太阳能光伏施工工法

目录第一章概述............................................21.1研究背景、目的意义...............................21.2太阳能发电特点..................................31.3试用范围........................................3第二章太阳能光伏发电工艺原理............................42.1工艺原理.........................................42.2太阳能光伏组件.................................52.3汇流箱..........................................82.4直流配电柜....................................102.5并网逆变器......................................11第三章施工过程.......................................143.1主要技术措施......................................143.2注意事项........................................17第四章结语...........................................181光伏安装施工工法摘要：新能源产业是中国确定的七大战略性新兴产业之一，以风电、太阳能为代表的新能源产业因具有科技含量高、市场潜力大、增长速度快、产业带动强的特点而被列为发展重点。这对我国调整能源结构、加快转变能源增长方式、有效应对全球气候变化具有十分重要的战略意义。Abstract：ThenewenergyindustryisoneofChinaidentifiedsevenstrategicemergingindustries,windpower,solarenergy,representedbythenewenergyindustrydevelopmentareclassifiedashigh-tech,largemarketpotential,fastgrowth,drivenbystrongindustryfocus.AdjusttheenergystructureinChina,toacceleratethetransformationofenergygrowth,andeffectiveresponsetoglobalclimatechangehasimportantstrategicsignificance.2第一章概述1.1研究背景、目的意义太阳能技术发展日趋成熟，并网型光伏发电的电价已快速接近商业用电的电价水平，加之政策引导，整个太阳能光伏产业正以日新月异的速度发展。2006年我国太阳能电池仅占世界总产量的6%左右，但自2007年起我国已连续4年太阳能电池组件产量居世界首位。太阳光光伏发电是太阳光伏电池组件安装在特定的支架上组成光伏电池方阵，利用光伏并网发电技术提供电能的一种方式。我国太阳能资源极其丰富，年日照时间在2500h的地区占国土面积的2/3以上，陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837kJ／cm2·a，平均值为586kJ／cm2·a。而XX光伏发电项目位于XX省XX市XX县境内，该县位居甘肃省腹地北部，腾格里沙漠南缘，境内海拔在1274至3321米之间，属典型的温带大陆型气候。特殊的地理位置和气象特征，造就了区内丰富的风力资源。根据气象史料显示和近几年的测风数据分析，景泰县年平均风速为每秒2.9米，风资源理论储量约为200万千瓦，风向以西风及北风为主。其中，喜泉一带受寿鹿山、米家山狭管效应影响，风速较大，是风能资源相对富集地区之一。而且，兴泉、沙塘子、上沙沃、红山等地风电开发条件也较为优越。大自然也为这地方带来了丰富的太阳能，该地区光照充足，适合安装太阳能光伏发电组件。该县光热资源丰富，年日照时数为2713h，日照百分率62%，太阳年平均辐射量为147.8kJ／cm2·a，无霜期141天；年均降水量185mm，多集中在七、八、九三个月；年均蒸发量3038mm，是降水量的16倍。是我国除青藏高原外光热资源最丰富的地区之一，太阳能开发潜力巨大。利用太阳能发电是一种清洁、环保能源，它简单可行，安全可靠，具有可持续永久性、无需消耗燃料及机械转动部件，因此受到世界各国的欢迎，太阳能3电力系统以其供电稳定可靠、安装方便，已得到越来越广泛的应用，逐步成为常规电力的一种补充和替代。在国际光伏市场蓬勃发展的拉动和国家政策的引导激励下，近年来我国光伏产业发展迅猛，光伏技术得到了大幅度提高，逐渐克服了发电成本高的障碍，在建筑工程中得到了推广和应用，并作为太阳能—建筑一体化的重要内容，在节能工程中取得了显著效益。1.2太阳能发电特点①发电原材料采用太阳能是一种清洁、环保能源，而且取之不尽用之不竭，是丰富永久性天然能源。②太阳光电转化安全可靠，并直接通过并网逆变器，把电能送上电网，由于不需要蓄电池，无需机械部件与传动系统，可节省设备投入费用。③太阳光电不用单独建设厂房、车间。④系统采用太阳能电池组件，使用寿命长至少达到25年，衰减小，具备良好的耐候性，防风、防雹。能有效抵御湿气和盐雾腐蚀，无毒无害。⑤太阳光能转换为电能，转换效率高，不产生垃圾及废弃物，有利于环境保护，减少常年维修与处理费用。⑥太阳光电安装简单方便，无噪音，无污染，建设周期短，自动调控，无需人员值守，也无需线路；架设，减少常年运行费用。⑦享受财政补贴及相应优惠政策。对于不同的地区补贴，各省市亦有政策支持。1.3试用范围适用于大型光伏发电场太阳能发电装置基础施工及设备安装。4第二章太阳能光伏发电工艺原理2.1工艺原理把能将太阳光转换为电能的未用电池组件，安装在固定支架上，通过逆变器等设施把转换成的电能传输至用电器终端或并网传入供电线路。其原理如图所示：图1太阳能光伏方阵发电工艺原理电池阵列接受光照产生直流电流，电流输出到汇流箱并联阔流，然后由多个汇流箱输出到逆变器，最终逆变器把直流电转换为交流电后输送到电网或经过升压后进行并网。利用光伏电池板为发电部件，将太阳辐射能源转换成电能。太阳能组件在太阳光照下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光电效应”。在光电效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势E电池吸收光能，将光能转换成电能。控制器再对所发的电能进行调节和控制，一方面，把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面，把多余的能量送往蓄电池储存，同时控制蓄电池充满后不被过充。当所发的电能不能满足负载时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池所储存的电能接近放5完时，为保护蓄电池，控制器控制蓄电池不被过放电。逆变器负责将直流电转换成交流电，供交流负载使用。2.2太阳能光伏组件太阳电池具有质量轻、使用安全、不污染环境、工作时不产生热量等优点，是一种电压稳定性良好的纯直流电源。光伏电池是将太阳光辐射能量直接转换成电能的器件。单个硅晶体光伏电池能得到的最大电压约为0.6V，最大电流约为30mA/cm2。因此光伏电池很少单个使用，为获得所期望的电压或电流，将其串联或并联组合，然后密封在透明外壳中构成太阳能组件。外壳通常用强化玻璃和透明的耐水性树脂构成，是光伏发电系统中电池方阵的基本单元。为了达到较高转换效率，光伏组件中的单体电池须具有相似的特性。在实际使用过程中，可能出现电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏等情况，导致一个或一组电池的特性与整体不谐调。失谐电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其他电池产生的能量，导致局部过热。这种现象称为热斑效应。热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。当组件被短路时，内部功率消耗最大，热斑效应也最严重。当某部分电池板被遮挡而不工作时，会造成此支路电流小于其他支路，而当电压差大于某一值时，会产生倒流现象，致使光伏电池二极管反向击穿而损坏，从而破坏整个电池组件。其原理如图2所示。图2热斑效应原理6为了避免热斑效应，主要方法是在组件上加装旁路二极管，以增加方阵的可靠性。通常情况下，旁路二极管处于反偏压，不影响组件正常工作。当一个电池被遮挡时，其他电池促其反偏成为大电阻，此时二极管导通，总电池中超过被遮电池光生电流的部分被二极管分流，从而避免被遮电池过热损坏。旁路二极管的作用在于当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其他电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。光伏组件中一般不会给每个电池配一个旁路二极管，而是若干个电池为一组配一个。此时被遮挡电池只影响其所在电池组的发电能力。本工程光伏组件采用的是天合光伏组件，在安装时需要注意一些措施：（1）多个组件组成的一个阵列可以造成致命的电击和/或烧伤危险。只有经授权的和训练有素的人员才可接触组件。（2）不要站立或踩踏组件。（3）不要损坏或划伤组件的前后表面（4）勿用玻璃破碎或背板撕裂的组件。破碎的组件不能被修复，接触组件表面或边框的任何区域都可以导致触。(5)使用正确的绝缘工具和适当的防护设备来减少电击危险。(6)不要拆卸组件或去处组件的任何部分。(7)防止污物堵塞插头，不要使用被污染的插头进行接插连接。(8)请勿在组件潮湿或在大风天气时安装或处理组件。(9)请勿将单个SPV组件的正负极短路连接。(10)请勿在带有负载时断开连接。(11)确保连接器的绝缘体间没有间隙，间隙会导致火灾的危险和/或触电的危险。(12)考虑余下组件或组件串，确保每个组件及组件串的极性没有接反(13)组件上不应照射人为聚集的太阳光(14)最大系统电压请勿超过1000VDC.(15)在正常情况下，相比标准测试条件下的报告，太阳能光伏组件可能产生更多的电流和/或电压。因此，在测算组件额定电压，额定电流，熔断器规格和最7大串联数量时，组件标称的短路电流Isc和开路电压Voc应乘以一个1.25的系数（NEC要求乘以一个额外的系数1.25，一共乘以1.56）。串联的天合光能SPV组件应在相同的方向和角度安装。不同的方向或角度,因组件上接收太阳辐照量的不同可能导致输出功率的损失。组件最优化的倾斜角度基本上与安装地点的纬度相同。本工程位于景泰县境内纬度为：36.43′～38°之间。图3组件角度说明图4本工程固定支架安装图8设备材料为1套20块组件（单块尺寸为1650*992*45mm,重量为19.5KG）支架单位安装所需。支架安装结束后，需保证每个单元支架斜面的倾斜角度一致，倾斜角度为38°，组件分为上下两排安装，每10块组件，相邻组件东西相间距20mm,南北向间距20mm。组件安装完毕后，须保证每排组件上下左右边在同一条直线上。太阳能电池阵列的发电量计算：太阳能光伏发电系统设计功率计算方法：为了使太阳能发电系统能为负荷提供足够的电源，要根据用电器的功率，合理选择部件，由弱电设备功率表算出弱电设备功率约1800W，考虑开关电源效率及损耗，总负载为2100W。本工程负载电压为220V，功率为2100W，每天工作24h，最长连续阴雨天为1.4d，两个最长连续阴雨天之间的最短间隔天数为2d，选用太阳能电池采用组件标准功率为245W，工作电压30.2V，工作电流8.12A，蓄电池采用铅酸免维护蓄电池，浮充电压为2V。其水平面的年平均日辐射量为147.8（KJ/m2·a），可计算出太阳能电池方阵功率及蓄电池容量。经计算该工程需太阳能电池方阵功率为9450W，蓄电池容量为500Ah。系统一共配置太阳能电池板54块，设计26个太阳能方阵。2.3汇流箱智能型光伏汇流箱用