《太阳能建筑一体化 第四节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太阳能建筑一体化 第四节（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 光伏建筑系统的设计、施工及维护第2节 光伏建筑系统的安装教学目的：了解光伏建筑施工原则，掌握光伏阵列、蓄电池、逆变器、电子线路、防雷接地安装方式及注意事项，了解工程验收内容及方法。教学重点：（1）光伏阵列组件安装方式与注意事项；（2）蓄电池安装及注意事项；（3）逆变器性能与选用。教学难点：1.安装顺序1）根据设计需要选择适合的太阳能光伏板，然后为光伏阵列选择适当的安装方法与安装场所；（地面、屋顶、房屋立面）2）选择蓄电池类型及蓄电池组的安装场所；3）选择必要的功率调节元器件、逆变装置、接线盒及控制柜的安装位置；4）指定相关的安全装置与开关设备；5）进行电力线路系统配置，指定电缆线尺寸与
2、类型；6）准备完整的零件与工具一览表，以便订货和核实。2.安装施工（1）光伏电池板的安装光伏阵列的安装位置靠近控制单元与蓄电池，降低电能损耗；没有或只有最少量遮挡的场所，减少遮挡作用引起的电力产生量损失；安装在最有利于产生最大功率的位置。其他影响事项：光伏阵列必须有足够的强度来抵抗风力载重和积雪载重；光伏阵列必须安全可靠，生命周期为20年；光伏阵列必须留有维护和清洁的通道。光伏阵列的安装类型安装在地面上；安装在建筑立面上；安装在屋顶上。安装形式取决于诸多因素，包括方阵尺寸、可利用空间、采光条件、防止破坏和盗窃、风载荷、视觉效果及安装难度等。组件安装方式： 用自攻自钻螺栓（或长螺栓）或其它结构件
3、，把支架固 定在屋顶支撑结构上，并做好屋面防水。 斜屋顶的组件的一般平铺在屋顶上。自攻螺栓普通螺栓组件安装方式： 在屋顶采用生根或不生根筑起水泥条或水泥带， 并在其中预埋地脚螺栓用于固定组件支架。在大多数情况下，太阳能板会产生大量的热量，太 阳能板的温度增高一度，其效率会相应的减少0.3%0.5%。同时期间产生的热量也会损坏太阳能板 ，从而缩短其使用年限。让空气在太阳能板周围流 通起来，大量的热量就可以被驱散开来，从而将光 伏系统效率提高。常规结构光伏建筑一体化分为建筑附加系统（上图，又 称“后装式光伏建筑一体化”）与建筑构件系统（ 右图，又称“预装式光伏建筑一化”）。 前者是加在原有或新建的
4、建筑物的表面；后者 是作为建筑物的一部分，如屋顶、阳台（遮阳 棚）、天棚、墙体等，与建筑主体同步设计、 同步施工安装、同时投入使用。同一个屋顶的不同光伏系统的对比支撑结构和地基常见安装方式：固定在水泥基础上、带防水的自攻螺栓、嵌入式安装。支架的基本要求：遵循用料省、造价低、坚固耐用、安装方便的原则，进行太阳能电池方阵支架的设计和生产制造；可根据应用地区的实际情况和用户需求，设计成地面安装型或屋顶安装型；支架应选用钢材或铝合金材料制造，其强度可以承受10级大风；支架表面应镀锌、镀铝或涂防锈漆，防止生锈；应考虑当地纬度和日照资源等因素设计成可按季节手动调节电池阵列方位角和倾斜角结构；支架的连接件应
5、采用电镀钢材或不锈钢钢材制造。光伏阵列安装间距遮挡对光伏系统的影响功率损耗、电池发热、降低寿命。阴影影响：随机阴影、系统阴影。处理方式：改变位置、倾角，加强监控。污垢与灰尘：落叶、灰尘等。处理方式：大倾角、雨水冲刷、人工清洁。（2）蓄电池安装影响因素温度（电解液结冰）、通风（释放的气体具有腐蚀性，易爆）、电压（工作电压）、布线（防止过充过放）等。安装及注意事项放置在离阵列较近的地方；保持良好通风，温度在1025之间；绝缘、干燥；避免金属粉末尘埃；接线点必须紧密接触；加液孔必须密封，通气孔必须畅通；不能把酸碱性蓄电池放在一起，也不能与易受酸性腐蚀的物品放在一起；要准备一定的3%5%的硼酸水或苏打
6、水以防皮肤灼伤，另避免铅中毒；要对技术人员做好指导充电工作。蓄电池的充电充电方式：半浮充电方式。浮充是蓄电池组的一种供（放）电工作方式，系统将蓄电池组与电源线路并联连接到负载电路上，它的电压大体上是恒定的，仅略高于蓄电池组的端电压，由电源线路所供的少量电流来补偿蓄电池组局部作用的损耗，以使其能经常保持在充电满足状态而不致过充电。白天，当太阳能电池方阵的电势高于蓄电池的电势时，负载由太阳能电池方阵供电，多余的电能冲入蓄电池，蓄电池处于浮充状态；当太阳能电池方阵不发电或电动势小于蓄电池电势时，全部输出功率都由蓄电池组供电，由于阻塞二极管的作用，蓄电池不会通过太阳能电池方阵发电。注意事项：1）有充电
7、设备的条件下，应对蓄电池先进行45h的补充充电，这样可以充分发挥蓄电池的工作效率；2）无充电设备的条件下，开始工作后45天不要启动用电设备，而是利用太阳能电池方阵对蓄电池进行初充电；3）勿接反极柱。蓄电池失效现象原因：失水（长时间过充浮充）、不可逆硫酸盐化（充电不足或过放电）。判断方法：横向对比（比较当前蓄电池组的端电压）纵向对比（比较单体蓄电池的端电压在蓄电池组中相对位置在多年历史演变中的变化趋势）预防措施：适量补充电量、蓄电池活化、加入添加剂、预防电池失水。结论：1）对于光伏电站来说，单体蓄电池的性能差异是造成整个蓄电池组故障的主要原因。因此要提高单体蓄电池的一致性；2）对于光伏电站来说，
8、免维护不是不用维护，而是需要更加合理有效的维护；3）相对比较判断单体蓄电池状态的简单有效方法包括横向对比和纵向对比，因此需要定期记录单体蓄电池的端电压；4）对于光伏电站来说，最有效的维护是及时给予前充电的落后电池以适量补充电。（3）逆变器的安装逆变器性能额定输入输出电压（电压波动、偏差）；输出电压的不平衡度；输出电压的波形失真度；额定输出频率；负载功率因数；额定输出电流；额定输出效率；保护措施；启动特性；噪音等。1）额定输出电压在输入直流电压允许波动范围内，逆变器应该具有稳压能力。 稳定精度的规定：电压波动范围：单相220V5%，三相380V5%。电压调整率：不大于3%，负载调整率不大于6%。
9、2）负载功率因数 负载功率因数表征逆变器带感性负载或容性负载的能力，功率因数由负载决定而不是由逆变器 决定，在负载功率一定的情况下，如果逆变器的功率因数很低，则所需逆变器的容量就要增 大。额定输出电流是指在规定的输出频率和负载功率因数下，逆变器应输出的额定电流值，逆变器 的额定容量是当输出功率因数为1时，额定输出电压与额定输出电流的乘积。4）保护措施3） 额定输出电流(或额定输出容量)主要有：直流侧：直流过/欠压交流侧：交流过压、欠压、过频、欠频；过流，过载，短路。 输入反接保护、防雷保护、过温保护等。5）启动特性逆变器的启动特性表征逆变器带负载启动的能力和动态工作时的性能。6）使用环境条件
10、a）使用环境温度：户内型为-20+40，户外型为-25+60（无阳光直射）；相对湿 度不大于 95%，无凝露； b） 海拔高度不大于 1000m；海拔高度大于 1000m 时，应按 GB/T 3859.2 规定降额使用； c） 无剧烈震动冲击, 垂直倾斜度5； d） 工作环境应无导电爆炸尘埃, 应无腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽。7）噪音逆变器正常运行时，噪声应不超过65dB，不经常操作、监视和维护的逆变器噪声应不大于95dB，经常操作、监视和维护的逆变器噪声应不大于85dB。逆变器的评价额定输出容量、输出电压稳定度、整机效率、保护功能、启动性能。逆变器的选用注意事项：1）足够的额定输出容量和
11、过载能力；逆变器的选用，首先要考虑具有足够的额定容量，以满足最大负荷下设备对电 功率的要求。对于以单一设备为负载 的逆变器，其额定容量的选取较为简单 。当用电设备为纯 阻性负载或功率因数大于0.9时，选取逆变器的额定容量为用电设备 容量的1.11.15倍即可。同时逆变器还应具有抗容性和感性负载冲击的能力。对一般电感性负载，如电机、冰箱、空调、洗衣机、 大功率水泵等，在起动时，其瞬时功率可能是其额定功率的56倍，此时，逆变器将承受很大的瞬时浪涌。针对此类系统，逆变器的额定容量应留有充分的余量，以保证负载 能可靠起动，高性能的逆变器可做到连续多次满负荷起 动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全
12、，有时需采用软起动或限流起动的方式。例：光伏系统中主要负载是150W 的电冰箱，正常工作时选择额定容量为180W 的交流逆变器即能可靠工作，但是由于电冰箱是感性负载，在起动瞬间其功率消耗可达额定功率的56倍之多，因此逆变器的输出功率在负载起动时可达到800W，考虑到逆变器的过载能力，选用500W逆变器即能可靠工作。逆变器还要有一定的过载能力，当输入电压与输出功率为额定值，环境温度为25时，逆变器连续可靠工作时间应不低于4h；当输入电压为额定值，输出功率为额定值的125时，逆变器安全工作时间应不低于1 min；当输入电压为额定值，输出功率为额定值的150时，逆变器安全工作时间应不低于10s。2）
13、较高的电压稳定性能；性能良好的逆变器的电压调整率应不大于3%，负载调整率应不大于6%。离网型光伏系统中，由蓄电池储存能量， 标称12V的蓄电池，电压的起伏可达标称电压的30%，这就要求逆变器有良好的调压性能。3）在各种负载下具有高效率或较高效率；整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小，功率较大的光伏逆变器还要设计满负荷工作和低负荷工作时的效率值。逆变器的效率是随着负载的变换而变化的，因此，逆变器的最大逆变效率对系统不具有决定意义。负载长时间工作点对应的逆变效率，才具有评估意义。4）良好的过电流保护与短路保护功能；5）维护方便。逆变器安装的准备工作1、在安装前，首先应该熟悉和掌握逆变器的技术特
14、性和安装技术条件，了解逆变器在太阳能光伏发电系统中的地位和作用。2、在逆变器安装前，要对现场的负载有比较清楚的了解。包括额定电压、额定电流、负载相数、额定功率等，安装的逆变器必须与之匹配。3、负载接入前，必须进行绝缘检测，绝缘不好的负载不能接入逆变器供电系统。4、在安装前应仔细阅读逆变器使用说明书，熟练逆变器的操作方法。5、要严格安装逆变器使用说明书进行配线，包括主回路和控制电路，某些情况只能高于说明书要求的规格而不能低于。接线端子需要压接接线鼻的地方要严格执行压接的工艺和标准。6、要考虑电磁兼容性问题，必要时要加装电磁滤波装置。有些场合负载距离逆变器可能较远，要考虑加装输出电抗器及滤波器。逆
15、变器的维护检修 1、在安装前首先应该检查逆变器是否在运输过程中有无损坏。 2、在选择安装场地时，应该保证周围内没有任何其他电力电子设备的干扰。 3、在进行电气连接之前，务必采用不透光材料将光伏电池板覆盖或断开直流侧断路器。暴露于阳光， 光伏阵列将会产生危险电压。 4、所有安装操作必须且仅由专业技术人员完成。 5、光伏系统发电系统中所使用线缆必须连接牢固，良好绝缘以及规格合适。 6、所有的电气安装必须满足当地以及国家电气标准。 7、仅当得到当地电力部门许可后并由专业技术人员完成所有电气连接后才可将逆变器并网。 8、在进行任何维修工作前，应首先断开逆变器与电网的电气连接，然后断开直流侧电气连接。
16、9、等待至少 5 分钟直到内部元件放电完毕方可进行维修工作。 10、任何影响逆变器安全性能的故障必须立即排除方可再次开启逆变器。 11、避免不必要的电路板接触。 12、遵守静电防护规范，佩戴防静电手环。 13、注意并遵守产品上的警告标识。 14、操作前初步目视检查设备有无损坏或其它危险状态。 15、注意逆变器热表面。例如功率半导体的散热器等，在逆变器断电后一段时间内，仍保持较高温度。安装流程（4）电子线路的安装导线：电导率、截面积、长度、电阻的温度系数、重量、成本、抵抗断裂的能力以及对主端点连接的实用性。电缆：导电能力、绝缘能力和良好的物理和化学特性。布线工程需要满足以下几点：1电缆线路施工应符合电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168的相关要求。2线缆外皮颜色选择要规范，如火线、零线和地线等加以区分。检查线缆截面积与其线路工作电流的匹配性。3对穿越楼板、屋面和墙面的电缆，其防水套管与建筑物主体间的缝隙，必须做好防水密封，并做好建筑物表面光洁处理，同时满足阻燃性和阻热性。4光伏发
