屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和安裝指南研究

丁德明

[摘要]屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和安裝指南，是美國加州能源委員會所下達(dá)的關(guān)于對光伏系統(tǒng)進(jìn)行安裝過程做出指導(dǎo)的規(guī)范，屬于目前世界范圍最為發(fā)達(dá)的安裝技術(shù)。光伏發(fā)電系統(tǒng)可以直接將太陽能轉(zhuǎn)化成為電能，住宅光伏系統(tǒng)主要是利用光伏屋頂?shù)倪@種形式滿足于住戶的用電需求，可以在其中配置蓄電池，繼而在電網(wǎng)出現(xiàn)停電情況時保持供電。

[關(guān)鍵詞]屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)；設(shè)計；安裝

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0028 - 02

1 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計問題

1.1 無蓄電池并網(wǎng)系統(tǒng)

該種系統(tǒng)只有在電網(wǎng)能夠正常使用的時候才可以實現(xiàn)運(yùn)行。由于電網(wǎng)當(dāng)中的電能損耗比較小，因此該系統(tǒng)通常能夠給用戶節(jié)約更多電費(fèi)方面的花費(fèi)。不過出現(xiàn)電力中斷情況的話，這個系統(tǒng)就會完全處于關(guān)閉狀態(tài)，在電網(wǎng)恢復(fù)之后才能夠正常使用。圖l為無蓄電池光伏發(fā)電供電系統(tǒng)原理圖。

該系統(tǒng)主要由以下幾個部件所構(gòu)成：①光伏陣列。光伏陣列主要是由光伏組件所構(gòu)成的，而光伏組件是利用太陽能電池片依據(jù)特定的方法連接在一起，然后進(jìn)行密封。一般情況之下，一個陣列是由很多個光伏組件利用支架實現(xiàn)連接的。②平衡系統(tǒng)。平衡系統(tǒng)主要是用于將光伏組件融入進(jìn)家用建筑系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)當(dāng)中的線路和支架。供電線路系統(tǒng)主要用于對逆變器兩端的交流開關(guān)、直流開關(guān)、太陽能電池形成過流保護(hù)。絕大部分系統(tǒng)都具備保護(hù)控制這項功能，這是由于各個組件的設(shè)置都需要在源電路當(dāng)中有熔斷保護(hù)。有一部分逆變器也具備熔斷保護(hù)以及其它的一些控制功能。⑧逆變器。該設(shè)備主要負(fù)責(zé)讓光伏陣列所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變成為能夠供給家用電器利用的交流電。④測量儀表。對系統(tǒng)運(yùn)行的實時狀態(tài)、用戶的實際用電狀況做出測量以及呈現(xiàn)。⑤公共電網(wǎng)開關(guān)。

1.2 蓄電池并網(wǎng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是在無蓄電池并網(wǎng)的基礎(chǔ)之上融入蓄電池，從而實現(xiàn)儲能的作用，就算是在電網(wǎng)出現(xiàn)斷電問題，系統(tǒng)也可以給特殊負(fù)載供給應(yīng)急用電。在電力中斷的情況之下，該系統(tǒng)會跟電網(wǎng)之間相互脫離，組成一個相對獨(dú)立的供電線路，利用專用配電線路實現(xiàn)電能的供給。光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能可以應(yīng)用在沿街商業(yè)當(dāng)中，從而在最大程度之上縮短投資回收周期。

2 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝

2.1 屋頂結(jié)構(gòu)

屋頂屬于對光伏陣列加以設(shè)置最適宜的位置。如果為斜面形式的屋頂，需要將光伏陣列設(shè)置為跟屋頂表面保持平行的位置，然后利用支架使其保持跟屋頂數(shù)公分的距離，從而更好的實現(xiàn)冷卻。而要是水平屋頂?shù)脑挘梢栽O(shè)置能夠?qū)A斜角度形成優(yōu)化的支架。在屋頂對光伏系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置需要切實關(guān)注到屋頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)以及其防滲層所具備的氣密性。通常情況之下，每一個100W的光伏組件都需要設(shè)置一個用于支撐的托架。而對于新建的建筑來說，支撐托架一般可以在對屋頂蓋板完成安裝之后，對防水材料進(jìn)行敷設(shè)之前設(shè)置。

2.2 遮蔭結(jié)構(gòu)

遮蔭結(jié)構(gòu)可以是天井，亦或是雙層遮陽網(wǎng)格，在這些位置，光伏陣列起到了遮陽的作用。如果安裝光伏陣列的角度相對遮陽結(jié)構(gòu)更為陡峭，就需要針對屋頂結(jié)構(gòu)做出合理化改進(jìn)，繼而更好的適應(yīng)風(fēng)力載荷。光伏陣列在重量方面通常是15～ 25kg/m2這個質(zhì)量范圍處，在遮蔭支持結(jié)構(gòu)所具備的負(fù)重極限以內(nèi)。對屋頂支架安裝所形成的勞動力成本應(yīng)該被算到天井覆蓋整體的建設(shè)費(fèi)用當(dāng)中。所有的建設(shè)成本往往會高出屋頂安裝所投入的費(fèi)用，不過遮蔭結(jié)構(gòu)所能起到的應(yīng)用價值將會很好的抵消這部分多余的投入。還需要對一些其它的問題做出考慮，比如簡化陣列維護(hù)、導(dǎo)線連接以及組件接線等，需要確保其美觀性，通常不應(yīng)該種植那些爬藤類植物，防止讓組件以及接線受到干擾。

3 結(jié)語

總而言之，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)可以有效將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供人們使用，對能源的節(jié)約具有十分重要的意義。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該積極探索，對屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和安裝指南相關(guān)內(nèi)容做出更為具體的研究，繼而結(jié)合我國光伏發(fā)電發(fā)展的實際情況，創(chuàng)建出一套符合我國國情的設(shè)計以及安裝體系，為新能源行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的力量。

參考文獻(xiàn)：

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