太阳能光伏发电系统设计与安装要点分析

太阳能光伏发电系统设计与安装要点分析

王欢

王欢

（陕西光伏产业有限公司陕西西安710075）

摘要：光伏发电技术作为一种新兴的发电技术，其具备高效、无污染的特性，但是在实际应用过程中，很多企业并未了解到该技术的复杂性以及稳定性，这就容易造成在分配电能以及运输过程中出现很多问题，这些问题严重阻碍了光伏发电技术的发展，因此，应该有针对性地提出合理科学的解决措施，从而不断促进光伏发电技术的发展。

关键词：太阳能；光伏发电系统；设计与安装；要点

引言

太阳能光伏发电是一种应用前景极为广阔的发电技术，其具有安全、可靠、清洁等的特点，随着科学技术的发展，太阳能光伏发电技术也不断在进步，尤其是近几年随着国家加大了在太阳能光伏发电方面的投入，使得我国的太阳能光伏发电的应用呈现出迅速增长的态势。根据太阳能光伏发电系统是否与公共电网相连接，可以将太阳能光伏发电分为独立型和并网型两大类太阳能光伏发电系统。这两种发电系统有其各自的特点和应用的范围，在分析其特点的基础上对太阳能光伏发电建设过程中需要注意的要点进行分析，对于确保太阳能光伏发电的建设质量有着极为重要的意义。

1光伏发电系统组成分析

太阳能光伏发电系统由不同的部件构成，大致分成五部分：光伏电池组，光伏电池组在光伏效应作用下将光能转化成直流电能；蓄电池组，当光照不足或负载过大时，蓄电池组可以释放之前储存的电能；控制器，系统运行中根据负载电源要求，控制电池组电能输出，确保发电系统输出的最大功率；逆变器，逆变器主要用于将直流电转化成负载需要的交流电；DC-DC变换装置，变换装置保证大范围变化情况下输出的高压直流电稳定，通过控制回路中的功率器件，实现直流电升压成为高压直流电。

2光伏发电系统设计要点分析

太阳能光伏发电系统设计过程中主要重点关注硬件设计及容量选择问题。下文以独立式太阳能光伏发电系统为主要的研究对象，分析容量设计的要点。

2.1数据信息收集分析

光伏发电系统设计之前，相关工作人员需要对系统安装现场进行全面的考察和分析，了解现场的日照强度、经纬度、降水量、平均气温等各种情况，收集基本数据，对这些数据信息进行综合分析，为系统设计工作奠定良好的基础。

2.2蓄电池组设计

蓄电池组设计时，必须要保证蓄电池组在连续的较长一段时间内接受的光照比较少时依然能够满足负载的供电需求。设计人员首先需要计算出蓄电池组的容量，然后确定单体蓄电池数量，为了保证蓄电池之间的平衡，并联的蓄电池组数量不能多于四个。此外，设计过程中最好设计为两组并联的模式，它们互为备份，一旦其中一组蓄电池发生故障，另一组可以正常工作，以免影响负载的正常工作。

2.3光伏电池组件设计

光伏电池组件设计之前，需要对安装地的平均日负载用电情况进行详细的分析，同时要考虑到未来一段时间之内负载的发展趋势，以免后期出现电池组提供的电能难以满足负载使用需求的不良现象。

2.4电池组件最佳安装倾角设计

电池组件最佳安装倾角的设计工作比较复杂，具体的计算方法比较复杂，且不同设计人员选择的计算方法可能会存在一定的差别。行业内有关专家利用计算机就不同城市的太阳能光伏发电系统蓄电池组件的最佳安装倾角进行了计算，比如北京市纬度为39.80，最佳倾角可以设计为φ+4，上海市纬度为31.17最佳倾角可以设计为φ+3，南京市纬度为32.00，最佳倾角可以设计为φ+5，广州市纬度为23.13，最佳倾角可以设计为φ-7，乌鲁木齐纬度为43.78，最佳倾角可以设计为φ+12。

3太阳能光伏发电系统安装要点分析

3.1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。

3.2支架基础施工

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。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。

3.3组件安装

组件安装之前，需要认真核对组件的参数是不是符合施工设计的要求，进行必要的性能参数测试，比如短路电流、开路电压等，保证系统安装完成后所有的性能指标符合预期的设计目标。同一个方阵中的组件的参数应尽量相近，相差太大会干扰相互之间的正常工作，影响方阵发电的效率。太阳能面板安装时要避免面板磕碰到周围其他的设施，或者面板与面板之间发生碰撞，使得面板出现损伤。安装之前，要使用螺丝钉将太阳能面板边框预制安装连接起来，连接过程中保证紧密度。如果太阳能面板与固定支架之间出现配合不紧密的问题时，要及时利用垫片等装置进行垫平处理。支架上太阳能电池组件安装时，要保证支架平衡，太阳能组件与支架之间的间隙应超过8mm，确保太阳能组件工作时正常散热，以免热量聚集，温度过高影响组件的正常工作。雨雪天气水汽可能会渗透到接线盒中，影响发电设备的正常工作，导致设备出现各种故障，太阳能面板接线盒要做好防水防潮处理。

3.4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，即避雷针和避雷线，可以保证太阳能光伏发电系统运行安全。

4结语

总而言之，现阶段我国的太阳能光伏发电技术已经发展的比较完善，逐渐开始广泛的应用于工业生产之中，对于缓解我国电能不足的现状发挥着重要的作用，但在实际的使用过程中，还是受到许多因素的影响，太阳能光伏发电技术还存在一些问题，本文简单对太阳能光伏发电系统的结构进行了介绍，重点分析了系统设计及安装的一些关键点，希望能够对有关研究人员的工作有所启发。

参考文献：

[1]张晓俊，邵雅婷，万程龙，陶智.太阳能光伏发电一体系统设计与实现[J].信息化研究.2014（03）

[2]刘继军.分布式光伏发电系统并网问题研究[J].电气开关.2014（02）

[3]范月圆.太阳能光伏发电系统设计与安装要点[J].佳木斯职业学院学报，2016，11：495-496.

[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.

作者简介：

王欢（1985.6.5），男，陕西省华县，汉，大学本科，工程师，电气主管，主要负责光伏发电系统设计及施工现场技术管理工作，陕西光伏产业有限公司。