太阳能光伏发电系统及建筑一体化.pdf

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1、圃太阳能光伏发电系统及建筑一体化苑帅保定维民建筑设计院有限责任公司摘要：建筑节能是当前的社会热点，也是建筑工程应用领域的技术难点。建筑业常用的可再生能源要数太阳能，笔者结合建设绿色建筑对建筑电气领域的太阳能光伏发电系统的概念组成及建筑一体化内容进行阐述。关键词：太阳能光伏系统；光伏建筑一体化；绿色建筑1前言国家住建部和财政部在2014年关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见中指出：2014年政府投资的公益性建筑和直辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房全面执行绿色建筑标准，力争到2015年新增绿色建筑面积1

2、0亿平方米以上。绿色建筑是在建筑的全寿命周期内，最大限度的节约资源(节能、节地、节水、节材)保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。而太阳能光伏发电系统做为绿色可再生能源是绿色建筑的重要一部分且早在2009年3月26日国家财政部公布的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》中提出在城乡建筑领域实施太阳能光电技术的实施财政扶持政策，实施“太阳能屋顶计划”，支持重点是光伏建筑一体化项目⋯2太阳能光伏发电系统的概念及组成2．1太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料

3、的光伏效应将太阳光辐射能直接转换成电能的发电系统。按太阳能电池材质分为薄膜太阳能电池和晶体硅太阳能电池，按是否接入公共电网分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏系统是将入射的太阳辐射能直接转换为电能，不与公用电网连接的发电系统，与交流电网连接的光伏发电系统叫做太阳能并网光伏发电系统。2．2太阳能光伏系统主要包括光伏组件、直流汇流箱、直流配电柜、逆变器、交流配电柜、储能装置及其充电控制装置(限于带有储能装置系统)、电能表和显示电能相关参数的仪表组成。并具有基本参数检测、环境参数检测、数据传输显示等功能。2．

4、3光伏电池是将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件，也称太阳能电池。光伏组件是具有封装及内部联结的、能单独提供直流电流输出的，最小不可分割的太阳能电池组合装置，也称太阳能电池组件。由若干光伏组件或光伏构件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑构件而构成的直流发电单元称为光伏方阵。在光伏阵列输出端安装光伏汇流箱，光伏汇流箱是能保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置，内应设置防雷保护装置和断路器，还设有电力检测模块，对输入和输出回路的电压和电流进行检测并通过通信线路上传至光伏电缆检测系统。2．4光伏

5、逆变器按工作方式来分分为：并网逆变器和离网变压器，并网逆变器是将来自太阳能电池方阵的直流电流变换为符合电网要求的的交流电流装置。根据逆变器的内部结构分为带隔离变压器的逆变器(低频工频变压器、高频变压器)和不带变压器的逆变器。对电能质量要求高和不允许存在直流分量的场所，尽量选带隔离变压器的逆变器。2．5储能装置：一般为蓄电池包括铅酸电泡，镍氢电池或锂电池等。一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池或锂电池。免维护铅酸电池是一种常用的蓄电池，它采用全封闭方式，放电率高，特性稳定；无需加水；安装时简单，占地面

6、积小，可水平和垂直安装：期望寿命一般为5~7年。选择蓄电池时首先应能够满足夜间照明的要求，并能把白天太阳能电池组件产生的能量尽量存储下来，同时还能满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能满足夜晚照明的需要，蓄电池容量过大，蓄电池长期处在亏电状态，缩短蓄电池寿命，同时浪费不必要的投资。3光伏发电系统的防雷措施3．1光伏发电系统中电缆多，线路长，给雷击电磁脉冲)的产生、耦合和传播提供了良好环境，由于电磁脉冲可以来自云中放电，也可以来自对地雷击，而光伏发电系统与外界连接的各种长距离电缆在很大范围内遭受

7、雷击电磁脉冲，并沿电力电缆和通信电缆的金属外皮和天馈线传入机房和设备，对于进出电缆防雷电感应的防护措施是：(1)进出电缆必须带金属屏蔽层，且应埋地进出建筑物，并在进出户处电缆金属外屏蔽层与联合接地体做等电位联结；(2)在电源上逐级加装浪涌保护器，实行多级防护，使雷击电磁脉冲在经过多级泻流后的残压小于电站设备的耐压值；(3)在建筑物内的设备综合布线保护管采用金属管。3．2直击雷保护措施；采用避雷带，避雷网和避雷针等做接闪器，以减少直击雷击中的概率。并尽量采用多根均匀布置的引下线，因为多根引下线的分流作用可降低

8、引下线沿线压降，减少侧击的危险，并使引下线泻流产生的电磁场强度减少。接地体宜采用环形地网，引下线宜连接在环型地网的四周，这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。4光伏建筑一体化4．1在城市内建设光伏发电系统，其主要是建筑光伏一体化没计，新建工程光伏系统的设计要与建筑设计同步进行，统一规划，同时设计，同步施工。改建、扩建和在既有建筑上安装光伏系统，应满足该部位的建筑维护、建筑节能、结构安全和电气安全要求。4．2应用