浅析屋面太阳能发电系统

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太阳能光伏发电系统原理与应用技术

太阳能光伏发电系统原理与应用技术

太阳能光伏发电系统原理与应用技术一、引言在当今社会,能源问题日益成为人们关注的焦点。

传统的化石能源日益枯竭,同时也给地球环境带来了严重的污染。

寻找一种清洁、可再生的能源就成为了当务之急。

太阳能作为一种非常丰富的可再生能源,其应用前景广阔。

太阳能光伏发电系统作为太阳能利用的一种主要方式,在能源领域也备受关注。

本文将就太阳能光伏发电系统的原理与应用技术展开探讨。

二、太阳能光伏发电系统原理1. 太阳能光伏发电系统的基本构成太阳能光伏发电系统主要包括太阳能电池板、光伏逆变器、储能设备和配电系统等组成部分。

其中,太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心部件,其作用是将太阳能转换为直流电能;光伏逆变器则是将直流电能转换为交流电能供电使用;而储能设备则可以将多余的电能储存起来,以应对没有太阳能供应的时候。

2. 太阳能电池板的工作原理太阳能电池板利用光能来产生电能,其主要工作原理是光生电效应。

当太阳光照射到太阳能电池板上时,光子会被太阳能电池板的半导体材料吸收,并激发出电子和空穴对。

这些电子和空穴对在电场的作用下,分别向两端移动,形成电流,从而产生了电能。

三、太阳能光伏发电系统应用技术1. 多晶硅和单晶硅太阳能电池随着技术的不断发展,太阳能电池的制备工艺也得到了极大的改进。

目前市场上主要的太阳能电池为多晶硅和单晶硅太阳能电池。

多晶硅太阳能电池通过将多晶硅棒切割成薄片来实现,而单晶硅太阳能电池则是利用单晶硅棒来生产。

这两种太阳能电池在光伏发电系统中应用广泛,且具有较高的转换效率和稳定性。

2. 太阳能光伏发电系统的并网技术随着太阳能光伏发电技术的不断发展,其并网技术也愈加成熟。

并网技术是指太阳能光伏发电系统将发电效果集中于电网内,以供应城市和居民的用电需求。

通过并网技术,太阳能光伏发电系统可以将多余的电能输送到电网中,从而实现供需平衡和能源优化利用。

3. 太阳能光伏发电系统的智能化管理随着物联网和大数据技术的发展,太阳能光伏发电系统的智能化管理也成为了发展趋势。

屋顶光伏发电可行性研究报告

屋顶光伏发电可行性研究报告

屋顶光伏发电可行性研究报告一、引言随着全球对清洁能源的需求不断增长,太阳能光伏发电作为一种可再生、清洁的能源形式,受到了越来越广泛的关注。

屋顶光伏发电系统因其不占用额外土地资源、安装灵活等优点,成为了分布式光伏发电的重要应用场景之一。

本报告将对屋顶光伏发电的可行性进行详细研究,为相关决策提供参考依据。

二、项目背景(一)能源需求与环境压力随着经济的发展和人口的增长,能源需求持续攀升。

传统的化石能源不仅面临着资源枯竭的危机,其使用过程中产生的大量温室气体和污染物也给环境带来了沉重的压力。

因此,开发和利用可再生能源已成为当务之急。

(二)光伏发电技术的发展近年来,光伏发电技术不断进步,效率逐步提高,成本持续下降。

这使得光伏发电在能源市场中的竞争力不断增强,为大规模推广应用奠定了基础。

三、屋顶光伏发电系统概述(一)系统组成屋顶光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、支架、电缆、配电箱等组成。

光伏组件将太阳能转化为直流电,逆变器将直流电转换为交流电,以供家庭或企业使用。

(二)工作原理当阳光照射到光伏组件上时,光子激发半导体材料中的电子,产生直流电。

直流电通过逆变器转换为交流电后,接入电网或直接供用户使用。

四、屋顶光伏发电的优势(一)节能减排光伏发电过程中不产生二氧化碳、二氧化硫等污染物,有助于减少温室气体排放,改善环境质量。

(二)节省电费安装屋顶光伏发电系统后,用户可以自用发电,减少对电网的依赖,从而降低电费支出。

(三)增加房屋价值拥有光伏发电系统的房屋在市场上往往更具吸引力,能够提升房屋的价值。

(四)可靠性高光伏发电系统寿命长,维护成本低,运行稳定可靠。

五、技术可行性分析(一)屋顶条件评估需要对屋顶的面积、朝向、承重能力、遮挡情况等进行详细评估,以确定是否适合安装光伏发电系统。

一般来说,屋顶面积越大、朝向正南、无遮挡的屋顶更有利于光伏发电。

(二)光伏发电效率目前市场上主流的光伏组件效率在 18% 22%之间,随着技术的不断进步,效率还有进一步提升的空间。

粮仓屋顶光伏发电系统设计分析

粮仓屋顶光伏发电系统设计分析

粮仓屋顶光伏发电系统设计分析摘要:近年来,随着粮食仓储管理工作的大规模开展,对于粮食仓储安全及质量的要求也在不断攀升,为了满足这种高要求,各地粮库及粮食管理部门就要通过低温储粮的方式来对仓储粮食进行有效管理。

而粮仓属于独立建筑,内部环境要想达到低温储粮的条件,就需要运用到各种改善内部环境的设施设备,由于这些设备在运行过程中会产生大量的用电损耗,所以,要想改善现状,就要积极运用粮仓屋顶光伏发电系统来解决粮食仓储中存在的电能损耗问题。

本文结合实际案例,对粮仓屋顶光伏发电系统的设计要点以及应用成果等进行着重分析,以便为该系统的进一步推广和应用提供可靠的参考依据。

关键词:粮仓屋顶;光伏发电系统;设计要点;研究分析前言某粮库建设的粮仓南北长度为66m、东西宽度为24m、高11m、拱形屋顶面积为1584 m2。

为了全面保障仓储粮食的安全,决定在粮仓屋顶安装光伏发电系统,来实现节能减排的低温储粮目标,而从系统工作原理及功能作用来看,该粮库采用的粮仓光伏发电系统,主要是在高温季节,用来驱动粮仓机械制冷空调机组运行,同时还要保证在其他季节,系统所产生的电量能满足粮仓其他设施及其当地城市用电需求。

1.粮仓光伏系统太阳能电池组件设计分析1.1合理选择太阳能电池组件在这一环节中,相关设计人员应根据粮仓光伏系统的规模、外形以及用途等,对太阳能电池组件进行合理选择,目前,市面上出售的太阳能电池组件种类繁多,经过综合对比分析后,该粮库决定采用高效晶体硅太阳能电池组件,因为该电池组件具有较强的光电转换效率,尤其大批量生产的单晶硅光伏电池组件,其光电转换效率可达到14%以上。

1.2科学布置太阳能电池组件首先,应按照粮仓屋顶面积对太阳能电池组件的直流输入功率进行准确计算,即(屋顶面积)1584m2/1.28(系统框架面积)×180w(系统峰值功率)=222 kW;其次,要根据计算的直流功率对并网逆变器进行有效选择,经过综合考虑,觉得采用成本相对较低,且发电率高的小型逆变器,这样既有利于满足光伏发电系统的运行需求,同时也能便于系统日后维修管理;第三,还要按照公式(1),对逆变器的最高输出电压、组件串联最大功率点电压等进行确定,经过相关理论和实践的验证,前者电压为530.5v、后者电压为442.5v。

屋面分布式太阳能光伏发电系统设计

屋面分布式太阳能光伏发电系统设计

屋面分布式太阳能光伏发电系统设计屋面分布式太阳能发电系统一般为采用并网发电系统,只要利用太阳能电池方阵在光照的条件下产生直流电,接入到逆变器转换成交流电,通过交流汇流箱与并网柜,接入到公网电网,实现并网发电。

随着国家对清洁能源的大力扶持,及对环保的要求越来越严格,清洁能源得到的全面的快速发展。

在清洁能源中,太阳能、风能、潮汐能、水能、地热能等能源中,太阳能是一种较成熟,也比较容易利用及大面积发展的清洁能源。

太阳能发电系统一般可设置在地面、水面、建筑屋面。

本次以屋面分布式太阳能系统设计进行分析。

一、并网系统基本原理太阳能光伏发电系统可以分为两类。

一类是并网发电系统,即和公用电网通过标准接口相连接,像一个小型的发电厂;另一类是独立式发电系统,即在自己的闭路系统内部形成电路。

屋面太阳能光伏发电系统一般为并网发电系统。

屋面分布式太阳能发电系统主要由太阳能电池组件、逆变器、交流汇流箱、交流并网柜和通讯监控系统等部分组成。

其工作原理是太阳能电池方阵在光照的条件下产生直流电,通过逆变器转换成交流电输出汇流到交流汇流箱,再通过并网柜与外网进行连接,各设备运行情况由通讯监控系统进行监控和记录。

1.设计原则光伏并网工程设计遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下,着重考虑以下设计原则:①先进性原则:随着太阳能技术的发展,太阳能电源设计必须考虑先进性,使系统在一定的时期内保持技术领先性,以保证系统具有较长的生命周期。

②实用性原则:太阳能电源系统设计充分考虑我国太阳能电源设备生产现状,选用有大规模实际工程应用经验的产品,采用先进成熟的技术,保证产品的稳定性、可靠性和可维性。

③经济性原则:太阳能电源系统设计在保证系统各项技术指标的前提下,努力降低工程、设备成本,提高系统的性能价格比保证用户的投资效益。

④安全可靠原则:安全是首要考虑的因素;选用的结构应充分考虑风荷载、温度应力和地震作用对屋面的影响,设计安全系数保证满足国家规定及工程的要求。

金属屋面转接太阳能光伏系统应用与分析

金属屋面转接太阳能光伏系统应用与分析

金属屋面转接太阳能光伏系统应用与分析摘要:本文以南京南站无站台柱雨棚为例,从建筑设计、屋面深化设计到光伏系统各部件的设计、安装等各方面,阐述了金属屋面转接太阳能光伏系统的方法及注意事项。

关键词:节能环保一体化深化设计特制基座系统校核1、引言随着我国工业经济的发展,节能环保概念已引起全社会的普遍重视,对可再生能源的开发利用是节能减排的重要途径之一,我国对此已形成相关法律。

太阳能光伏与建筑一体化作为一种有效利用太阳能的现代科技手段,在政府的支持下,逐步得到推广。

本文即以南京南站无站台柱雨棚屋面光伏系统为例,对金属屋面转接太阳能光伏组件的方法进行探讨。

2、南京南站雨棚屋面太阳能系统的典型、示范性(1)南京南站雨棚屋面光伏系统是一座全球最大单体太阳能光伏发电站,系统总投资约2.7亿元,共安装了超过10万平方米的太阳能晶硅电池,装机容量达10.67兆瓦,并网运行后年平均发电量将超过900万千瓦时,是全国兆瓦级光伏与建筑一体化应用项目中技术含量较高项目之一;(2)南京南站雨棚金属屋面有平屋面、坡屋面等多种屋面形式,这给光伏系统与金属屋面相结合带来了较大的技术研究空间;(3)南京南站光伏项目按照25年的运营期计算,可发电超过2亿千瓦时,与同等发电量的火电厂相比,可节约使用大量原煤和减少二氧化碳的排放量,对促进光伏产业发展具有重大的示范引导意义。

南京南站光伏系统安装如图1。

图1南京南站无站台柱雨棚屋面光伏系统安装图3、光伏系统安装的基础——相结合的建筑设计3.1建筑设计与结构设计所谓光伏与建筑一体化,即指光伏系统设计与建筑设计时必须互相结合,能够形成统一的整体,既达到建筑的效果,又能方便光伏系统的安装和使用。

南京南站无站台柱雨棚设计阶段即充分考虑了光伏系统,结构设计时增加了光伏系统的荷载,并考虑檩条间距满足光伏系统的要求;建筑设计时屋面形式设计为规则的平面、坡面形式及部分大半径的曲面形式,既满足了建筑形式的多样性,又较大程度的方便了光伏系统的安装。

屋顶式太阳能光伏发电系统经济性分析

屋顶式太阳能光伏发电系统经济性分析

屋顶式太阳能光伏发电系统经济性分析当前,国内的太阳能光伏发电系统发展迅速,但仍然存在一些经济上的问题,无论是投资商还是用电用户,他们利用光伏发电系统获取收益都受到诸多因素的影响,本篇文章对屋顶式太阳能光伏发电系统的经济收益进行分析,从投资商和用电用户的角度,分别对经济收益的影响进行探讨,为今后的光伏发电技术做出贡献。

标签:光伏发电系统;发电效率;经济效益引言:屋顶式的太阳能光伏发电近些年来在我国兴起,而发达国家的太阳能光伏发电也从航天、工业等领域转向民用,如德国、美国、日本等国家。

其中屋顶式的太阳能光伏发电在德国出现了一个计划,称为“百万屋顶计划”,该计划的出现不仅能够解决自家的供电,其利用太阳能积蓄的能源还能为公用的电网进行输电。

而我国太阳能发光发电系统如今也是发展迅速。

我国在2011年时,就发布了《完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》,规定了新的上网电价,从1.15元/KWh降低到1元/KWh,该通知发布不仅意味着国内发电商业化的进步,还意味着我国光伏打点进入了新的时代。

在政策的不断刺激之下,屋顶式太阳能光伏发电成了许多企业新的合同能源模式。

全部自用、全部上网、自发自用是屋顶式光伏发电的并网接入类型,该类型选择取决于项目业主。

在大多数经济发达的区域,屋顶式光伏发电系统不能够有效的应用,发达地区都建设屋顶光伏电站,对地消纳的问题也进行了充分的考虑。

在自发自用和余电上网上采用将为广泛。

一、投资方收益与风险1.1投资方经济效益光伏电站建设、投资等事物由光伏发电项目的投资方管理和运行,经营着光伏电站,其利润的获得来源于销售电以及电价补贴。

一般情况下,屋顶式的光伏发电都在用电用户的屋顶上进行建设,也有一部分在地面上进行建设,从太阳能中获取的电量,一部分交给用户消纳,另一部分输送给供电部。

一般的顾客通过光伏发电系统用电选择方式有余电上网、全部自用、自发自用等使用方式,相对而言选择性较广,这也提升了投资方的效益。

分布式光伏屋顶电站的优势

分布式光伏屋顶电站的优势

分布式光伏屋顶电站的优势太阳能光伏发电的过程没有机械转动部件也不消耗燃料,并且不排放包括温室气体在内的任何物质,具有无噪声、无污染的特点;太阳能资源没有地域限制,分布广泛且取之不尽,用之不竭。

因此,与其它新型发电技术(风力发电与生物质能发电等)相比,太阳能光伏发电是一种具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术,其主要优点有以下几点。

1、太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。

而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。

2、太阳能资源随处可得,可就近供电。

不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失,同时也节省了输电成本。

这同时也为家用太阳能发电系统在输电不便的西部大规模使用提供了条件。

3、太阳能光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光子到电子的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能,机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。

根据热力学分析,光伏发电具有很高的理论发电效率,可达80以上,技术开发潜力巨大。

4、太阳能光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。

5、太阳能光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。

光伏发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。

6、太阳能光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。

一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电,加之自动控制技术的广泛采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。

7、太阳能光伏发电工作性能稳定可靠,使用寿命(30年以上)。

晶体硅太阳能电池寿命可达20~35年。

在光伏发电系统中,只要设计合理、造型适当,蓄电池的寿命也可长达10~15年。

太阳能光伏发电论文(全文)

太阳能光伏发电论文(全文)

太阳能光伏发电论文1建筑屋顶光伏发电系统1.1简介建筑屋顶光伏发电系统是指在建筑项目竣工建设完毕后,充分利用其建筑屋顶空置的区域,布置一定规模数量的光伏电池组件、支架及配套系统设备,根据地区经纬度等相关数据计算得出屋顶光伏电池组件的最优化倾斜角,安装系统设备进行太阳能资源采集,使整个系统发电效率最大化,进而转化发电、储能等。

此类工程对土地面积需求很小,可有效利用各类建筑物屋顶,不占用专门区域,适合组织开展大批量建设,就地进行发电、用电,不仅能节省电XX建设的工程造价,且可实现能耗的最小化,有效满足“绿色”建筑的节能水平要求。

1.2系统组成整个系统设备与区域中建筑物协调一致,紧密结合,有的甚至直接制作成建筑材料成为建筑物的一部分。

屋顶光伏发电系统主要由逆变器、电池组件、支架、连接电缆、监控设备及其它辅助设备组成。

其中关键核心部件为逆变器,其作用是将光伏电池组件在光照下产生的直流电(DC)汇合后,通过逆变器的转化将其变为可供一般电气设备使用的交流电(C)。

光伏发电系统逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪,在光照强度较大时发出的多余电量经转化成为满足电XX公司电能质量要求的交流电注入电XX中;在阴雨天光照强度较弱,发电能力不足时,则由电XX向建筑屋顶发电(用户)供电。

2项目简介项目所处的淮安地区年平均日照辐射量4.04kWh(/m2d),全年日照辐射总量约1467.4kWh/m2,即5282.3MJ/m2。

前期规划选址过程中,淮安屋顶光伏发电项目规划计算的装机总容量为1.93MW,选取建筑物厂房屋顶面积约44375m2,经现场勘查设计能容纳布置的光伏电池组件占区域面积约21050m2。

根据要求整个发电项目的设计不能影响厂区整体建筑物风貌特点和视觉效果。

经过项目工程运算及实验测试,发电系统配套支架等设备布置在厂区建筑物的屋顶空置区域,光伏电池组件则选择为固定安装模式,倾斜角度为10°。

整个系统共布置电池块8420块,考虑到本项目区域中整体发电量的需要及保证区域协调性,选取的电池组件峰值功率为230W。

屋面太阳能发电系统论文

屋面太阳能发电系统论文

浅析屋面太阳能发电系统摘要:本文对屋面太阳能发电系统的现状进行了分析,提出了在屋面太阳能系统的构成及固定方式的设计两个方面对太阳能系统进行优化的建议。

关键词:屋面太阳能发电系统固定支架设计中图分类号:tp32 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0131-01随着社会的发展和人们生活水平的提高,对能源的需求量也越来越大。

太阳能作为一种绿色能源,有着化石能源如石油等无法比拟的优越性,发展前景非常广阔,研究和实践表明,太阳直接辐射到地球的能量丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是国际社会工人的理想替代能源。

目前太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术,是工业照明系统发展的必然趋势。

1 光伏发电原理光伏发电是根据光生伏打效应,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。

发电系统是根据这一原理制成的完整的发电系统。

光伏发电系统通常有两种形式,一种是独立式发电系统,另一种是非独立式光伏发电系统,也称联网系统或并网系统。

独立式光伏发电系统包括逆变光伏发电系统(交流负载)和非逆变发电系统(直流负载)两个类型;非独立式光伏发电系统根据是否带有储能装置分为储能逆变并网和非储能能逆变并网两个种类。

无论是独立发电系统还是并网发电系统、光伏发电系统均由太阳电池扳(组件)、控制器和逆变器三大部分组成。

由于这三个部分主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定,而且寿命很长,安装维护也很简便。

太阳能光伏组件的最基本元件是太能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。

目前,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用在一些小系统和计算器辅助电源等。

由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。

屋面太阳能发电系统的构成与其他太阳能发电无差异,本文就不赘述。

2 屋面太阳能发电系统的特点相对于地面太阳能电站,屋面太阳能发电系统具有如下主要特点。

(1)利用现有建筑的闲置屋顶,不占用专门的用地面积,符合建设条件的建筑量大,可大规模推广应用。

屋顶光伏发电系统的经济及环境效益研究

屋顶光伏发电系统的经济及环境效益研究
屋顶光伏发电系统的经济及环境效益研究
摘要:现如今,全球能源危机已经形势逼人,作为一种能量巨大的可再生能源,太阳能并网光伏发电系统已经在全球范围内得到了广泛应用,我国更是如此。作为世界上消耗能源量偏高的国家,我国一直在积极开发新能源,太阳能就是其中最受瞩目的一种。若是能够将到达地球表面千分之一的太阳能转变为电能,即便转变率仅仅达到百分之五,那么也能供应世界目前所消耗能源的40倍能源。因此,相关工作人员应当进一步研究光伏发电系统,本文以屋顶光伏发电系统为例,简要探讨其经济效益以及环境效益,希望能够为相关人士提供一定的借鉴和参考。
关键词:屋顶光伏发电系统;经济效益;环境效益;Pvsyst仿真
我国人口密度过大,然而土地紧缺,想要充分利用太阳能进行发电,就要将屋顶利用起来,创造屋顶光伏发电系统,进而合理替代地面光伏电站,解决土地面积不足的问题。然而,在实际应用过程中,因为屋顶光伏发电系统需要在前期投入大笔资金进行建设,同时很难计算其具体收益,该系统在推广过程中遇到了一些麻烦,因此,必须找出一种更为先进的分析方法对系统的经济、环境效益进行有效分析。
如下图1所示,为屋顶光伏发电系统的工作原理示意图。太阳能电池组件在屋顶受到阳光照射时,光伏组件会产生直流电,直流电通过逆变器能够转变为交流电,进而直接驱动外部电器。若是出现阴雨天气或到了晚上,系统电能不足,为了保证其正常使用,相应的该系统需要添加保护系统以及防雷系统、通信系统。
三、以某高层住宅屋顶光伏发电系统为例——分析屋顶光伏发电系统的经济、环境效益
一、屋顶光伏发电系统概述
屋顶光伏发电系统包括以下几个重要组成部分:并网逆变器、光伏组件、远程监控系统、直流汇流箱、光伏组件、交流配电装置以及计量装置。其中最为重要的组成部分就是光伏组件,目前主要类型有非晶薄膜以及晶体硅两种,前者体积小,转换率为6%足有,能够在玻璃、不锈钢以及塑料等材料上附着,厚度极低隔热保温性能好;后者体积相对较大,抗老化性能好,耐火性好,光电转换率可以达到17%,安装方便,能够抵抗恶性天气,寿命长。

并网型屋顶分布式光伏发电设计分析

并网型屋顶分布式光伏发电设计分析

并网型屋顶分布式光伏发电设计分析摘要:伴随太阳能技术的持续发展与成熟,诞生了许多新应用系统,而并网型屋顶分布式光伏发电系统便为其一,通过对此系统的应用,能够实现光能向电能的高效转换,因而不仅能补充电力需求,而且还具有节能、清洁等优点.本文首先对并网型屋顶分布式光伏发电系统进行简要概述,就其设计思路、原则进行了简单描述,结合典型实际屋顶情况,对整个系统的具体设计过程进行了详细探讨,望能为此领域设计研究提供一些参考.关键词:分布式光伏发电;屋顶;并网型;设计当前,随着人类对地球上各种资料的持续性开发、索取,致使能源危机不断加剧,与之相伴的环境污染问题也正在变得越发严重,而光伏能源乃是一种新型且取之不尽的清洁能源类型,已经成为世界多国争相研究的重、热点.通过对光伏能源的长期性研究,光伏发电技术正在变得越发完善,且逐渐趋向成熟.现阶段,国内外每年都在新增许多大型的光伏电站,可以用“雨后春笋”来对此进行形容;在此背景下,为了能够对土地空间进行更加有效的利用,并实现能量传输损耗情况的大幅减少,分布式光伏发电已经成为整个发电领域的重心所在,比如借助建筑屋顶的可用面积,来进行光伏发电系统的安装,除了能够将自家供电问题较好的解决掉,而且还能够将多余的电长期性、不断的提供给公用电网.本文结合当前实况,就并网型屋顶分布式光伏发电系统的具体设计思路探讨如下.1.并网型屋顶分布式光伏发电系统1.1分布式光伏发电系统构成在整个系统当中,主要由如下部分组成:(1)逆变器.对于此装置而言,其有转化作用,在整个系统当中,主要负责将直流电转换为交流电.逆变器的功率一般为50KW~110KW,总容量为400KW~6MW.(2)并网柜.此装置能够对电动机转速进行调节,以此对设备的工作频率进行调节,促进能源损耗的减少,使设备平稳启动,减少设备直接启动时电流过大而对电机造成损害等.(3)光伏方阵串联与并联设计.在整个光伏系统中,所有光伏组件均有与之处于对应状态的功率与电压,因此,需要将串联或并联方式进行准确设计,保障光伏发电的整体稳定性.(4)光伏组件.因单片太阳电池有着较低的输出电压,外加没有封装的电池受环境影响,电极易出现脱落情况,所以须把一定数量的单片电池以串、并联方式联合在一起,建立成太阳电池组件,预防电池电极和互连线遭受腐蚀.除上述部分外,分布式光伏发电系统还由光伏支架、光伏电缆、交流电缆等部分构成,如果是高压并网项目,那么还包含有升压变压器、SVG无功补偿、运动通信系统及光功率预测系统等.1.2并网型屋顶分布式光伏发电系统一般来讲,并网型屋顶分布式光伏发电实际就是借助诸如住宅屋顶、商业楼屋顶、农村土木结构屋顶等楼顶,将其作为基础支撑,建设小型化并且可以秉持就近原则为用户供电的一种光伏发电系统.需要强调的是,其乃是整个光伏发电中的一种较新型的应用方式,具有多种优点,如环保、形式简单、经济及没有噪声、污染,此外,还不需要消耗化石燃料、没有机械转动、系统假设比较简便;还需强调的是,此技术所用的屋顶组件,还具有遮阳作用,对用电质量不会造成影响,且还能够较好的将光伏发电远距离传输过程中所存在的电能损耗问题较好的解决掉.针对并网型屋顶分布式光伏发电系统来讲,其主要由智能控制模块、组件支架、电池组件及逆变器等构成,其有着较简单的发电原理,将屋顶作为基础来进行组件装设,系统所配套的光伏组件方阵于光照作用下,通过光生伏特效应,把光辐射源源不断的向电能进行转变,从中产生直流电,然后借助光伏专用线,把它向逆变器进行输送,且把直流电相交流电进行转化,且并入到配电网中.2.系统设计的基本思路以及原则分析2.1设计思路对于并网型屋顶分布式光伏发电而言,在对其进行设计时,具体思路为:(1)对建筑屋顶进行详细、全面勘察,从中对合理、恰当的组件安装位置进行选择(需要将屋顶结构、阴影遮挡、组件安装方式等考虑在内),对可利用的屋顶面积进行测量.(2)对建筑屋顶的准确地理坐标进行测量,并且还需要对当地光资源以及组件的最佳安装倾角进行深入分析,从中将组件安装的准确间距计算出来;(3)基于屋顶可利用面积,进行组件布置方面的设计,然后对屋顶能够铺设的光伏组件总容量进行测算;(4)结合各种因素(比如经济效益、业主资金情况以及建筑自用电负荷功率等),对屋顶的铺设容量进行最终明确(≤屋顶有效面积能够铺设的最大光伏组件容量).(5)逆变器的具体选型,以及光伏方阵的串或者并联设计;(6)设计电气主接线.2.2设计原则(1)并始终秉持节约性、经济性、合理性、规范性与安全性;(2)需对当地的地震烈度、地理位置、气候、屋面坡度等因素有一全面且深入的了解;(3)需要将怎样促进发电效率的提高、切实保障人身安全以及提供良好的内外部环境等考虑在内.3.系统设计的相关要求及既往经验3.1设计要求在设计并网式屋顶分布式光伏发电时,通常需要满足如下要求:(1)在对建筑屋顶进行实际选定时,需要选那些承载组件能力较好的屋顶;(2)针对阴影遮挡、组件倾角、光资源以及组件间距等内容,需要进行详细且严格的分析计算,不可随意确定或设定;(3)对当地气候进行分析计算,将支架以及安装所具有的可靠性、安全性考虑在内;(4)在对电气设备、线缆进行选型、配置时,需要做到合理、安全;(5)应确保光伏发电系统整体运行的持久性、合理性与安全性.3.2设计经验(1)一般来讲,在承载满足要求的前题下;对于水泥屋顶而言,大多需要考虑最佳倾角安装;而针对坡面屋顶、彩钢瓦屋顶来讲,通常需要考虑沿着向阳屋顶面进行铺设;(2)针对光资源来讲,需进行多软件、多数据库的计算与分析,并且还需要与项目周围的实际光伏电站运行数据相结合,进行综合考虑与研究;(3)需要指出的是,虽然屋顶存在阴影遮挡情况,但并不证明其便不可被利用,需要对遮挡的原因、时间段等进行深入分析,将有着相同遮挡规律的组件连接到组串逆变器当中的一组MPPT当中,实现短板效能的最大程度减少.(4)对于总容量的确定还需要考虑用户的负荷特性及自用比例,在经济合理的情况下确定.4.实例设计4.1场址概述以某商业楼顶为例,进行并网型屋顶分布式光伏发电的总体设计.(1)进行现场勘查及收资.对现场工况进行详细勘查,高楼的高度为23m,面积约为7000平米,楼顶比较的平坦、空旷,并且周围没有其它高层建筑,即没有遮挡,有着不错的采光,基于光资源层面初步判定其适合进行分布式光伏项目建设;借助仪器进行现场打点,将卫星坐标予以明确,即东经Y度,北纬X度;对此楼顶能够铺设的光伏容量进行初步计算约500kW;因此,依据500kW容量对楼体电气的实际接入情况进行初步勘察,得知有着较好的接入情况,选用0.4kV低压直接与用户电力系统受电母线相连接;对大楼的建筑结构、电气图纸、电缆通道情况进行收集,为后续分析提供便利.(2)根据打点的卫星坐标值,在卫星图上将此楼顶找出.4.2光伏电池组件太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池还可分为:晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池等.目前常见的晶体硅太阳能电池有单晶、多晶、Perc高效单晶组件、半片组件、双玻组件(常与多晶、单晶、PERC、半片结合);通过开展广泛的市场调查,国内一些主流厂家所生产的单晶硅光伏组件在屋顶分布式光伏发电系统中的应用,在具体规格上,大多在450~540Wp这一区间内.将各种因素综合考虑在内,比如市场占有率、技术成熟度、组件效率、采购订货时的可选择性以及施工便捷性等,本工程在选定535Wp 单晶硅组件.4.3组件的最佳倾斜角、间距(1)最佳倾角.根据项目所在地的经纬度,借助卫星气象数据资料,然后利用PVsyst等软件进行计算,得出如果组件依据推荐的25°倾角来进行铺设,此时,年辐照量是1453.5kWh/m2/a.因此,该场地有着十分丰富的太阳能资源,可以为项目点光伏发电提供持久且充足的光照资源,从中能够获得较好的经济、环境与社会效益.(2)组件间距对发电量的多少起决定作用,在实际安装时,若间距不合理,前一组的组件对后一组组件进行遮挡,那后一排发电量将严重受到影响,此外,还需要对太阳能电池方阵与建筑物之间的距离也计算出来.通常明确的基本原则为:冬至当天早上9点到下午的3点之间,太阳能电池方阵不可被遮挡.光伏方阵间距或者是方阵底边与可能遮挡物之间的垂直距离需>D,公式为cosβ×H/tan[arcsin (sinφsinδ+cosφcosδcosω) ]=D,在此公式当中,D所代表的是阵列与遮挡物之间的间距;H所代表的是可能被遮挡组件底边与遮挡物之间的高度差;δ所表示的是赤纬角;φ表示的是当地纬度,ω代表的是时角;β代表的是太阳方位角.因此,根据组件铺设最佳倾角(推荐25°)与组件尺寸(2256*1133*35),借助CAD软件进行制图,且借助上述公式进行计算,得出光伏方阵间距最佳值为2.192m.4.4布置设计楼顶太阳能组件在将诸如楼顶其他建筑物阴影遮挡、组件间阴影遮挡、组件规格、组件合理间距以及组件铺设倾角等问题充分考虑在内后,采用CAD软件进行设计,且通过进行详细统计,得出需要铺设936块单晶硅太阳能组件(535Wp),配置110KW逆变器4台,共计52个组串,每个组串18块组件;4.5电气接线设计依据电气接入情况、组件串并联设计、光伏组件选型以及所选场址条件等情况,核心设备选择110kW组串逆变器以及535Wp组件,总光伏容量是500.76kW,光伏设备安装在大楼楼顶,并网柜设备安装在用户配电室.此外,依据并网技术的基本原则,本设计选择用户侧400V低压并网,并网接入点数为1个.通过进行详细的电气计算,且利用CAD 软件进行制图,将电气主接线和逆变器以及组件接线予以完成.5.结语综上,伴随全球能源紧张以及环境污染问题的日益加重,光伏能源作为一种清洁能源,越发成为世界各国争相开发的重点.通过持续研发,光伏技术已趋向成熟,且强有力推动着光伏能源的快速发展.当前,屋顶分布式光伏发电已经成为我国的重要发展方向,其具有就近并网及就近发电等优点,因而能够省去许多环节,提高运作效率,减少投入,具有广阔的未来前景.参考文献:[1]薛峰, 陈金波. 分布式屋顶光伏发电及并网系统研究[J]. 科学与信息化, 2019(14):116-116.[2]房丽硕, 吕建, 霍雨霞. 屋顶分布式光伏并网发电系统的运行特性研究[J]. 天津城建大学学报, 2019(4):284-289.[3]徐晨璐, 熊泽豪, 周游. 大型分布式光伏并网发电系统的设计[J]. 产业与科技论坛, 2019, 18(10):76-77.。

浅析屋顶光伏系统与网架结构的结合

浅析屋顶光伏系统与网架结构的结合

浅析屋顶光伏系统与网架结构的结合摘要网架屋顶光伏系统属于分布式光伏系统的一种,其光伏系统的结构设计需要结合用户需求和项目实际情况,在充分考虑结构安全性和经济性的基础上,提出最优的设计方案。

本文结合工程应用案例,对屋面网架结构的类型及与光伏系统的结合进行了探讨和研究。

关键词光伏发电,结构设计,网架结构一、前言光伏产业属于国家大力提倡的新能源产业,我国光能资源分布较为均匀,与水电、风电、核电等相比,太阳能发电没有任何排放和噪声,应用技术成熟,安全可靠。

太阳能光伏发电是重要的可再生能源形式,随着国家政策的不断倾斜,光伏发电产业快速发展,市场规模迅速扩大,有可能在不远的将来很大程度上改变能源的生产、供应和消费方式,给国家能源发展带来革新。

中国光伏产业在国家大型工程项目、推广计划和国际合作项目的推动下,以前所未有的速度高速发展。

屋顶光伏发电系统形式具有不占用宝贵的土地资源的突出优点,是目前全世界应用最广泛的光伏发电形式,适合大规模推广。

大型厂房、加油站罩棚顶、大型煤棚等广泛采用网架结构形式,由于其屋顶面积较大,利于建设光伏系统,所以对于大型网架结构设计与光伏系统的结合研究具有一定的必要性。

二、应用前提1、能源现状我们正处于能源变革时代,碳中和、碳达峰的概念渐入人心。

人们从来没有像今天这样重视能源,世界能源形势的热点问题更是举世瞩目。

世界能源结构以化石能源为主,目前全世界能源年总消费量约为134亿吨标准煤,其中石油、天然气、煤等化石能源占85%,大部分电力也是依赖化石能源生产的,核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等能源仅占15%。

化石能源价格比较低廉,开发利用的技术也比较成熟,并且已经系统化和标准化。

石油仍然是最主要的能源,全球需求量将以年均1.9%的速度增长;煤仍然是电力生产的主要燃料,全球需求量将以每年1.5%的速度增长。

但是世界能源形式紧迫,化石能源的大量使用已经造成了世界范围内的大气污染,从而影响人类本身的生存环境,能源问题也已经是世界10大焦点问题(能源、水、食物、环境、贫穷、恐怖主义和战争、疾病、教育、民主和人口)之首。

3KW家庭屋顶光伏太阳能发电系统

3KW家庭屋顶光伏太阳能发电系统

摘要随着不可再生能源的日益稀缺,伴随的环境污染日益恶劣,因此新能源的开发得到了极大的推广。

太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,它集开发利用绿色可再生能源、改善环境、改善人民生活条件于一体,被认为是当今最有发展前景的新能源技术,因而越来越受到人们的青睐。

太阳能光伏发电的广泛应用将对保护生态环境、走经济可持续发展道路起到重要作用。

太阳能光伏发电的利用有两种方式,一种是将太阳能光伏发电系统所发出的电力输送到电网中然后供给负载使用,称谓并网发电方式。

另一种是凭借蓄电池来进行能量存储的独立发电方式,它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合。

本论文主要介绍南京某3kW屋顶光伏并网发电系统的最佳设计,其中包括光伏组件的布局,光伏组件的串并联设计,汇流箱设计,屋面的处理,配电系统设计,系统防雷设计等等因素。

这些直接影响屋顶光伏并网发电站的合理性、稳定性和用户的经济效益。

关键字:屋顶光伏并网;配电系统;防雷设计;汇流箱AbstractAs non-renewable energy sources increasingly scarce, alongwithworsening environmental pollution, so the new energy development has been greatly promoted.Solarphotovoltaicpower generation is an important part of new and renewable sources ofenergy,itscollectiondevelopmentandutilizationof greenrenewableenergyandimprovethe e nvi ronme nt,impr ov etheli v ing c onditionsofthepe opl ei n one,isbel i evedtobethemost promising new energy technologies, and thus more and more people of all ages. Widespreadadoptionofsolarpowerwillprotecttheecologicalenvironment,andtakethe road of sustainable economic development played an importantrole.Solar photovolt a ic pow e r ge n era t ion i n two w ays, one be i ng em i tt e dbys o larphotovoltaic power generation system used in load and supply electricity to the grid,andgrid-connected power generation. Another is an independent power with batteriesforenergy storage, it is mainly used in transmission due to erection difficulties mainscannotbe reached for the occasion. This paper introduces the Nanjing 3kW rooftopphotovoltaicgrid-connected generation system, the best design, including layoutof PV modules,PVmodule and parallel design, combiner box design, roof, electrical distributionsystem design,Systemlightningprotectiondesign,amongotherfactors.Thesedirectlyaf fectthe roof grid-connected PV stations of rationality, stability and user benefits. Key words:photovoltaic power generation and distribution system lightning protectiondesign of combiner boxKeywords :Roof grid-connected PV ;generation and distribution system;lightningprotection design of combinerbox目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (2)1 绪论 (4)1.1 课题的背景 (4)1.2 光伏系统原理 (5)1.3 太阳能光伏发电的优点 (5)1.4 本次设计的总体概述 (6)2 光伏方阵总体设计 (6)2.1 光伏组件的选型 (6)2.2 光伏组件的串并联方式 (7)2.3 太阳能电池组件的布臵及安装 (7)2.3.1 组件的最佳倾角 (7)2.3.2 组件的最小间距 (7)2.4 组件的安装事项 (8)2.4.1 安装系统地点的要求 (8)2.4.2 平面和斜面屋顶式安装 (9)3 光伏汇流箱 (10)3.1 光伏汇流箱的功能 (10)3.2 光伏汇流箱的设计特点 (10)3.3 光伏汇流箱安装注意事项 (11)4 并网逆变器 (12)4.1 并网逆变器原理及选择 (12)4.2 容量匹配设计 (13)4.3 MPP电压范围与电池组电压匹配 (13)4.4 最大输入电流与电池组电流匹配 (13)4.5 转换效率 (13)5 光伏系统的电气接入方案 (13)5.1 电气接线图 (13)5.2 电缆的选型 (14)5.2.1 家用电缆的选型 (14)5.2.2 光伏电缆的选型 (15)6 防雷设计 (16)6.1 雷电的三种形式 (16)6.2 防直击雷的措施 (17)6.3 防雷电感应措施 (18)6.4 防止雷电波侵入 (18)7 维护检修设计 (19)8 总结 (21)9 致谢 (22)10参考文献 (23)11附录 (23)1 绪论1.1 课题的背景随着我国现代化经济的快速发展,全社会对能源的需求日益迫切,在大规模的过度开采下,石油、煤炭等不可再生资源变得日益稀缺,并将很快面临枯竭的命运。

屋面光伏太阳能并网发电设计(含风载和雪载)

屋面光伏太阳能并网发电设计(含风载和雪载)

屋面光伏太阳能并网发电设计(含风载和雪载)屋面光伏太阳能并网发电设计1. 概述1.1 太阳能电池发电原理太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的装置。

当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后,由于扩散和漂移作用,在界面处形成由P型指向N型的内建电场。

太阳能电池吸收一定能量的光子后,半导体内部产生电子—空穴对,电子带负电,空穴带正电。

在P-N结内建电场的作用下,电子和空穴被分离,产生定向运动,并被太阳能电池的正、负极收集,在外电路中产生电流,从而获得电能。

1.2 太阳能系统特点①简单方便、安全可靠、无噪音、无空气污染、不破坏生态、能量随处可得、无需消耗燃料、无机械转动部件、维护简便、使用寿命长、建设周期短、规模大小随意、可以无人值守、也无需架设输电线路。

②系统中的太阳能电池组件,使用寿命长具备良好的耐候性,防风,防雹。

有效抵御湿气和盐雾腐蚀,不受地理环境影响。

具有稳定的光电转换效率,且转换效率高。

并保障系统在恶劣的自然环境中能够长期可靠运行。

③太阳能组件方阵支架都有一定的倾斜角度,该角度和方阵所处的地理纬度和位置有关。

1.3 并网太阳能系统发电方式太阳能并网发电示意图太阳能组件通过合适的串并联,满足并网逆变器要求的直流输入电压和电流。

每块组件接线盒都配有旁路二极管,防止“热斑效应”,将组件由于部分被遮荫或电池片故障而导致的失效对系统效率的危害降到最低。

同时,太阳能方阵的直流汇流箱内设置防反二极管,以防止各并联组件串之间形成回路,造成能源浪费和缩减组件的寿命。

并网逆变器采用双环控制系统,实时检测电网状态,取得电网电压、电流、频率、相位等关键变量,通过计算分析,使输出电力与电网同步运行。

且在运行期间,并网逆变器按工频周期检测电网状态,一旦电网异常如突然停电,压降幅度超标,并网逆变器立即触发内部电子开关,实现瞬时与电网断开。

同时,并网逆变器不断检测电网状态,一旦其恢复正常并通过并网逆变器的计算分析,并网逆变器将重新并网。

屋面光伏可行性分析

屋面光伏可行性分析

屋面光伏可行性分析在当今全球能源转型的大背景下,屋面光伏作为一种分布式能源解决方案,受到了越来越多的关注。

屋面光伏,简单来说,就是在建筑物的屋顶上安装太阳能光伏板,将太阳能转化为电能,以满足建筑物自身的用电需求,甚至可以将多余的电能并入电网。

那么,屋面光伏到底是否可行呢?让我们从多个方面来进行分析。

一、技术可行性从技术角度来看,屋面光伏系统已经相对成熟。

太阳能光伏板的效率不断提高,而且稳定性和耐久性也有了很大的提升。

目前市场上常见的光伏板使用寿命可以达到 25 年以上,这为长期的能源供应提供了可靠保障。

此外,光伏逆变器等关键设备的技术也在不断进步,转换效率更高,运行更加稳定。

同时,智能监控系统的出现,使得用户可以实时了解光伏系统的运行状态,及时发现和解决问题。

在安装方面,只要屋面结构稳固,具备一定的承载能力,经过专业的设计和施工,就可以安全地安装光伏板。

对于不同类型的屋面,如平屋顶、坡屋顶,都有相应的安装解决方案。

二、经济可行性经济因素是决定屋面光伏是否可行的重要考量之一。

首先,我们来看看投资成本。

屋面光伏系统的投资包括光伏板、逆变器、支架、电缆等设备的采购和安装费用。

虽然初始投资可能较高,但随着技术的进步和市场规模的扩大,成本在逐渐降低。

接下来,我们分析收益。

收益主要来自两个方面:一是自用节省的电费。

如果光伏系统产生的电能能够满足建筑物的部分或全部用电需求,那么就可以减少从电网购买的电量,从而节省电费。

二是余电上网的收益。

当光伏系统产生的电能超过建筑物自身的需求时,可以将多余的电能卖给电网,获得相应的收益。

此外,还需要考虑政府的补贴政策。

在许多国家和地区,为了鼓励可再生能源的发展,政府会提供一定的补贴,这可以在一定程度上降低投资成本,提高项目的经济性。

为了更直观地说明经济可行性,我们可以通过一个案例来计算。

假设一个企业的屋顶面积为 1000 平方米,安装了 200kW 的光伏系统,初始投资为 80 万元。

屋顶太阳能光电发电市场分析报告

屋顶太阳能光电发电市场分析报告

屋顶太阳能光电发电市场分析报告1.引言1.1 概述概述:随着可再生能源的重要性日益凸显,太阳能光电发电作为清洁能源的重要载体,受到了全球范围内的广泛关注和应用。

在光伏发电的多种形式中,屋顶太阳能光电发电作为一种便捷、高效的新能源发电方式,具有巨大的市场潜力和发展前景。

本报告将对当前屋顶太阳能光电发电市场进行深入分析,探讨其发展趋势、竞争格局以及展望,并提出指导性建议,以期为该市场的发展提供有益参考。

"1.2 文章结构部分的内容":本报告将分为三个主要部分:引言、正文和结论。

在引言部分,我们将概括介绍屋顶太阳能光电发电市场的基本情况,说明本文的结构和目的,以及对市场状况进行总结。

在正文部分,我们将分析当前屋顶太阳能光电发电市场的状况,探讨其发展趋势和竞争格局。

最后,在结论部分,我们将展望屋顶太阳能光电发电市场的前景,并提出指导性的建议,最终对文章进行总结。

通过这三个部分的分析,我们将对屋顶太阳能光电发电市场进行全面的市场分析。

json"1.3 目的":{"本报告的目的在于分析当前屋顶太阳能光电发电市场的状况和发展趋势,帮助读者了解市场的竞争格局和未来发展前景。

同时,通过对市场进行深入研究,提出指导性建议,为相关企业和投资者提供决策参考。

通过本报告,读者将能够全面了解屋顶太阳能光电发电市场的现状和未来发展趋势,为相关行业的发展和投资提供参考和指导。

"}1.4 总结:通过对当前屋顶太阳能光电发电市场状况、发展趋势以及竞争格局的分析,我们可以看到这一市场正呈现出蓬勃发展的态势。

随着技术的不断进步和政策的支持,屋顶太阳能光电发电设备的需求量将持续增加,市场潜力巨大。

同时,市场竞争也在不断加剧,各大企业纷纷加大研发投入和市场拓展力度。

对于未来,我们对屋顶太阳能光电发电市场前景充满信心,但也建议企业要加强技术创新和市场营销,以提高竞争力。

希望本报告的分析能够为相关企业提供一定的参考和指导,促进行业健康发展。

太阳能光伏在工业建筑屋面的应用浅析

太阳能光伏在工业建筑屋面的应用浅析

太阳能光伏在工业建筑屋面的应用浅析摘要:为实现碳达峰和碳中和,建筑领域节能减碳是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的关键之一,工业建筑屋面是分布式太阳能光伏电站安装的绝佳场所,如何利用好屋顶分布式太阳能光伏建设,本文从建筑屋面技术层面,描述金属屋面和单层卷材屋面设置太阳能光伏的各自特点。

关键词:碳达峰,碳中和,光伏,压型钢板,单层卷材防水实现碳达峰和碳中和是党中央、国务院统筹国际国内两个大局做出的重大战略决策,对实现多个国家方针,加快促进生态文明建设、保障能源安全高效、推动经济转型升级、引领应对气候变化、实现“两个一百年”奋斗目标,都具有重大意义。

我国建筑营造与运维碳排放量占总碳排放量的1/3以上,建筑领域节能减碳是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的关键之一。

“碳达峰、碳中和”的倒计时已经正式开启,作为中国面向国际社会作出积极应对气候变化的承诺,也坚定了我国未来走绿色低碳高质量发展的道路。

我国建筑屋顶资源丰富、分布广泛,开发建设屋顶分布式太阳能光伏潜力巨大。

推进屋顶分布式太阳能光伏建设,有利于整合资源实现集约开发,有利于消减电力尖峰负荷,有利于节约优化配电网投资,有利于引导绿色能源消费,实现“碳达峰、碳中和”国家战略目标。

工业建筑作为建筑物的能耗大户,屋面大部分处于闲置状态,且屋面建筑出屋面的遮挡物少,平整度高,可利用面积大,是屋面分布式太阳能光伏电站安装的绝佳场所。

同时具备优异的耐久性和可靠性的屋面围护结构是屋面分布式太阳能光伏电站持续运营的基础和前提条件。

以北京地区为例,1万平方米的金属屋面,太阳能光伏最大装机容量可达2MW,年发电量205万度,减少二氧化碳2050吨,节省标煤738吨,减少粉尘558吨,相当于植树造林3.6公顷。

工业建筑最常见的压型金属板屋面和单层卷材屋面,在其上设置太阳能光伏有很大的优势和发展前景。

太阳能光伏在压型金属板屋面上的应用:应用方式一,建筑太阳能光伏与压型钢板屋面一体化方式,一体化是将太阳能光伏组件紧贴屋面压型钢板,采用专用硅酮胶粘接,使太阳能光伏板具备建筑屋面的性能指标,可上人踩踏,30年不老化,还能起到屋面架空隔热层的作用,同时满足自身发电的要求有,如图。

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SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
能源与环境
随着社会的发展和人们生活水平的提高,对能源的需求量也越来越大。

太阳能作为一种绿色能源,有着化石能源如石油等无法比拟的优越性,发展前景非常广阔,研究和实践表明,太阳直接辐射到地球的能量丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是国际社会工人的理想替代能源。

目前太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术,是工业照明系统发展的必然趋势。

1 光伏发电原理
光伏发电是根据光生伏打效应,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。

发电系统是根据这一原理制成的完整的发电系统。

光伏发电系统通常有两种形式,一种是独立式发电系统,另一种是非独立式光伏发电系统,也称联网系统或并网系统。

独立式光伏发电系统包括逆变光伏发电系统(交流负载)和非逆变发电系统(直流负载)两个类型;非独立式光伏发电系统根据是否带有储能装置分为储能逆变并网和非储能能逆变并网两个种类。

无论是独立发电系统还是并网发电系统、光伏发电系统均由太阳电池扳(组件)、控制器和逆变器三大部分组成。

由于这三个部分主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定,而且寿命很长,安装维护也很简便。

太阳能光伏组件的最基本元件是太能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。

目前,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用在一些小系统和计算器辅助电源等。

由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。

屋面太阳能发电系统的构成与其他太阳能发电无差异,本文就不赘述。

2 屋面太阳能发电系统的特点
相对于地面太阳能电站,屋面太阳能发电系统具有如下主要特点。

(1)利用现有建筑的闲置屋顶,不占用专门的用地面积,符合建设条件的建筑量大,可大规模推广应用。

(2)建设改造成本较低;可选光伏组件种类较多。

(3)多位于城镇,并网条件好,接入系统成本降低。

(4)光伏组件安装方式比较自由,系统效率高,可实现较大规模装机。

(5)维护方便,可实现无人值守等。

与其它光伏发电形式相比,屋顶太阳能光伏发电系统具有突出的优点,尤其适合在工商业发达、缺乏可供开发利用空地的地区大规模推广应用。

3 组件的固定方式
根据工程实际,屋面常规可分为混凝土屋面、瓦屋面和彩钢板屋面。

根据屋面的不同,组件支架与屋面的固定可采用不同的方式。

(1)混凝土屋面。

混凝土屋面常规荷载余量比较大,为获取最大发电量,常规采用支架做出一定倾角,太阳能组件固定在支架上。

支架构成如图1。

采用倾角安装的太阳能组件,除考虑组件和地区的雪荷载外,风对组件的抗拔力是设计最需要考虑的因数。

以往的设计中,是采用防水螺栓将支架固定在屋面上。

但此做法会破坏屋面防水,而且需要将原屋面破坏后再修复,成本较高。

目前流行的设计是在支架底部设置混凝土砌块,增加自重以抵御风吸力。

(2)瓦屋面。

国内住宅,特别是多层住宅屋面多为瓦屋面。

在此屋面布置太阳能板,无法采用
浅析屋面太阳能发电系统
卢峥 程时力 王洋
(信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司苏州分公司 江苏苏州 215011)
摘 要:本文对屋面太阳能发电系统的现状进行了分析,提出了在屋面太阳能系统的构成及固定方式的设计两个方面对太阳能系统进行优化的建议。

关键词:屋面太阳能发电系统 固定支架 设计中图分类号:TP32文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0131-01
支架形式,且瓦屋面考虑排水,自身已有坡
度。

所以在瓦屋面上,太阳能组件一般沿屋面坡度平铺。

瓦片无法固定组件,组件需要采用专用固定件固定在屋面梁内。

(3)钢屋面。

钢屋面因自身承载力较小,布置太阳能组件首先要复核原屋面荷载是否能满足设计要求。

因为荷载问题,太阳能系统的轻量化就是在钢屋面上布置太阳能组件的关键点。

组件自身质量已固定,可调整范围不大。

组件的固定为减少质量,一般不采用支架,而采用成品的夹具。

根据彩钢板波纹的型号,厂家开发出匹配的型号,直接将组件采用夹具固定,省去了底部的支架系统,从而使系统的整体重量减少,同时也不会对彩钢板屋面进行破坏。

常见的夹具如图2。

采用夹具固定时,太阳能系统的重量全部靠夹具支撑,所以对夹具的强度提出了很高的要求,在部分环境恶劣地区,夹具的强度不一定能满足设计参数的要求。

所以对夹具的使用必须进行详细设计及计算。

并且由于整个太阳能组件均靠夹具夹在彩钢瓦上,所以彩钢瓦的强度也必须满足设计要求。

4 结语
屋面太阳能发电系统除考虑常规太阳能发电的问题外,还要特别注意屋面的防水、荷载(包括风压、雪荷载等),组件的安装不能破坏原屋面等问题。

中国太阳能与建筑一体化技术已基本成熟的条件下,太阳能与建筑一体化是中国太阳能利用行业发展的必然趋势。

中国政府对CO 2减排国际义务的承诺和科学发展观的落实,以及不断加强的建筑节能全民意识和日益成熟的房地产市场环境,促进了建筑节能完整利益链与市场化运行机制的形成,为建筑利用太阳能提供了良好机遇。

可以肯定,未来的建筑市场将是节能减排的市场,太阳能光电建筑,特别是屋面太阳能发电将迎来快速发展的春天。

参考文献
[1]DGJ32/J87-2009[S].太阳能光伏与建
筑一体化应用技术规程.
[2]中信博新能源科技(苏州)
有限公司产品
资料.
图1
图2。

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