太阳能光伏发电系统设计及安装要点的思考

太阳能光伏发电系统设计及安装要点的思考

吴勇

江苏华源新能源科技有限公司 江苏南京 210000

摘要：在社会经济与科技飞速进步的背景之下，对电力资源的需求在不断增加，需要积极探索不同的生产模式，从而对传统的火力发电形成良好的补充。太阳能光伏发电因其独特的优势应用越来越广泛。在其系统的设计与建设过程中必须要保证系统和电网的连接正确性，维护好可再生电能生产的发展。因此，系统性地介绍了太阳能光伏发电技术的概念，并详细讨论其系统设计和安装要点。

关键词：太阳能；光伏发电系统；设计；安装要点

引言：

随着技术的进一步发展，目前已经能够实现并网光伏发电和大规模建设的需求，为电力生产形成了良好的补充，也进一步推动了我国光伏产业的发展与进步。在进行光伏系统的设计中必须要进行详细的计算并充分考虑到建设地环境因素的影响，确保能够实现高效率的光电转化，提升电力系统输配电的能力。

1. 太阳能光伏发电系统概述

在电力需求不断扩张的影响之下，采用太阳能发电的方式也成为了当前更加环保的生产模式之一。在光伏系统当中，通过硅或其他光电材料内部结构的特殊性能够实向光子的吸收，材料内部的基态电子将其吸收后达到更高的能级，由于状态不稳定，同时又会向下辐射产生与材料能及间隙相同频率的载流子，在这个过程当中就能够实现光向电的转化，也是光伏系统能够进行电力生产的基本原理^[1]。太阳能发电系统基于光伏原理能够对当前的电力生产形成补充和缓解，具有更好的环保效果和经济效益。

2. 光伏系统设计要点分析

1. 系统组件要求

在光伏系统的设计当中对于组件的构成有一定的要求，在设计时要从系统结构和联系方式的角度出发做好要点分析。在该系统当中要有专门的光伏作为光电转换和电力资源生产的主要构件，一般选择并联的方式对太阳能光伏板进行扩展，这种连接方式能够更好的保持电路的稳定性，在对光伏发电的规模进行拓展的过程当中更换方式也更加简便，不需要进行线路电压的调节。结合实际环境和带太阳能发电组规模的计算将其平均分摊在每块电池板能够负载的电力生产容量后，需要有专门的电力存储介质将生产的电力资源进行短暂的存储，并从蓄电池中能够和原有的电网进行连接完成全额上网传输工作。不同组件之间的连接必须要保证线路设计的科学性，合理调节光伏系统的光电转换效率，并保证系统代理生产的安全性。

2. 效率容量计算

在对光伏系统的实际转化效率和电力负载容量进行计算的过程当中首先要根据组建的连接方式和系统的结构对于光电流的限流大小进行合理控制，尽量保证在每一块光电池板上的实际容量分摊能够更加平均，有利于提升在并联系统下的总体工作效率^[2]。结合光电系统实际的电力生产大小对于蓄电池组的选择也有一定的限制要求，尽量保证其容量能够满足系统的实际转化规模，并按照一定的比例进行折算后留出充足的容量空间，避免在特殊天气条件下由于光电转化效率的提升造成了电力资源无法存储和浪费的问题。也有一些独立光伏发电系统是采用串联的方式连接，要注意对系统增压和实际运行功率的合理控制，确保系统容量和转化效率计算的科学性。

3. 适用环境分析

由于光伏系统的实际电力生产能力和转化效率不仅与光伏电池板本身的结构特性相关，对于建设环境和光照条件等也有一定的依赖性，在进行结构系统的设计之前必须要加强对建设对环境和气候条件的分析工作，开展更有针对性的写的红设计处理。在一些光照条件较好但周围没有人员居住的地方需要提前进行光伏板的支架建设使其能够稳定形成组件连接，而一些有人群集居的农村地区等可以考虑运用建筑一体化的方式进行系统构建以提升实际经济价值。场地的规模大小对于光伏系统的设计也有很大影响，必须要进行发电系统的监控测量和存储维护，避免在运行过程中产生安全隐患而不能及时发现。在适用环境的影响之下，设计人员可以选择分布式连接或独立连接的方式构成光伏系统。

3. 光伏发电的安装要点分析

1. 安装倾角控制

在光伏板的安装过程当中，其倾角对于发电效率会产生直接影响，必须要进行合理控制和精准计算才能够保证系统的实际生产效益。在进行倾角控制之前需要根据建设地实际环境和光照条件进行归一化计算，按照不同的月份和日光照量进行总计，再将其分摊到每一天，从中寻找光伏电池板倾角和光通量均匀性之间的关联情况，关联度越大则说明该成角对于提升光电转化效率更加有利^[3]。安装人员在进行作业时要严格按照工程方案和设计标准当中的要求对每一块光伏板的倾角控制和连接方式进行把控。在技术的不断发展之下，在一些全新的光伏系统设计当中还能够实现光伏电池板的动态化调节，可以根据时间或光通量作为自变量形成跟踪式的光伏板安装，但整体系统的造价会有进一步的上升，需要结合成本综合化考虑。

2. 系统支架建设

光伏系统的支架搭设是电池板安装的重要硬件前提，为了保证电池板底部支座的稳定性，一般会选用混凝土浇筑的方式进行构建，对于一些设计到建筑一体化的光伏系统支架连接可以通过膨胀螺栓对支架底座进行固定，确保实际连接的稳定性

^[4]。在上层支架的连接过程当中要综合考虑到光伏板的安装角度和安装高度问题，严格参照设计方案当中标注的尺寸参数进行安装建设，若支架系统的作业存在定位偏差会对后期光伏板的架设和实际光电转换效率产生较大影响，必须要进行合理控制。在支架和光伏系统的建设完成后要有专门的技术人员对其进行验收，着重观察底座安装的平整程度和光伏板的构建角度，若超出方案标注的限定范围需要及时对其进行调节和处理，若出现连接松动等情况下要及时运用垫片进行找平和加固。

3. 电力线缆连接

由于在光伏系统的应用当中要形成完整的电力线路连接，将经过光电转换生产的电力资源存储在蓄电池中，或通过全额上网的方式并入到当地电网结构当中。在进行电力线缆的连接是必须要保证安全性，一般会在系统当中引入逆变器对电力线路的电压和电流进行合理控制，同时要做好光伏系统的接地结构建设，确保线路设计的合理性与完整性。在传上网的光伏生产系统当中要对电流进行整流处理，并严格按照系统设计的容量进行电力传输，避免因为电力冲击造成电力网络中出现电泳或电力波动的问题，影响实际的电力供给质量。在安装过程当中要严格按照建设方案的线路连接方式处理，通过电气验收后才能够参与到电力资源的生产当中。

4. 结束语

总之，在光伏系统的设计中必须要提前进行实地考察对光伏系统的发电容量和转化效率进行详细计算和合理控制，确保能够完成电力上网传输的负载需求，并保证和建设环境有充足的适应性。在安装光伏组件时要注意各个零件和支架的搭接，严格控制光伏板的建设角度保证最大通光量。在进行光伏线路和电网之间的连接时必须要考虑到电泳和波动等影响，确保电网系统的安全稳定。

参考文献：

1. 白永生.光伏发电的发展与设计思路[J].现代建筑电气,2017(11):01-08.

2. 王莹.太阳能资源特性及太阳能光电板的设计角度[J].城市建设理论研究(电子版),2015(05):2080-2082.

3. 郭海.太阳能光伏建筑一体化的分析与设计[J].电气技术设计与应用,2011(07):53-58.

4. 钟伟东,刘继文等.分布式光伏发电20kV并网系统设计[J].现代建筑电气,2017(08):42-48.