光伏光伏发电发电系系统统的安装于的安装于选择选择1. 1.光伏光伏发电发电系系统统运行方式的运行方式的选择选择太阳能光伏发电系统可分为独立运行和并网运行两种运行方式。 独立运行光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置， 主要用于无电网的边远地区。由 于必须有蓄电池储能装置， 所以整个系统的造价很高。在有公用电网的地区， 一般采用并 网运行光伏发电系统。并网运行光伏发电系统的优点是可以省去蓄电池。蓄电池在存储和释放电能的过程中， 伴随着能量的损失， 且使用寿命通常仅为5 8 年， 报废后还将对环 境造成污染。省去蓄电池后， 光伏发电系统不仅可大幅度降低造价， 还具有更高的发电效 率和更好的环保性能， 且维护简单、方便2.2.光伏光伏发电发电系系统统太阳能太阳能电电池池组组件的配置方案件的配置方案2.2. 1 1 太阳能太阳能电电池方池方阵阵布置方式的确定。布置方式的确定。由于太阳光照射到地面的角度每时每刻都在变化， 而太阳能电池只有在日光直射的时 候发电效率最高， 所以太阳能电池方阵布置有两种方式： 一是安装 向日跟踪系统， 二是根据计算确定最佳倾角安装太阳能电池方阵。前者可以提高太阳能电 池发电效率，但是大大提高了系统的成本； 后者虽然效率较前者低， 但系统的建设成本也 较低。下面对这两种方案进行分析。2.1.2.1. 1.11.1 方案一：方案一： 安装向日跟踪系安装向日跟踪系统统光伏发电系统向日跟踪系统分为地平坐标系跟踪系统和赤道坐标系跟踪系统2 ：a . 地平坐标系跟踪系统。以地平面为参考系，跟踪两个参数： 太阳高度（指某地太阳光 线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角） 和太阳方位角（太阳所在的方位， 指太阳光线 在地平面上的投影与当地子午线的夹角）。地平坐标系跟踪系统分为方位角跟踪和全跟踪。b . 赤道坐标系跟踪系统。以赤道平面为参考系， 跟踪两个参数： 太阳赤纬角（太阳射 线与赤道平面的夹角） 和太阳时角（地球自转的角度， 上午为正， 中午为零， 下午为负）。 赤道坐标系跟踪系统分和单轴纬度跟踪。2.1.1.2.1.1. 2 2 方案二：方案二： 根据计算确定最佳倾角安装太阳能电池方阵3 太阳能辐射累计偏差 表示全年辐射的均匀性， 越小， 辐射均匀性越好。其数学表 达式为：从上式中可以看到， 理想情况是选择某个倾角使得 为最大值 为最小值 。但实际 情况是二者所对应的倾角有一定的偏差， 所以应在这二者之间优选。斜面辐射系数 K表示斜面上太阳辐射的综合特性， 其数学表达式为：由式（2） 可知， 对于同一地点， K 值由HT和确定， 又由于HT和 都与太阳能电池 板安装倾角有关， 所以当K 取得最大值时应有：求解上式， 即可得该地区太阳能电池板最佳安装倾角。2 2 2 2 太阳能太阳能电电池池组组件的件的选择选择与布置与布置目前， 高效晶体硅太阳能电池的光电转换效率已达21 以上， 大批量生产产的的单晶硅 太阳能电池的光电转换效率也已达到14 以上。2 2 2 2 1 1 太阳能太阳能电电池方池方阵间阵间距距计计算算2 2 太阳能电池方阵安装时的最小间距D 一般计算原 则： 冬至日上午9： 00 至下午3： 00 太阳能电池不应被前排遮挡。计算可得最小间距D = 0. 6 m， 计算过程略。2 2 2 2 2 2 太阳能太阳能电电池方池方阵阵有效面有效面积计积计算算太阳能电池方阵的有效面积计算公式为： 有效面积= 设置容量/ （标准日照强度 电 池效率） 。该光伏发电系统的设置容量为20 kW， 故有效面积为：2 2 2 2 3 3 发电发电量量计计算算光伏发电系统发电量计算公式为： 系统发电量=设置容量 日照时间 综合系数。其中，日照时间是指平均日峰值日照小时数，综合系数是指由于温度变化、电池透光度降低、电线损耗、逆变器效率等因素造成的损耗系数， 一般取0. 65 0. 8。2 2 2 2 4 4 太阳能太阳能电电池方池方阵设阵设置置单串太阳能电池的个数= 逆变器输入电压/ 电池组件工作电压 单串功率= 电池板功率 个数， 则单串功率： 太阳能电池方阵并联电池总串数= 设置容量/ 单串功率， 选择最佳方阵2 2 3 3 并网逆并网逆变变器的器的选择选择并网逆变器是并网运行光伏发电系统的重要电气设备， 其主要功能是把太阳能电池方 阵输出的直流电转换成与公用电网相同电压和频率的交流电， 同时还具有异常或故障时的 保护功能。根据系统的直流电压确定逆变器的直流输入， 根据负载的类型确定逆变器的功 率和相数， 根据负载的冲击性确定逆变器的功率余量， 并保证系统的耐冲击性和可靠性。2 2 4 4 防雷防雷设计设计太阳能光伏发电系统的雷电浪涌入侵途径， 除了太阳能电池方阵外， 还有配电线路、 接地线等。一般需要采取以下防护措施：a . 在每路直流输入主回路内装设浪涌保护装置。 b . 在并网接入控制柜中安装避雷器， 以防护沿连接电缆侵入的雷电波。2 2 5 5 电缆选择电缆选择组件之间的连接电缆和组件与逆变器之间的连接电缆都在户外使用， 直接暴露在阳光下， 因此，系统直流部分选用耐氧化、耐高温、耐紫外线的DCEYHR 系列电缆， 以保证系 统正常运行。2 2 6 6 支架支架设计设计在设计太阳能电池阵列用的支架时， 为了使支架能承受各种负荷， 需要考虑支架的材 料， 并通过计算确定其强度。在计算支架强度时需要考虑支架前面与后面所承受的风压及 其引起的材料弯曲强度和弯曲量， 支撑臂的拉伸强度， 安装螺栓的强度等。 沿海， 夏季台风较多。支架的抗风压及抗腐蚀需要采取以下措施：a . 所有支架采用国标型钢， 增加钢支架与地面结构的连接点， 将受力点均匀分布于各连 接点上。按抗12 级台风要求进行力学计算， 各连接点选用特制型钢和不锈钢螺栓连接。 b . 所有支架热镀锌， 局部外裸部分喷涂氟碳涂料防腐。2 2 7 7 数据采集系数据采集系统设计统设计由于太阳能光伏发电系统中， 太阳能电池等主要部件工作寿命有限， 且其性能受不同 地理环境、气候条件影响较大， 性能逐步衰变， 给光伏发电系统的设计、使用和维护带来 一定困难。故光伏发电系统一般需要装配数据采集系统， 其功能是采集、记录、显示系统所 在地的太阳辐射、环境温度和系统运行数据。数据采集系统一般只在大型光伏电站和无人值 守的通信台站配备。