能电站组成的基础上，分析阐述了独立太阳能光伏电站的建设过程和注意事项。

关键词：太阳能光伏发电；清洁能源；独立的建筑

太阳能发电作为一种安全、可靠和清洁的能源，有着广泛的发展前景。在技术的不断发展和科学技术的不断发展下，太阳能光伏技术已经有了很大的发展，尤其是最近几年，由于政府不断增加在太阳能光伏方面的投资，导致中国的太阳能光伏产业出现了爆炸性的发展。根据其是否与公网相连，可将其划分为自用型与并网型两种。它们各有自己的特性和适用场合。通过对其特性的研究，探讨了在建筑工程中应考虑的几个问题，这对于确保建筑工程的质量是十分必要的。

1.太阳能光伏电站的分类和组成

太阳能光生伏安可分为三种：独立的电力网（需用电池储存）；用电力（不用电瓶，与公网直接相连）；微电网产生（独立或并网）电能。自主式发电系统通常包括光伏模块，控制器，电池，逆变器等；并网光伏发电系统的主要构成部分包括了光伏模块（太阳能光伏板）、集电箱、并网逆变器、监控系统和双向电能计量装置。该系统由太阳能微机控制系统、太阳能电池等组成。首先，太阳能电池板是太阳能电池板的关键部件，是实现太阳能电池板和电池板之间的基本器件。太阳能光伏系统中的光生载流子在受到太阳光照射后，必须转化成光生载流子。利用太阳能电池的光电效应，将太阳光转化成电力，再经逆变器变换成交流电，送往电网。太阳能电池也能藉由激发微量的电子载体而产生电力。该工艺无化学反应，无机械能量消耗，是一种高效率的工艺。太阳能光伏发电系统使用时，没有较大的噪音，可以在很多方面达到目前的环保需求。在光伏系统中，其核心是对电池阵的功率进行输出与控制，在此过程中，要对能耗进行合理的控制，对各种干扰因素进行有效的抑制，对畸变的影响也要进行有效的抑制。并在各个技术的配合下，使整个系统的发电效率不断提升，从而推动了工程的顺利开展。电力系统通常用于日间，夜间则需要用到电力网。而储存能量的装置（蓄电池），则能让能量储存装置在晚上持续释放出大量的能量。在“弃光限电”的情况下，太阳能电池板的出力波动性加大，新能源的开发与应用越来越受限制的情况下，对太阳能电池板进行能量配置是当前大型太阳能电池板研究的一个重要课题。

2、太阳能光伏电站选址要点

在国内，在建设太阳能光伏发电场时，应特别注意其位置的选择。在设置太阳能光伏发电站时，必须要考虑到光照情况，以保证有充足的光照照射到太阳能面板上，从而保证产生的电能。太阳能发电系统的建设，应该选择在地势平坦，不易遭受自然灾害的地方，以防止自然灾害对装置的冲击。在太阳能发电场的四周，不应该存在太多会阻碍发电场和干扰发电场的建筑物。

3.独立太阳能光伏发电系统设计要点

太阳能光伏发电系统的设计重点是太阳能光伏发电的容量，太阳能光伏发电所用的功率电子器件的选用，太阳能光伏发电的辅助装置的设计与计算。容量设计是以太阳能光伏发电系统中的电池及组件为研究对象，以保证电池所储存的能量能满足其运行所需。对系统模块进行选取和配置时，要保证所选取的装置与太阳能光伏发电的容量设计相匹配，从而保证其可以正常运行。

4.独立太阳能光伏发电系统容量设计要点

在对单兵太阳能光伏发电系统进行容量设计时，必须先对单兵太阳能光伏发电系统的负荷及区域规模进行列举，再对单兵太阳能光伏发电系统的负荷及功率消耗进行计算。然后，根据上述分析结果，对独立式太阳能光伏发电系统进行了电池容量的选取。在此基础上，对单相太阳能光伏发电系统进行了优化设计，并对单相太阳能光伏发电系统进行了实验研究。在对独立式太阳能光伏发电系统中的太阳电池阵进行电力设计时，采用串联增压并联整流的原则来实现。

5、独立太阳能光伏发电系统安装要点

5.1安装顺序

在太阳能电池板系统中，由于其连接方式的复杂性，导致了系统的安装难度较大。作者根据自身的工作经验，对如何在实际工作中进行了总结。“光伏阵列→测量和维护设备→监视和测量系统→直流接线盒→电池→控制器→逆变器→交流配电柜”，与此安装顺序相结合，可有效保证太阳能光伏发电系统的质量。

5.2支护基础施工

支撑基础的施工也是太阳能光伏发电系统安装的关键，主要有：方阵基座的施工。在正方形地基中，浇注是最常用的一种施工方式。建筑公司应保证在该工程中，混凝土地基的水平位移及离地高度满足有关规定。为了保证埋设、泄露满足设计的需要，可以采用锚杆将电池组基座固定。锚杆混凝土浇注完毕后，至少要经过5天的养护。在进行完养护工作后，对混凝土的强度进行检测。太阳能电池板结构的施工必须在混凝土强度满足要求后方可施工。架子的设置注意事项。支架的设置也要有很强的针对性。重点是对正方形机架的方向与倾角的控制，机架固定面的平整度，机架固定的可靠性，从而更好的防止电池晶片的损伤。在安装过程中，也要重视框架的底面水平的控制。水平度应保持在每米3毫米之内，如有需要，可采用铁垫。通过增加密封垫等方法来解决问题。由于太阳能阵列式太阳追踪器件在制作时存在诸多问题，因此在制作时应着重于器件的光伏特性。

5.3组件安装要点

在安装单独的太阳能光伏发电系统的太阳能模块时，应该考虑到：（1）在安装单独的太阳能光伏发电系统的太阳能模块时，应该按照每一个组件的参数，对其进行测试和检验，以保证其参数满足应用需求，同时还需要对太阳能模块的开路电压和短路电流进行测试。(2)为了提升单独的太阳能光伏发电系统的发电效率，必须将运行参数相近的太阳能电池模块设置在相同的正方形内。(3)在安装过程中，要注意防止发生撞击，防止损坏。(4)若太阳能面板与固定支架配合不够好，则需用锡片对齐，以增强两者结合的密合度。(5)在太阳能面板的安装过程中，必须通过在光伏面板的支架上的预装设备来完成。当采用螺丝固定时，要留意固定是否牢固，并且要按照规范要求预先做好松驰工作。(6)为增强组件的散热性，将组件置于支架上，组件与支架间的空隙应超过8毫米。

5.4太阳能光伏发电系统电缆连接要点

在安装太阳能电池板的过程中，要遵循“由内而外，由简而繁”的原则。另外，还要注意：（1）将线缆铺设在墙上或支撑架上时，要注意对线缆的保护。(2)在铺设缆线时，既要注意缆线的走向、锚固，又要考虑缆线的松紧度。(3)应对线缆的接合部进行防护，以避免线缆在接合部上发生氧化、剥落，而使线缆的接合性能受到影响。(4)为防止来自电缆EMI的影响，同一线路上的回路上，尽量用螺钉连接。

5.6做好太阳能光伏发电系统防雷工作

在安装太阳能电池板时，要特别关注其防雷及接地问题。在使用时，避雷针的接地线缆必须与太阳能电池装置的支座有一段距离。为防止太阳能电池的雷击，可以在电池上设置一根避雷针或导线，以确保电池的安全性。

6.结语

目前，我国已经形成了较为完整的太阳能光伏发电系统设计技术，在实践中发挥了重要作用，有效缓解了我国电力短缺问题。然而太阳能光伏发电技术的应用仍受到诸多因素的制约。希望我们能够继续研究和提高行业的技术水平，使太阳能光伏技术得到更广泛的应用。

参考文献：

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