150KW 屋顶太阳能技术方案

【前言】150KW 屋顶太阳能技术方案由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。二、示范项目及新能源 根据国家“十二五”关于大力发展建设资源节约型、环境友好型绿色社会以及加强资源节约和管理、大力发展循环经济、加大环境保护力度，做好区域降级建设与发展的同时保护好环境。更好地将建筑与新能源、建筑与高新技术相结合，突出“新能源、新型...

摘 要：本文主要针对当地太阳能资源进行说明，以及相关建筑情况，提出的合理技术方案。

关键词：资源；示范项目；技术方案

一、工程概况

1、建筑类型、面积和用途

西宁某写字楼总建筑面积约2000平方米，部分为彩钢瓦屋面，部分为混凝土屋面。在设计建造过程中应满足组件（单块组件净重为19.5kg）、风载、雪载承载及施工及维护等要求。设计过程中以混凝土屋面为主彩钢瓦为辅。预计装机容量150kw。

二、示范项目及新能源

根据国家“十二五”关于大力发展建设资源节约型、环境友好型绿色社会以及加强资源节约和管理、大力发展循环经济、加大环境保护力度，做好区域降级建设与发展的同时保护好环境。更好地将建筑与新能源、建筑与高新技术相结合，突出“新能源、新型工业化” 的理念，努力创造集绿色、环保、节能型为一体的产业集聚区的整体形象，根据建筑屋顶实际情况，在该写字楼安装150KW光伏发电站，峰值发电量达到了166758KWh/年。使其成为集节能、环保与高科技为一体的、充满现代气息的绿色现代化印刷包装城，具体形象地展现了太阳能资源的利用，以及“可持续发展”的教育示范作用。

三、技术方案

太阳能发电系统由太阳能电池方阵、光伏汇流箱、并网逆变器等组成。系统的基本工作原理如下：在阳光充足的时候，由太阳能电池板发出电能，通过逆变器实现最大功率跟踪及输出三相四线380V，供应日常电力需求。

1、建筑围护结构体系

在屋顶上用铝合金锁扣或配种块将光伏组件支架固定在屋顶上，电池组件铺设在支架上与支架紧密连接。组件排布在屋顶上经过固定后，具备一定的抗风能力，组件与屋顶可结合成一体，无需增加额外的围护结构。

2、光电系统技术设计

（1）设计依据及说明

（2）支架设计

光伏组件支撑系统包含光伏阵列钢结构支撑框架和光伏组件安装构件，其安全可靠性取决于钢结构支撑框架、组件钢支架以及光伏组件自身的受力性能、抗震性能和耐久性。

本项目光伏组件支撑系统特性能够保障系统的安全可靠：

（3）光伏建筑设计

（4）光伏阵列的安装、维护和更换的保障措施分析

本项目光伏组件用27度角左右的框架，通过屋面锁扣进行有效连接。为了满足光伏阵列的维护和光伏组件的更换，在适当的位置预留检修及维护通道。

（5）并网系统设计

本项目采用太阳能光伏建筑一体化设计，将630块多晶硅的光伏组件集成在屋顶，装机容量约150KWp。本项目采用400V并网技术，光伏阵列产生的电力经并网逆变器接入用户。

并网型光伏系统由光伏阵列、汇流箱（含直流防雷器）、直流柜（含浪涌防雷器）、并网逆变控制器、交流柜（交流防雷器）、防逆流柜和发电计量监测系统以及安装附件等构成。各部分作用如下：

光伏阵列：光伏阵列是由若干太阳能电池组件，按一定的串并联关系组成的太阳能转化系统。光伏阵列是光伏系统的能源生产单元，也是光伏系统投资最大的部分。

光伏汇流箱：光伏汇流箱是把18块每组太阳能组件方阵，按序并联进行集中汇流和系统防雷。汇流箱集中输出一个较高的直流电压，它是光伏系统中必不可少的组成部分。

直流柜：直流柜是将各路汇流箱输出的直流电压进行稳压，同时对各汇流箱的工作状态进行查询、管理。

逆变控制器：逆变器是将直流电转化为交流电的设备，通常和控制器集成在一起，兼顾逆变和控制功能。并网逆变控制器是光伏系统的能源控制单元，主要作用在于通过最大功率点跟踪（MPPT）及逆变功能将直流电转变为满足一定要求的交流电，一般包含并网孤岛保护、过压保护、自动侦测电网信号等功能。

交流柜：交流柜是对逆变器和用户负载的保护系统，同时具有发电计量检测功能，通常设有交流防雷和接地保护装置。

防逆流柜：防逆流柜主要是防止电网的电流，流进太阳能发电系统。（本方案交流柜和防逆流柜集成在接入柜一个柜子中）

逆变控制器

采用三相并网逆变器，三相输出电压的最大不平衡度不超过4%；输出电压总谐波畸变率小于5%；输出电流总谐波畸变率小于5%；输出频率偏差值小于50±0.2Hz；运行时不应造成电网电压波形过度的畸变和导致注入电网过度的谐波电流。

并网逆变器满足CNCA/CTS0004：2009认证技术规范要求，通过国家批准认证机构的认证。

逆变器采用最大功率跟踪技术，、最大效率达到96%以上。

逆变器自带显示单元，显示太阳能电池方阵电压、电流，逆变器输出电压、电流、功率、累积发电量、运行状态、异常报警等电气状态，同时具备标准通信接口可通信协议，可实现远程监控。

3、系统能效预测

光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括组件匹配损失、组件质量误差损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响、最大功率点跟踪（MPPT）精度与跟踪速度、以及直流线路损失等。

并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成。

（1）光伏阵列效率η1：光伏阵列在1KW/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、及直流线路损失等，取效率85%计算。

逆变器转换效率η2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率95%计算。

交流并网效率η3：从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中主要是升压变压器的效率，取变压器效率95%计算。

系统总效率为：η总=η1×η2×η3=85%×95%×95%=77%

四、节能量计算

提高可再生能源利用率，尤其发展太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。太阳能光伏发电不产生传统火力发电带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染，系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。加上取之不尽、用之不竭及安全性突出等显著优势，太阳能光伏发电在太阳能产业的发展中占有重要地位。

光伏系统利用太阳能进行发电。光伏发电过程不消耗任何化石能源，也不排放任何废气，是非常理想的绿色能源。光伏发电系统的应用，可以有效减少常规能源的消耗，并且可以有效减少温室气体及其它有害气体的排放，因此具有非常重要的环保意义。

参考文献

GB/Z19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定；

GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求

作者简介：张晓林（1975-），大学本科，工程师，现工作单位：国电格尔木光伏发电有限公司。现主要负责新能源工程管理。