光伏发电系统施工安装技术保障分析

【摘要】光伏发电是一种新的发电方式，以其独特的优势在电力行业应用越来越广泛。加强对光伏发电系统施工技术的探讨，对缓解我国的能源压力具有重要意义。

【关键词】安装；光伏发电；技术保障

中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

作为一种新的发电系统，光伏发电系统在进行安装过程中，有着更高的施工标准，采取先进的施工工艺，严格施工标准，保障安装质量是增强安装施工企业竞争力的重要途径。

二、我国光伏发电的发展

光伏发电技术在我国应用的近几十年中，太阳能发电走过了从空间应用、地面小规模应用到现在的地面较大规模利用时代，从2002～2011年，特别是2002年基本解决了全国近800个无电乡的乡政府用电问题。规模如此之大，在国际上也是空前的。在接下来的2——3年内，我国解决了 11592个自然村和16889个行政村的用电问题。由于所有的这些村庄都处于偏远地区，十分分散，只能建造独立的太阳能发电系统。

到2020年前，随着成本将不断下降，政府扶持政策的不断推出，我国太阳能光伏发电产业将会得到不断的完善和发展，2005——2010年，我国的太阳能电池主要用于独立光伏发电系统，在2010年以后，随着太阳能光伏电池成本的大幅下降，发电成本也随着降低，2011年，发电成本降至1.0元每千瓦时，而2010——2020太阳能光伏发电将会由独立光伏发电系统转向并网发电系统，发电成本将降到0.6元每千瓦时。 2020年，我国太阳能光伏产业的技术水平有望达到世界先进行列。

三、光伏发电的优缺点

光伏发电的优点主要有以下六点：

1、无污染：零排放，没有任何物质及声、光、电、磁、机械噪音等“排放”。

2、可再生：资源无限，可直接输出高质量电能，可满足可持续发展的要求。

3、资源的普遍性：基本上不受地域限制，只是地区之间是否丰富之分。

4、分布式电力系统：将提高整个能源系统的安全性和可靠性，特别是从抗御自然灾害和战备的角度看，它更具有明显的意义。

5、资源、发电、用电同一地域：可望大幅度节省远程输变电设备的投资费用。

6、灵活、简单化：发电系统可按需要以模块化集成，容量可大可小，扩容方便。保持系统运转仅需要很少的维护，系统为组件，安装快速化，没有磨损、损坏的活动部件。

目前光伏发电也存在一些难以攻克的缺点，主要有以下两个方面：

（一）光电转化率很低。

（二）光伏发电成本太高，在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但其成本仍居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。

四、光伏发电系统的设计

光伏发电系统可分为光伏独立发电系统和光伏并网发电系统。

1、光伏独立发电系统

独立型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。

2、光伏并网发电系统

光伏并网发电系统主要是由太阳能电池组和直/交流逆变器组成。既能够将由太阳能所转换成的电能在逆变器作用下变为交流负载供用户直接使用，又能够将所产生的电传输到交流电网上。

光伏并网发电作为现在发展最迅速的高技术太阳能光伏发电应用方式之一，与独立的光伏发电系统相比，光伏并网发电是太阳能发电今后的发展趋势。并网发电系统的优势主要有以下优势。

（一）并网方式灵活，分布式和集中型并网相结合，既可就地消耗发电，将多余电力并入电网取得收益，又可将所发电直接并入电网卖电取得收益。

（二）对光伏电池能够更快、更精确的进行追踪，最大限度的将电能输入到电网，来对功率损耗进行降低。

（三）中间环节的简化，能够减少在蓄电池充放电中所损耗的电能，对中间环节所造成的维护和运行成本进行了降低，同时也降低了回收废旧电池过程中所造成的环境污染问题。

3、光伏发电系统的分析

光伏发电并网系统比独立光伏发电系统不同的是，在满足供给的同时，还能够将剩余的电力给电网反馈回去，这样就保证了在夜晚和天气不佳，不能进行太阳能光伏发电的时候，能够通过从电网取电，来确保正常的用电。在省去储存装置的情况下，还能够较低成本。

为能够在大型城市进行太阳能光伏发电，能够采取太阳能光伏发电与建筑相结合的形式，在建筑物的屋顶和能够得到阳光充分照射的外立面以光伏发电的装置来代替建筑物护的涂料、瓷砖。在满足建筑物需要的同时，还能够进行发电，达到了既美观又实用的作用。

五、工程概况

光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的“光伏效应”将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。某国际商贸城三期太阳能发电系统采取并网发电的运行方式，预计建成后的总容量为1.295兆瓦，太阳电池方阵的总安装面积约为14，300平方米。该系统每个屋顶安装区域对应独立的并网点(单一系统的故障不会对其他子系统造成影响，以提高整体的运行高效性和稳定性)，视为八个子系统。其中位于建筑屋顶最北端的两个子系统容量相同(即1、5区域)，其余六个子系统容量相同(即2、3、4、6、7、8区域)。1、5子系统各安装185WP光伏组件800块，布置方式为东西向每排25块光伏组件，南北向共32排。串并联方式为每排的25块串联成一条光伏支路，每16条光伏支路汇入一台直流汇线箱。在外部环境具备发电要求的情况下，每个子系统光伏阵列经过两台直流汇线箱汇入交直流控制柜直流输入端，然后介入逆变器直流输入端。直流电能经逆变器转化为与电网同步并满足电能质量标准要求的交流电后，经交直流配电柜的交流输出端并入电网，与电网并联运行，共同为建筑负载供电。

六、施工全过程保障分析

1、前期准备阶段

（一）确立并网方案

结合招标文件要求，确立并网方案。某国际商贸城兆瓦级光伏发电系统在采用直接并网方案的同时，还需具有逆功率保护功能，即不允许多余电能馈入电网，太阳能系统产生的电能必须在指定范围内完全消耗。

（二）合理安装设计

本工程选择具有极其丰富光伏系统设计经验的各专业设计师负责设计工作。从设计方案到施工图每个阶段都必须经过集体评审通过，并由相关责任人、技术总监把关签名确认。设计过程中要精确计算各设备性能之间的配置，确保其系统运行性能达到最佳状态。

2、安装施工阶段

（一）规范施工过程

严格按国家相关规范和设计文件、设计图纸施工。加强现场质量自检工作，强化第一线质量检查制度，分项工程安装完毕进入下一道工序前，实行自查互查和管理层验收制度，查验合格办理签证后方可进行下道工序施工。

（二）完善施工细节

如为本系统可靠运行而设的防雷保护系统，施工时必须严格每一个细节，像在光伏阵列安装避雷针阵，并与钢结构避雷带良好连接；将设备外壳良好接地，外露电缆线槽良好接地}另外还有直流侧和交流侧均设置多极防雷保护装置，系统所有出入口处均设有防雷装置等。

3、检验复核阶段

（一）适时监测到位

建立完备的监测系统，包括气象数据与系统运行数据的采集，环境数据主要有辐照、环境温度和组件温度数据，还可根据情况增加风速、风向、直射、散射等其他气象信息。系统将采集到的数据反馈至电力监控室，并进行分类归档统计。适时监测不仅保证了系统运行的可溯性，也为系统分析和优化提供基础信息，有助于技术完善。

（二）技术复核验收

对已施工完成的各项安装工序，都必须进行复核检查，防止错漏。凡分项工程的施工结果被后道施工所覆盖，均应进行隐蔽工程验收。隐蔽验收结果必须填写《隐蔽工程验收记录》，作为档案资料保存。

六、结束语

在进行光伏发电系统安装过程中，要严格施工标注，规范施工，同时要注意施工的安全性，如此，才能够让光伏发电这项新技术更好的服务于社会主义建设。

参考文献

[1]张成林，谢红灿，基于工作项目的“电力系统继电保护自动装置及测试”课程研究，电力职业技术学刊，2010，(04)：28-31