小型分布式光伏电站系列讲座-solarbe文库

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一、现场勘测要点民用建筑屋顶主要是瓦屋顶和混凝土屋顶。对于安装屋顶分布式光伏电站的建筑前期现场勘查需注意以下几点。现场勘测需要准备 20 米以上卷尺、激光测距器（可网上购买，价格不贵）、指南针或手机指南针 APP和纸笔等。如果需要上倾斜屋面建议穿上防滑鞋带上安全绳。一、建筑方面勘测要点A 瓦片屋顶1 、询问建筑的竣工年份，产权归属。2 、屋顶朝向及方位角。现场指南针测量加 google 卫星地图查询。3 、屋顶倾斜角度。量出屋面宽度和房屋宽度即可计算出屋顶倾斜角度。南方屋顶倾角一般大于北方屋顶，上海地区屋顶倾角在 30 °左右。4 、瓦片类型、瓦片尺寸。民用建筑常见瓦型包括罗马瓦、空心瓦、双槽瓦、沥青瓦、平板瓦、鱼鳞瓦、西班牙瓦和石板瓦。如果瓦片尺寸现场不容易测量，也可在确定瓦片类型后网上查询尺寸。因为瓦片的尺寸特别是厚度决定支架系统挂钩等零件的选取。5 、考虑屋顶的遮挡情况。准确测量屋顶周围遮挡物的尺寸，后期用阴影分析软件建模做出屋顶可利用区域简图。太阳能电池板上的阴影遮挡会很大地影响发电量。6 、掀开部分瓦片查看屋顶结构，注意记录主梁、檩条的尺寸和间距。瓦屋顶的支架系统挂钩是安装固定在檩条上。B 混凝土屋顶1 、建筑竣工年份、产权归属；屋顶朝向和方位角。2 、测量女儿墙高度，后期进行阴影分析，确定可安装利用面积。3 、查看屋面防水情况，以不破坏屋面防水结构为原则，考虑支架的安装是采用自（负）重式还是膨胀螺栓固定式。标准民用混凝土屋顶的承载能力需大于 3.6KN/m2 ，在考虑短时风载、雪载的情况下支架系统的荷载也小于混凝土屋顶的承载能力。为避免安装光伏系统后建筑产生任何的防水结构破坏问题，优先采用自（负）重式支架安装方式。例我司工程技术（上海）有限公司设计的上海宝山某家用光伏项目阴影分析二、电气方面勘查要点1 、查看进户电源是单相还是三相。民用别墅一般是三相进电。单相输出的光伏发电系统宜接入到三相兼用进线开关用电量较多的一相上。条件允许最好用三相逆变器或三个单相逆变器。2 、询问月平均用电量或用电费用和主要用电时间段。作为光伏系统安装容量的参考。3 、查看业主的进线总开关的容量。考虑收益问题，光伏发电系统的输出电流不宜大于户用开关的容量。现行补贴政策下还是自发完全自用收益最大。4 、以走线方便节约的原则，考虑逆变器、并网柜的安装位置。逆变器、并网柜的安装位置也好考虑到散热通风和防水防晒问题。二、分布式光伏电站实施流程分布式光伏发电项目是指位于用户附近，所发电能就地利用，以 10KV 及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过 6MW 的光伏发电项目。经过多个分布式光伏发电项目的施工，我公司总结家用、小型工商用（小于 100KW ）分布式光伏发电项目具体实施流程如下。小型工商用分布式光伏电站的实施与家用步骤类似。确认资质条件比较重要。最重要的是确认业主的房屋、土地的产权归属。其他需要的资料可以提前电话咨询项目所在地的电网公司，准备好资料后填写分布式光伏发电项目并网申请表递交到当地电力局。电力局受理后将会派人到项目现场实地勘察，勘查后电力局根据业主项目情况。出具项目并网接入方案。申请并网业主审查后确认接入系统方案。然后，申请并网业主会得到电网出具的接网意见函。完成项目建设工作后，业主填写分布式光伏发电项目并网验收和调试申请表，电网受理后将上门为业主进行验收、更换电表、与业主签订购电协议。电网公司出具的分布式光伏发电项目服务接入流程大致分为以下 6 步。走流程的时候为尽量避免重复性工作需注意几点。1 、如居民业主的项目占据的是小区公共空间，需要业主与小区物业、业主委员会协商出物业书面签字的同意书，并且由其所在社区居委会盖章。2 、当电网公司编制的接入方案完成后，应尽快告知电网公司自己是否能够接受，不能接受要尽早提出，协商解决。3 、在工程建设过程中，施工设备质量、相关参数指标必须按照接入方案执行，有疑问要尽早与电网公司沟通，防止发生返工现象，以免浪费人力财力，影响施工进度。4 、完工之后尽快通知电网公司申请验收，并详细询问验收需要准备的资料。争取验收一次通过。5 、验收通过后电力局会派人安装双向电表和单向计量电表，并与项目业主签订购电协议。6 、项目业主可通过营业窗口或拨打 95598 热线电话，进行并网服务的咨询。分布式光伏发电项目是指位于用户附近，所发电能就地利用，以 10KV 及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过 6MW 的光伏发电项目。经过多个分布式光伏发电项目的施工，我公司总结家用、小型工商用（小于 100KW ）分布式光伏发电项目具体实施流程如下。小型工商用分布式光伏电站的实施与家用步骤类似。确认资质条件比较重要。最重要的是确认业主的房屋、土地的产权归属。其他需要的资料可以提前电话咨询项目所在地的电网公司，准备好资料后填写分布式光伏发电项目并网申请表递交到当地电力局。电力局受理后将会派人到项目现场实地勘察，勘查后电力局根据业主项目情况。出具项目并网接入方案。申请并网业主审查后确认接入系统方案。然后，申请并网业主会得到电网出具的接网意见函。完成项目建设工作后，业主填写分布式光伏发电项目并网验收和调试申请表，电网受理后将上门为业主进行验收、更换电表、与业主签订购电协议。电网公司出具的分布式光伏发电项目服务接入流程大致分为以下 6 步。走流程的时候为尽量避免重复性工作需注意几点。1 、如居民业主的项目占据的是小区公共空间，需要业主与小区物业、业主委员会协商出物业书面签字的同意书，并且由其所在社区居委会盖章。2 、当电网公司编制的接入方案完成后，应尽快告知电网公司自己是否能够接受，不能接受要尽早提出，协商解决。3 、在工程建设过程中，施工设备质量、相关参数指标必须按照接入方案执行，有疑问要尽早与电网公司沟通，防止发生返工现象，以免浪费人力财力，影响施工进度。4 、完工之后尽快通知电网公司申请验收，并详细询问验收需要准备的资料。争取验收一次通过。5 、验收通过后电力局会派人安装双向电表和单向计量电表，并与项目业主签订购电协议。6 、项目业主可通过营业窗口或拨打 95598 热线电话，进行并网服务的咨询。三、屋顶光伏系统防水处理斜屋顶或者彩钢瓦屋顶打孔施工后需做防水处理措施，我司工程技术（上海）有限公司根据在海外和国内的施工经验，整理了一些较常用的防水措施。市面上常用的防水材料主要是以下几种防水卷材、树脂、硅酮耐侯胶、联氨酯涂料、 JS 水泥基防水涂料。防水处理遵循的一般原则是宜导不宜堵，即保证节点处理能顺利得让水泻掉，在暴雨少量积水时能不漏。防水处理方案 1 采用防水卷材水泥屋面的防水卷材一般用自粘高分子三合一防水卷材卷材结构自粘层 pvc 或 eva 无纺布自粘层起粘结、受伤自修复功能，中间的 Evaa （ Pvc ）有很强的抗拉、防穿刺作用，外层的无纺布起自保防水层、防晒、降低雨水的砸击造成的噪音。材料优点克服了 pvc 防水卷材胶粘结易出问题的缺陷，且粘结力特强。发挥 pvc 防水卷材使用寿命长的特点，再有自粘橡胶层做底层防水，大大延长了使用寿命。 pvc 又对橡胶层起保护做用，即能在彩板上施工也能在水泥面上施工。防水处理方案 2 采用聚氨酯防水涂料在聚氨酯防水涂料施工前，应先涂布底胶。涂布底胶的作用是隔断基层潮气，防止防水涂膜起泡脱落，同时加固基层，提高涂膜与基层的粘结强度，使涂膜不发生剥离现象，防止涂膜层出现针眼、气孔等缺陷。通常底胶的配制是将聚氨酯甲组分与专供底涂用的乙组分按 1 34 （质量比）混合搅拌均匀，即可涂布施工。涂布厚度要均匀一致，不要露底或厚薄不匀。一般用量为 0.150.2kg/m2 。干燥 4h 以上。防水涂料具有较强的弹性和抗裂性，能随裂缝伸缩；自行修复防水层裂缝，防霉、抗藻性能优异，绿色环保；使用期长，减少维修成本；施工简便等特性。防水处理方案 3 采用得泰盖片设计独特，耐腐蚀具有特殊的化学结构。安装省时、简便、美观且防水性能好。能与多种材料如钢、铝、铜、塑料、木材等相关联。安装步骤如下以上三种防水处理方案具体施工选择时要考虑工艺要求、施工质量控制、工期要求等条件。通常来说最佳方案是采用“得泰”防水专用橡胶盖，然后打耐侯密封胶的方式。即方案 2 与方案 3 结合的方式。此法可解决因安装固定支架用膨胀螺栓或化学锚栓导致的防水层破坏产生漏水隐患的问题。下图为我司在日本的工程案例四、浅析影响光伏电站发电量因素及发电量估算光伏电站发电量计算方法是理论年发电量年平均太阳辐射总量 *电池总面积 *光电转换效率。但由于各种因素的影响，光伏电站发电量实际上并没有那么多，实际年发电量理论年发电量 *实际发电效率。那么影响光伏电站发电量有哪些因素以下是我司工程技术（上海）有限公司结合日常的项目设计以及施工经验，给大家讲一讲分布式电站发电量的一些基础常识。1 、太阳辐射量太阳能电池组件是将太阳能转化为电能的装置，光照辐射强度直接影响着发电量。各地区的太阳能辐射量数据可以通过 NASA 气象资料查询网站获取，也可以借助光伏设计软件例如 PV-SYS 、 RETScreen 得到。2 、太阳能电池组件的倾斜角度从气象站得到的资料，一般为水平面上的太阳辐射量，换算成光伏阵列倾斜面的辐射量，才能进行光伏系统发电量的计算。最佳倾角与项目所在地的纬度有关。大致经验值如下A、纬度 0 °～ 25 °，倾斜角等于纬度B、纬度 26 °～ 40°，倾角等于纬度加 5°～ 10 °C、纬度 41°～ 55 °，倾角等于纬度加 10 °～ 15 °专业软件 RETScreen 得到的不同倾角光伏阵列太阳能辐射见下图由上可得出倾斜角为 25°和 5 °时，倾斜面上的年太阳能辐射量。3 、太阳能电池组件转化效率4 、系统损失和所有产品一样，光伏电站在长达 25 年的寿命周期中，组件效率、电气元件性能会逐步降低，发电量随之逐年递减。除去这些自然老化的因素之外，还有组件、逆变器的质量问题，线路布局、灰尘、串并联损失、线缆损失等多种因素。一般光伏电站的财务模型中，系统发电量三年递减约 5 ， 20 年后发电量递减到 80 。4.1 组合损失凡是串联就会由于组件的电流差异造成电流损失；并联就会由于组件的电压差异造成电压损失；而组合损失可达到 8 以上，中国工程建设标准化协会标准规定小于 10 。因此为了减低组合损失，应注意1）应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。2）组件的衰减特性尽可能一致。4.2 灰尘遮挡在所有影响光伏电站整体发电能力的各种因素中，灰尘是第一大杀手。灰尘光伏电站的影响主要有通过遮蔽达到组件的光线，从而影响发电量；影响散热，从而影响转换效率；具备酸碱性的灰尘长时间沉积在组件表面，侵蚀板面造成板面粗糙不平，有利于灰尘的进一步积聚，同时增加了阳光的漫反射。所以组件需要不定期擦拭清洁。现阶段光伏电站的清洁主要有，洒水车，人工清洁，机器人三种方式。4.3 温度特性温度上升 1℃，晶体硅太阳电池最大输出功率下降 0.04 ，开路电压下降 0.04 （ -2mv/ ℃），短路电流上升 0.04 。为了减少温度对发电量的影响，应该保持组件良好的通风条件。4.4 线路、变压器损失系统的直流、交流回路的线损要控制在 5 以内。为此，设计上要采用导电性能好的导线，导线需要有足够的直径。系统维护中要特别注意接插件以及接线端子是否牢固4.5 逆变器效率4.6 阴影、积雪遮挡排间距的计算原则是组件应在冬至日 9-15 （真太阳时）点间无遮挡。遮挡和积雪对系统发电量影响很大。例某项目发电量的计算1、公式计算发电量 Q Sarea Rβ η system η module 式中Sarea 方阵总面积㎡；Rβ 倾斜方阵面上的太阳总辐射量 KWh/ ㎡；η system 并网光伏系统发电效率η system K1 K2K3K4K5 各分项系数建议值如下K1 光电电池长期运行性能修正系数， K10.86 K2 灰尘引起光电板透明度的性能修正系数， K20.9 K3 光电电池升温导致功率下降修正系数， K30.9 K4 导电损耗修正系数， K40.95 K5 逆变器效率， K50.95 η module 太阳电池组件转化效率。可得出某 270KWp 系统年发电量（ Rβ 取倾角 25 °）Q Sarea Rβ η system η module 1939 1710 0.86 0.9 0.9 0.95 0.95 0.14073 29.34 万度即系统首年每 W 每年约发 1.086 度电。2、设计软件以 PV-SYST 为例计算我司工程技术（上海）有限公司设计承建的上海松江 4.8KW 项目发电量。经 PV-SYST 建模后得到发电量如下可知系统首年发电量为 5463 度，平均每 W 每年发电 1.138 度电。实际发电量情况如下自 2014 年年初至 6 月 17 日，共 170 天（其中系统工作 141 天）发电 2270 度电。每天约可发 16.3 度电，按照比例估算年发电量可达到 5956 度，稍大于 PV-SYST 计算的 5463 度。五、光伏发电项目施工流程一、熟悉设计1、系统的容量；2、电池板（类别、参数、数量等）；3、组串设计（初步估算箱体的尺寸）；4、汇流箱的数量、尺寸；5、电缆型号、数量、大小；6、逆变器型号、数量、尺寸；7、并网柜数量、尺寸；8、监控系统（有无大的液晶显示屏，考虑电源）；9、组件固定安装形式；10 、初步拟定的设备安装位置及设备安装数量二、现场确认1、确认安装场地尺寸（实际尺寸与图纸误差）；2、安装场地有无后增的设备影响施工。3、确定集线箱的安装位置（综合考虑布线、固定、阴影、操作）；4、根据设备（有时包含监控电脑）数量、尺寸、摆放方式、间距要求选定配电房。5、确定配电房的门是否够设备进入。6、电缆走线，确认是否有现成管道或桥架能满足电缆布线7、并网点具体位置确认条件允许的话提供就近并网点 8、大显示屏的安装位置确认；9、电站接地位置确认三、施工资料准备1、根据已收集的资料，尽可能详细的绘制施工图。施工图需特别注意业主的要求（例如技术协议等）。2、根据施工图纸制作大料表。大料表尽可能的与实际用量接近，并综合考虑合同中甲方对材料的要求。3、根据施工图、技术协议编写施工技术交底。4、根据施工进度计划绘制材料进场计划。四、现场施工依我司工程技术（上海）有限公司所施工建设的项目图片为例，施工步骤如下1、现场弹线定位；2、支架、埋件安装；3、组件安装固定4、线槽及走线5、设备安装6、设备接线五、系统调试1、查看并处理电池板阴影问题；2、检查各箱体内部和电池板内的接线可靠性；3、组串电压测量；测量组串电压是否在合理范围内。4、绝缘电阻测量；相间、相对地≥ 0.5M Ω ，二次回路大于 1M Ω （测量采用兆欧表）。5、接地电阻测量；所有不同用途和不同电压的电气设备应使用一个总的接地体，接地电阻值≤ 4 Ω （测量采用接地电阻测试仪）。6、并网运行观察设备运行正常与否（查看设备说明书），测量逆变器的输出电流和电压，确认逆变器显示数据的准确性。7、监控软件调试8、记录发电数据六、人员培训及资料移交6.1 人员培训1、根据工程特点，编写光伏监控系统操作手册、光伏系统操作手册、用户维护手册。2、准备好逆变器说明书、光伏并网柜说明书、直流汇流柜说明书、气象站说明书等工程涉及到的重要设备的说明书。3、重点讲解光伏发电的简单原理、现场光伏组件分布情况、设备分布地点，操作过程中需注意的细节等。4、现场示范如何进行操作，并请受训人员独立操作一遍，并指正可能出现的错误操作。5、记录参与培训人员姓名和电话，以便后期出现故障或维护时联络。6.2 资料移交1、根据现场实际施工情况以及现场的实际尺寸，在施工图的基础上修改，最终绘制成竣工蓝图；2、培训资料、设备说明书；3、施工报验资料；4、发电运行记录；5、提供竣工资料签收表和设备移交表与接收方签字并留底。六、光伏发电系统中电缆敷设与防火封堵做法浅析一、光伏系统常用电缆敷设方式电缆的敷设分为明敷和暗敷。对于光伏发电系统，常用电缆敷设方式有直埋敷设、保护管敷设、电缆沟敷设、线槽桥架敷设等。1.1 电缆敷设的一般规定1、电缆的路径选择，应符合下列规定（ 1）应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害。（ 2）满足安全要求条件下，应保证电缆路径最短。（ 3）应便于敷设、维护。（ 4）宜避开将要挖掘施工的地方。2 、电缆在任何敷设方式及其全部路径条件的上下左右改变部位，均应满足电缆允许弯曲半径要求。3、同一通道内电缆数量较多时，若在同一侧的多层支架上敷设，应符合电压从高到低、由下而上的顺序。相同电压等级的电压宜敷设在同一层。4、同一层支架上电缆排列的配置，电力电缆相互间宜有 1 倍电缆外径的空隙，不宜叠置。5、在隧道、沟、浅槽、竖井、夹层等封闭式电缆通道中，不得布置热力管道，严禁有易燃气体或易燃液体的管道穿越。6、除架空绝缘型电缆外的非户外型电缆，户外使用时，宜采取罩、盖等遮阳措施。1.2 电缆敷设方式电缆敷设方式的选择，应视工程条件、环境特点和电缆类型、数量等因素，以及满足运行可靠、便于维护和技术经济合理的原则来选择。1、直埋敷设直埋电缆是按照规范的要求 ,挖完直埋电缆沟后 ,在沟底铺砂垫层 ,并清除沟内杂物 ,再敷设电缆 ,电缆敷设完毕后 ,要马上再填砂 ,还要在电缆上面盖一层砖或者混凝土板来保护电缆 ,然后回填的一种电缆敷设方式。2 、保护管敷设当电缆与道路、铁路有交叉或需穿墙时应采用保护管敷设方式。3、电缆沟敷设4 、线槽桥架安装同一路径无妨干扰要求的线路，可敷设于同一金属管或金属槽盒内。金属导管或金属槽盒内导线的总截面积不宜超过其截面积的 40 ，且金属槽盒内载流量导线不宜超过 30 根。控制、信号等非电力回路导线敷设于同一金属导管或金属槽盒内时，导线的总截面积不宜超过其截面积的 50 。电缆托盘和梯架水平敷设时，宜按荷载曲线选取最佳跨距进行支撑，且支撑点间距宜为 1.5m ～ 3m 。垂直敷设时，其固定点间距不宜大于 2m 。二、电缆敷设中防火封堵做法防火封堵用于封堵各种贯穿物，如电缆、风管、油管、气管等穿过墙（仓）壁、楼（甲）板时形成的各种开口以及电缆桥架的防火分隔，以免火势通过这些开口及缝隙蔓延。我司工程技术（上海）有限公司在施工中总结和搜集的光伏发电系统常用电缆敷设防火封堵做法如下七、民用光伏发电系统的操作使用及注意事项浅谈一、系统的操作、使用光伏发电系统的设计寿命达 20 年以上，其故障率较低，安装调试完工后可自动运行。当您想停止系统的运行时请按照以下步骤操作。总的原则是先断交流再断直流。1.断开并网接入柜里面的并网断路器；2.断开逆变器直流侧开关（如下图）；3.断开直流汇流箱内的直流断路器（如有直流汇流箱）；当您想再次运行系统时请按照以下步骤操作。1 、确保直流汇流箱内的每一路直流电压正确后合上汇流箱内的直流断路器（如有直流汇流箱）。以我司工程技术（上海）有限公司生产的 240W 多晶硅电池板为例，每块电池板开路电压为 36.6V ，若 10 块串联成一串，则每路开路电压应为 350V 左右。2、合上并网接入柜里的并网断路器；3、合上逆变器直流侧开关；4、然后逆变器自检启动，系统开始发电运行。注意在操作时要确保避免高空作业可能发生的意外，及佩戴好安全护具绝缘工具。二、系统注意事项2.1 光伏组件维护注意事项为了避免电弧和触电危险，请勿在有负载工作的情况下断开电气连接。必须保持接插头干燥和清洁，确保它们处于良好的工作状态。不要将其他金属物体插入接插头内，或者以其他任何方式来进行电气连接。除非组件断开了电气连接并且您穿着个人防护装备，否则，不要触摸或操作玻璃破碎、边框脱落和背板受损的光伏组件。请勿触碰潮湿的组件。光伏组件附近禁止放置可燃性液体、气体和易爆炸等危险物品。在火灾事件中，即便光伏组件与逆变器断开连接、光伏组件部分或整体烧毁、系统线缆折断或损坏，光伏组件仍可能继续产生有危险性的直流电压。因此，在发生火灾时，尽量远离光伏发电系统，直到采取相应措施确保光伏系统的安全性后方可接近。请不要系统工作的时候遮挡光伏组件，因为一块或多块光伏组件部分或全部被遮挡时系统性能和发电量会明显降低。请不要踩踏或将重物放置在组件表面上，以免造成电池片隐裂。光伏组件在长时间运行后，组件表面会沉积尘土或污垢，降低了输出功率。建议定期在早晨或者下午较晚的时候进行组件清洗工作（使用清水软布），尤其是在平时降水较少的地区和风沙灰尘较多的地区。注意不能清洁玻璃破碎的光伏组件或暴露在外的线缆，避免产生危险。在清除光伏组件表面积雪时，请用刷子轻轻清除积雪。不能用坚硬物体清除光伏组件表面上冻结的冰。2.2 逆变器注意事项逆变器均已在完工后设置好，非专业人士请勿接触逆变器等光伏设备。请勿触摸逆变器的散热装置，以免烫伤。禁止在逆变器附近放置危险品。不宜私自改动逆变器位置，因为我们当时安装设计是已经考虑到适合逆变器运行的环境因素。特别是逆变器不宜放置在暴晒或通风不良的地方。禁止遮挡逆变器的通风装置。断开逆变器交流或直流电压的顺序首先断开交流电压，然后断开直流电压。定期清理逆变器箱体上的灰尘，清理时最好使用吸尘器或者柔软刷子，而且只能用干燥的工具去清理逆变器。必要时，清除通气孔内的污垢，防止灰尘引起热量过高，导致逆变器性能受损。八、组件的优劣分析太阳能光伏组件常规的外观检验容易忽略一些细节上的质量问题，但是这些细节问题往往会对光伏组件是的使用寿命和可靠性产生极大的影响。我司每块光伏组件都是工厂全检后由我们的驻厂工程师进行二次全检，杜绝有问题组件流到用户手中。本文简单介绍一下组件在外观方面的选取和检验，以便一般业主在辨别优劣产品时有一个较初步的方法。问题实物图片造成影响焊接面积太小直接造成接触电阻增大，组件运行过程中会产生大量热量引起背板脱层，并且随着时间流逝脱层面积可能会逐步扩大最终导致组件无法达到设计使用寿命。边框壁厚太薄无法保证承受 2400pa 的风压和5400pa 的雪压，可能造成组件受力产生严重形变无法继续使用背板破损无法隔绝外界的水汽，加速 EVA 的降解和导电材料的腐蚀，加快电池片功率衰减，极大的缩短使用年限。当太阳入射角度偏低的时候，边框的电池阴影有可能片离遮挡住电池边框片的边缘，减距离少电池片有太近效受光面积导致输出功率下降。