关于太阳能实验室项目的电气方案与思路

关于太阳能实验室项目的电气方案与思路

霍凯

（中国电子系统工程第二建设有限司江苏省无锡市214135）

摘要：新型可再生能源产业是全球能源发展趋势，根据ASES（AmericanSolarEnergySociety）预测，到2010年前，全世界太阳能电池的市场需求量将以每年10～15％的速度增长，市场前景广阔。在各种类型的太阳能电池中，晶体硅太阳能电池仍然占据着85%以上的份额，但由于其自身发展的多方面原因，现在正受到来自薄膜太阳能电池技术的挑战。

最近几年，中国国内的太阳能电池厂家也在如雨后春笋般不断涌现。随着太阳能技术的不断提高及中国国内政治、经济、技术环境等各方面综合影响力的作用，各种实验室、研发车间也逐步在各大城市建立。对于一个成熟、职业、紧紧把握市场脉搏的机电安装承包企业而言，这样的机遇，我们是有必要拥有灵敏的嗅觉的。

本文是根据某太阳能实验室项目为对象，根据相关工艺研发实验需求提供的电气方案。从保证其工艺运行所需的各方面照度、温湿度、洁净度等一系列环境因素的考虑充分，主要对照明、动力、空气洁净空调控制、监控系统、消防等系统进行的综合设计。设计的意义在于，在把握业主工艺需求的基础上，将积累的专业施工技术融合到实际的工程设计需要中去，把握业主的工艺方面的具体需求。对这些研发室、实验室的机电设计，也能从一个侧面了解太阳能产业发展的脉搏，对本企业从事太阳能项目设备机电安装发展方向也有提前预知的作用。

关键词：硅电池；薄膜太阳能；设计思路；动力照明；火灾报警系统

3.2.2光源及灯具选择

净化间、办公室的室内照明一般采用高效荧光灯管，配快速启动电子整流器。

洁净区采用白光净化吸顶式荧光灯；非洁净区有吊顶处采用嵌入式荧光灯，无吊顶处采用吊装式荧光灯。办公室采用嵌入式带格栅反射罩的荧光灯。所有荧光灯采用飞利浦三基色荧光灯管；所有灯具的安装（包括电气基本材料）应遵循中国规范及（IEC）标准。

根据电气照明设计规范要求，应急照明的照度值为一般照明的10%左右。光源及照明灯具选型与所在区域的一般照明的光源及灯具相同，要求在办公室、洁净及辅助室、通道及出口、电气间、大于50平方的房间设置。另外，在主要通道及出口处设诱导标志灯作为疏散照明，其地面照度值为0.5LX，带方向指示。诱导标志灯自带后备电池，应急时间为90分钟。

3.2.3照明控制

洁净区的照明灯具采用照明配电箱内带支路控制继电器进行集中控制，支持区的房间及办公室、动力站房的照明灯具采用安装在门边的跷板开关分散控制。应急照明由设在出入口或走廊端头开关控制。

3.2.4照明配电设备的选择

照明配电箱采用小型照明配电箱，内设小型断路器实现线路的过载保护和短路保护。照明配电箱安装在便于操作和维修的地方。

3.2.5照明电线、电缆选择及敷设方式

照明导线选择原则同电力。照明干线、支干线选用ZC-YJV－0.6/1kV型阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，支线选用ZC-BV－450/750V型阻燃铜芯聚氯乙烯绝缘电线。应急照明支线选用ZCN-BV-450/750V。

照明干线、支干线沿电缆桥架、电缆线槽敷设，支线沿线槽或穿镀锌焊接钢管在吊顶上敷设。

凡进出洁净区域的照明管线均在出入口处作防火和密封处理，以保证火灾消防及洁净度的要求。凡有化学腐蚀性的场所照明线路穿PVC管保护，并作密封处理；有防爆要求场所的照明线路须穿镀锌焊接钢管保护并作密封处理，且需作接地处理。

所有照明配电支线终端至灯具接线口段的线路采用穿镀锌焊接钢管保护。

3.2.6照明安全接地

照明配电系统的接地型式为TN-S系统，。PE线与照明配电箱外壳、电缆桥架、电线金属保护管、灯具外壳均作可靠连接。PE线截面要求同电力。

3.3接地

3.3.1接地装置

接地装置由接地极，接地引线，以及接地端子箱等构成。

3.3.2防静电接地

本次实验室工艺环境有防静电要求，因此防静电接地也是本方案工作需注意的重要环节。防静电接地主要用于有防静电要求的工艺设备、装置、工作台、洁净室系统的金属墙板、产生静电的金属容器、动力传输管道等的接地。其电阻值要求R≤30Ω。本工程防静电接地为独立接地，各接地系统之间为避免相互干扰，应相隔20m以上距离。洁净室系统内部采用的防静电装修材料（防静电PVC板），其表面电阻值应在1×106～1×109Ω范围内。

3.4自动控制与自动调节

3.4.1系统概述

本工程设置设备管理控制系统（FMCS），FMCS自成系统。该系统对空调系统、排风机、水泵等动力设施进行控制；风冷热泵机组自带控制柜，运行信号传至FMCS系统监视。

3.4.2系统各组成部分功能要求

现场仪表、传感器及执行器：包含温度、湿度、压力传感器、压差传感器、变送器、差压开关、信号转换器、执行器等，采集测量各子系统现场工艺参数和状态信息，并通过执行器完成调节控制。所有传感器的输出信号为4～20mA标准信号，选用的传感器应是工业型的、性能稳定，能长周期运行。控制阀应按要求的控制精度定位选择，执行器控制信号均为4～20mADC。

DDC控制器：独立完成办公区空调系统各种参数如温度、湿度等的控制。DDC控制器可通过其显示设备及输入键盘进行起/停控制、设定参数和状态监视。DDC控制器之间由现场控制总线连接在一起，并通过监控系统网络连接至工厂原有FMCS工作站，进行空调系统的报警监视。

3.5火灾自动报警与消防联动控制系统

本次实验室为净化空调厂房，根据相关消防防火规范要求，生产的火灾危险性类别为丁类。按照国家规范要求，为能及时发现火情，保证人员和设备的安全，设置火灾自动报警与消防联动控制系统，系统保护对象按二级。

火灾报警，应急广播系统，接入公司原有系统。

火灾报警系统采用区域报警系统，二总线地址编码探测系统。

火灾报警系统的主电源采用消防电源，二路电源供电。直流备用电源采用火灾报警控制器的专用蓄电池。

3.5.1火灾探测器及手动报警按钮、声光报警器、重复显示盘

在主要房间、走道、生产区吊顶内设置光电感烟探测器，茶水间设置感温探测器，特气间设置防爆型感温探测器，考虑到遇紧急火警情况及时报警，在靠近消火栓的地点及通道出口设火灾手动报警按钮、消防电话插座和声光报警器。根据消防规范要求，由于实验室内结构紧凑，从楼层的任何位置到最近的一个手动报警按钮的步行距离小于30m。

3.5.2消防专用电话

在原有消防控制室设消防电话主机，考虑具体所需消防电话的合适使用位置，在配电盘所在工具间设消防专用电话分机。在火灾手动报警按钮安装处设消防电话插座。

3.5.3消防联动控制

火灾报警及消防控制系统需对下列设备进行联动控制：

（a）启动火警相关部位的声光报警器。

（b）启动火警相关部位的火灾应急广播，指挥人员疏散。

（c）停止火警相关部位的空调送排风机、通风机，并接收其反馈信号。或防火阀70℃关闭时，联动停止该防火分区空调送排风机、通风机，并接收其反馈信号。

（d）启动火警相关部位的排烟风机、排烟口，并接收其反馈信号。

建筑原有消火栓，启动原有的消火栓泵。本次改造增加的消火栓仍接入原线路，启动原有的消火栓泵。各消火栓增加报警按钮，消防控制室显示启泵按钮的位置。

控制喷淋泵的启、停，显示喷淋泵的工作、故障状态，压力开关启动喷淋泵，显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。

在确认火灾后，切断有关部位的非消防电源。

门禁系统自动释放功能。门禁控制系统在正常状态下为常闭状态，当发生火情时，消防主机发出联动控制信号，门禁系统自动打开。

4、结论

提供专业的机电设备安装设计方案，是作为一个成熟EPC（Engineering，ProcurementandConstruction）总承包商所必须具备的能力。在机电行业竞争日益激烈，业主的需求综合化的今天，太阳能项目是未来机电行业一个新的开发增长点，而EPC总承包管理也是大势所趋。而且设计思路是对其未来工艺的良好运行，环境需求起到关键的基础性作用。

在相关电气方案设计中，应巩固太阳能项目机电设备电气安装施工的基础上，把握该行业工艺实验、生产、操作流程，并将二者充分融合，这样就可以在方案的把握中高屋建瓴，把握行业重点，并在机电总承包管理中积累、沉淀，不断开拓发展。

参考文献：

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