光伏发电系统安装施工技术的应用分析

光伏发电系统安装施工技术的应用分析

吴旭日,王令恒,李维军

上海宝冶集团有限公司  200941

摘要：随着社会的进步，人们对于环境保护的要求也在不断提高。由于传统的燃煤电厂存在着严重的环境污染问题，因此，我们开始研究新的发电方式。太阳能光伏发电系统既环保又节能，具有很大的实用价值。为更好地发挥光伏系统的作用，应对其安装和建造技术的应用进行分析。针对这一问题，本项目拟通过对光伏系统特性和过程特性的分析，探讨光伏系统的安装和建造技术要点，并探索其应用场景，为光伏系统提供借鉴。

关键词：光伏发电系统；安装施工技术；有效探讨

前言

光伏发电系统是一种利用光伏电池将太阳能转化为电能的发电系统。太阳能是一种新的、可再生的、洁净的能源。所以，利用太阳能发电系统来产生电能，从根本上来说，并不会给生态环境带来什么不利的影响。光伏发电系统的应用范围很广，在其具体的安装过程中，施工人员需要了解光伏发电系统的特点、工艺原理等，确定光伏发电系统的安装和施工技术的应用要点，从而达到最大限度地发挥光伏发电系统的作用。

一、光伏发电系统的特点与工艺原理

供电质量的好坏直接关系到国家经济的发展。目前，国内以燃煤和水力为主的发电模式，存在着成本高、资源消耗大、污染严重等问题。与此同时，不管是火力发电还是水力发电，它的发电场所一般都会占据很大的空间。为此，有必要通过开发新的能源形式，来优化和改善我国目前的能源结构。在光伏发电系统中，它的优点主要有：第一，它可以被放置在建筑的顶部，而不会占用额外的土地。第二，该系统的灵活性强，既可在近侧发电，又可将其所产生的电能接入电网，实现远程供电。第三，采用光伏发电系统，其实质是将太阳能转换为电能的过程，与火力发电、水力发电等方式不同，在发电后不会产生废弃物，也不需要其它能源参与发电工作。第四，利用光伏发电系统时，无噪声、无辐射等污染，该方法具有显著的绿色环保特性。从以上特性可以看出，光伏发电系统可以有效地解决火力发电、水力发电等传统发电方式所面临的问题，适合于大规模的推广和应用。从技术原则上看，小尺寸的太阳能电池可以与建筑物相结合。建筑工人将太阳能电池模块安装到建筑顶部，在建筑顶部形成大规模的太阳能电池阵列。与此同时，在光伏发电阵列接受太阳能照射后，可以将太阳能转化为电能，产生直流电，再经过直流柜，由逆变器转化为交流电，从而为电力资源与电网的连接或直接使用提供了便利[1]。

二、光伏发电系统安装施工技术的要点

（一）光伏支架与组件的安装

太阳能电池支撑架的安装必须根据有关的图纸，严格控制支撑架的安装规格和安装角度。在安装时，要进行支座的现场加工，以确保支座安装的规范。在安装支架之前，要对其所用的材料进行严格的质量检测，为确保支架中不存在任何缺陷和杂物，施工人员应该利用超声波技术对其进行检测，以确保其承载能力。在对支架进行加工时，必须在10秒内完成切削，切削完毕后要做好防护措施，以免影响支架的质量。在支护结构的基础上，先采用预应力锚固，再浇注混凝土，保证支护结构的抗拉性能。对于支架间距，施工人员应控制在5 m左右，避免光伏模块相互遮挡，影响太阳能的吸收[2]。光伏模块主要承担着将光能转换为电能的任务，在选择材料时，为了提升发电效率，增加发电量，光伏模块一般都会选用转化率高的多晶硅。光伏模块的正反两面都需要用5 mm左右的钢化玻璃进行封装，避免外部环境对模块造成影响。组件可通过卡扣的方法固定在支架上，施工人员应对光伏组件间隙进行整齐性调节。光伏模块中的太阳能电池板要按照从下朝上的方法安装，并确保其安装整齐，在安装后，施工人员还要对其进行微调，确保太阳能电池板进光的均匀[2]。

（二）机房布置

太阳能电池板安装在计算机机房内，要合理利用计算机机房内的空间。机房的空间不能小于70m2，保证可以容纳光伏设备，并且在设备间留有一定的缝隙(20-30 mm)，保证逆变器、配电箱等可以快速地进行散热，避免热量积聚在里面，对设备的工作状况造成影响。电缆桥架需设置在机舱的一侧，占用面积约0.8m2，以确保太阳能电缆进入机舱，并对太阳能电池的传输过程进行控制。蓄电池支座有5个，每个支座之间相隔1米，保持蓄电池的安装和维修间隔。机房布局是光伏发电系统安装建设的重要环节，将发电设备统一放置在同一个空间，能够提高对设备的管理效率，保证设备能够保持稳定的工作状态，从而达到对设备的保护。

（三）配电柜的安装

配电网一般都设在计算机机房内，便于施工人员进行电压调节和控制。在安装过程中，应保证配电箱距墙面至少1米，以避免外部环境对配电箱的影响。同时，为保证配电箱在使用过程中的安全，施工人员应注意金属外壳的接地。为保证配电网调节电压的效果，施工人员应该对逆变器的安装给予足够的关注，在对逆变器进行接线的时候，要对其进行加固，避免接线松动，从而影响到配电网的正常运行。

（四）电缆选型和敷设

电缆可用于供电，需要合理选择，以减少功耗损失，确保供电稳定。可采用由两个并联绝缘棒组成的新型光伏电缆。在布线过程中，电缆必须通过天窗，连接并穿过桥梁，并与太阳能组件一起进入机舱。铺设的电缆数量为62根，每根电缆直径为10毫米，桥接性能为160毫米×120毫米，电缆应在计算机室组装，光伏生产产生的电力通过设备转换并存储在电池中

[3]。

（五）配电柜安装

配电柜是入场开箱检查的重点区域，要根据安装施工图纸进行配电柜的安装，合理接线，保证配电柜可以正常工作。安装在计算机室内的配电箱，离墙面的距离要大于一米，尽量减少墙面对配电箱的冲击。配电箱使用地基型钢来进行安装，并通过槽钢来构造一个接地的埋置点，使得配电箱可以顺畅的连接。接地位置用螺钉连接，螺钉数目不低于4个，以保证配电箱的牢固。为确保配电箱的安全运行，必须对配电箱进行接地，以避免其金属外壳发生触电事故。v型配电箱是进行电压调节的重要环节，必须重视其内部的逆问题。通过设置变频器，实现直流电流与交流电流的转换，保证了太阳能电池的功率分配。在进行逆变器组装之前，要保证装置的状态良好，并保证装置周围空气的流动，将引线插入端子，并保证与其之间的连接稳固，避免发生接线松脱的现象。

（七）蓄电池安装

光伏发电系统使用的是蓄电池来存储电能，要对蓄电池进行合理的选择，可以选用型号为GFM-2200的蓄电池，总用量为320只，单只容量为1600 A h。在设置电池时，要注意周围的温度对电池性能的影响，以增强电池的辐射性能，避免对电池的能量储存造成不利的影响。将蓄电池安装在机房中，在机房中应该设置有散热通道，并将蓄电池放置在通风的环境中，利用风机来提升其冷却速率，从而保证通风控制工作的稳定性。电池被分成三个部分，为了散热，要留出25毫米的空间。为确保电池的正常运行，必须在电池中加装能量管理装置，该装置能够对电力的存储和存储进行监控，使电力系统中的电流和电压保持在一个安全的范围内。能量管理器可以对充电电流进行控制，不仅可以确保充电效率，还可以有效地避免过充电，不会损害电池[4]。

三、光伏发电系统安装施工技术的应用场景

（一）生态行业方面

针对土地沙化的现状，我们可以将太阳能电池与生物产业相结合，可有效提升土壤含水量。首先，在沙漠中安装太阳能电池板，可起到一定的遮蔽作用，降低水分的流失。其次，在清洁太阳能板的同时，还可以提高土壤含水量，加速当地植被的恢复。再次，利用太阳能光伏电站对土壤进行固化，提高了土壤的活力。目前，国内已在青海和山西开展了类似的研究，例如，青海实施了一项面积约55平方公里的土地生态恢复工程，经过光伏发电的改造，该区域的植被水分含量显著提高，太阳板下10厘米以下的土壤水分含量提高了80%。最后，该区域的微生物数量也提高了许多，使得该区域的土壤更加适宜于有机体的生长。

（二）渔业行业方面

在水面上建设太阳能发电电站，可以实现发电和渔业两个产业的协同发展，达到资源综合利用的目的。具体地说，首先，光伏发电系统可以起到降温和遮光的作用，可以降低水面的温度，减少蒸发的水分，从而有效提高鱼虾的成活率。其次，通过太阳能电池板的智能控制，实现对水体温度、 pH值等的调控，从而实现对水体生态的有效调控。最终，光伏发电是一种绿色的能源，对水体的生态环境也是一种保护。在我国江苏省，已建成一座"渔光一体"工程，工程中的草鱼鱼塘，其总产量超过了1.8万公斤/hm2，远远超过了1.8万公斤/hm的平均水平。在占地340亩的养殖区域内，安装了75%的太阳能电池板，可实现年发电量1400万度。与此同时，在水域中种植了水稻和空心菜，年总产量达到了3600公斤，将发电工业、渔业和农业进行了有效的结合。同时，本工程对外界环境的影响较小，水质达到了国家一级标准。

（三）农业行业方面

光伏发电与农业行业的结合，是将太阳能光伏板的清洁应用于农业的浇水灌溉，提高水资源的使用率，达到节水目的。同时，太阳能光伏板还可以减少光照，保持土壤湿润，提高作物产量。目前，黄河东岸沙漠化最为严重，宁夏地区已在黄河东岸建设了一座农光体发电站，该发电站占地面积达11000hm2，在此基础上建设了枸杞种植园，并将该发电站与太阳能发电相结合下，宁夏枸杞开花时间较其它地区推迟5周，单产提高30%。

四、结语

总的来说，太阳能电池最大的优点就是灵活多变，同时也是最环保的。在应用光伏发电系统的安装技术时，施工人员要注意支架与组件、机房与电缆、配电柜、蓄电池与接地装置的布置与安装，并选择适当的并网方式，确保光伏发电系统的安装效果。另外，随着太阳能光伏发电之发展，其应用范围将扩大至多个工业领域，所以对于有关之装置与元件之安装品质，必须加以注意。

参考文献

[1]唐安国.光伏发电系统安装施工技术的应用分析[J].低碳世界,2022,12(12):88-90.

[2]李钟实. 太阳能光伏发电系统设计施工与应用[M].人民邮电出版社:, 201903.383.

[3]陈旭炯.屋面太阳能光伏并网发电系统安装施工技术应用[J].安徽建筑,2015,22(03):61-63.

[4]王群营.安装光伏发电系统施工技术保障分析[J].现代商贸工业,2011,23(04):265-266.