光伏发电系统优化设计分析

光伏发电系统优化设计分析

庞小强

山东电力建设第三工程有限公司，山东省青岛市  266100

摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。电力资源作为行业发展的必要资源，可以利用化石燃料作用电力的来源，但是这不能满足长时间的应用需求，同时也会对自然环境造成不可逆转的损伤。光伏发电技术以太阳能为原料发电，不会对环境造成过多的负担以及负面影响，还能够提供充足的电能，为我国经济可持续发展作出重要贡献。目前，太阳能光伏发电系统的升级和优化是研究人员关注的重点，对于发挥绿色能源在经济建设中的作用，以及营造绿色环保型经济社会有重要意义。本文就光伏发电系统优化设计展开探讨。

关键词：太阳能光伏发电系统；系统设计；绿色发电技术

引言

随着社会经济快速发展，居民越来越重视环保方面的问题，提倡使用清洁能源，光伏发电作为一种比较环保的发电方式被广泛使用。光伏发电技术主要使用太阳能，与其他传统能源相比较具有较大优势。根据目前状况分析，我国城市化水平越来越高，人口数量快速上涨，中国资源损耗的程度越来越大，使我国电力企业在发展过程中面临较大的工作压力，为了能够更好地满足大家对于电力的需求，需要根据实际状况做好新能源的研发工作，实现节约资源的目标，不断地提高我国电力企业与社会经济的利润。我国电力企业需要分析新能源光伏发电技术，在掌握该技术的基础之上显现其性能。

1太阳能光伏发电原理

太阳能光伏发电分为三种：孤网发电（需要配置蓄电池储能）；并网发电（不使用蓄电池，直接与公用电网并接）；微电网发电（可并网也可孤网运行）。独立式发电系统一般由光伏组件（太阳能光伏面板）、控制器、蓄电池、逆变器等构成；并网光伏发电系统主要由光伏组件（太阳能光伏面板）、汇电箱、并网逆变器、监控系统和双向电能计量装置组成；太阳能微发电包含了太阳能控制器和蓄电池。首先太阳能光伏发电系统中光伏组件为重要的组成部分，也是光电能转换的基础设备，太阳能光伏发电系统的光伏电池要通过阳光照射之后转变为光电的半导体，再根据半导体所产生的光伏效应将阳光直接转变为电能，发出的直流电经逆变器转成交流电输送到电网。光伏电池还可以通过激发少数载流子来进行发电，在生产过程中不会出现任何的化学反应，也不会出现任何的机械耗能，属于高效率的产业模式。在太阳能光伏发电系统应用时也不会产生较为严重的噪声，多方位地满足当前环境保护的要求。在光伏发电中主要是对电池方阵进行功率的输出以及控制，并且在整个过程中需要合理地管控能源的消耗量，缓解不同的干扰性因素，以及失真的状态发生程度等等。通过技术之间的相互协调，逐渐提高整体的发电效果，以此来推动实际工作顺利进行。并网发电一般都是白天使用，晚上依然用电网电量。加上储能（蓄电池）以后晚上就可以用储能系统继续放电。随着光伏“弃光限电”现象严重，以及光伏发电系统电力输出的波动较大等因素，对可再生能源的利用及推广限制日益严重后，在并网式光伏系统中配置储能已成为目前大规模储能系统的方向之一。

2光伏发电技术的特点

与以往传统发电技术相比，光伏发电技术具有很大优势，符合我国电力企业当前以及未来发展需求，电力企业做好传统发电形式的有效改变和优化能够减少成本投入，很好地保护自然环境，有效实现我国电力可持续性发展的目标。光伏发电具有很好的环保性能，是一种新型的清洁能源，在投入使用的过程中不会污染环境，符合当前电力行业可持续发展的目标。光伏发电具有很高的安全性，在同城使用过程中，电力系统的电压小于220V，有效地降低运行过程中的风险性。光伏发电还具有实用性的特点，使用时间较长，具有很好的抵抗能力，被各个国家广泛使用。电力企业需要加大对光伏发电技术的重视程度，进行不断地创新和优化，合理运用其优势，更好地促进我国电力行业发展。

3太阳能光伏发电系统的设计要点

3.1科学地选址

在进行太阳能光伏发电系统设计工作中，要利用现有的建筑条件及地势条件科学选址。太阳能光伏发电站对周边环境要求较高，因此在实际工作中需要先进行科学的选址，为后续系统运行提供必要性的保障。例如，在实际设计时要结合当地的光照条件，保证有充足光照照射在太阳能板上，达到良好的发电效果，同时还需要远离容易发生自然灾害的区域，地势要平坦，避免由于自然因素而对系统运行造成一定的影响。此外，在太阳能光伏发电站周边不要有较多的遮挡，要尽可能地选择非常宽阔而光照充足的区域，从而提高整体的设计效果。

3.2施工图纸设计

设计人员需要结合施工标准以及相关规范的基本要求设计施工图纸，保障其可靠性。在允许范围内，设计人员应该尽量使用最新的技术、设备、材料和施工工艺等；设计人员需要确保资料的准确性，并且结合多方的评审意见仔细修改施工图纸；设计人员应该了解质检的基本情况、系统所需设备的规格及电网接入系统的质量问题等，以提高施工图纸的设计质量；施工图纸中出现的主要问题包括画图比例不正确、标注不全面、支架的设计过于死板等，这些问题会严重影响施工图纸的设计质量，设计人员需要加强重视。

3.3发电系统容量设计

发电系统容量设计是太阳能光伏发电系统中重要的组成部分，有助于促进系统的平稳运行，所以在实际工作中需要更加精准地完成发电系统的容量设计，为后续的使用提供重要的基础。在实际工作中需要罗列出当地太阳能光伏发电系统的负载率，确定负载大小以及耗电情况，在此基础上，科学地选择对应的蓄电池容量，不断优化当前的设计模式。同时还需要计算出太阳能光伏发电系统的电流，了解太阳能光发电的最佳电流匹配度，之后再罗列出不同的方阵电压，确定系统的功率特点和运行特点等，不断完善当前的设计模式[4]。另外在进行方阵功率设计时，要配合增加串联的方式，通过并联整理方式来得出最终数值，从而使发电系统容量设计效果能够得到全面的提高。

3.4防雷接地设计

在应用太阳能光伏发电系统的过程中，雷电的打击会对太阳能光伏发电系统的部件造成损伤，让系统无法正常运行。因此，需要设置防雷接地设备，阻止雷电对系统使用产生影响。太阳能光伏发电系统如果直接与外界接触，在遭受严重的雷电打击时，巨大的能量将使整个系统遭受严重的打击，影响其正常使用，而使用防雷接地设备可以避免大部分的雷击现象对系统的影响。防雷接地施工应注意如下方面。（1）地线。地线是防雷避雷的主要部件，在建设配电室时，可以挑选较厚的土层和较湿润的土壤作为埋线的线坑。土层越深越安全，而湿润的土壤可以作为绝佳的防护层，隔绝大部分的雷电影响。同时，可以适当使用降阻剂为地线提供良好的环境。（2）电池支架接地。电池支架应有良好的接地性能，可以将电池阵列和电缆共同接到防雷机柜，利用防雷器为光伏发电系统提供多重防雷防护，从源头上阻止雷电对光伏发电系统的有关设备造成损坏，提高系统的抗雷电击打能力，从而提高发电系统的安全性。

结语

光伏发电技术具有很大的优势，还具有一定的环保性，相关部门一定要加大对此方面的重视，做好相应的研发工作，积极进行光伏发电技术的推广，完善以及优化目前发展的模式，对光伏发电技术的功能性进行提升，满足目前的发展需求。

参考文献

[1]金贵燕.太阳能光伏阵列及光伏发电技术[J].光源与照明,2021(9):40-41.

[2]刘立峰.大型并网光伏电站的运行维护管理研究[J].工程技术研究,2020,5(5):189-190.

[3]张连源.太阳能光伏发电技术现状与发展探讨[J].光源与照明,2021(7):60-61.

[4]李妞.太阳能光伏技术在建筑中的应用与设计[J].节能,2019,38(12):1-3.

[5]马维锋.太阳能并网光伏发电系统装置的设计与应用[J].机械管理开发,2019,34(12):15-16,26.