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1、第五单元 太阳能光伏系统的施工教学目标1.掌握电气施工的步骤、安全措施、搬运材料的注意事项以及检验单的应用2.掌握太阳能电池组件和功率调节器之间的布线，从功率调节器只室内分电盘的布线工程作业内容、要求。熟悉太阳能电池阵列的检查和电缆的正确选择。掌握电缆接头的处理工艺。了解防火隔墙贯通部分的处理。3.掌握接地施工的种类和适用范围的实施方法。了解布线施工材料的种类和性能。4.了解太阳能路灯的施工过程。太阳能光伏系统工程的施工不仅仅要保证自身系统的安全可靠，同时要确保建筑物的安全可靠。为此，必须考虑安装条件、安装方式、安装强度，包括太阳能光伏电池板在屋面安装时对屋面载荷的影响、太阳能电池板自身载荷和
2、抗风能力、抗冰雹冲击等工程的应用问题。由于太阳能光伏系统的施工不仅涉及设备安装，还涉及设备的调试和电力施工，故大大增加了太阳能光伏系统的施工难度。课题一 光伏系统的施工步骤知识要点1.施工检验单2.安全措施3.电气施工步骤4.设备的选购市场上光伏系统的设备很多，如何选择合适的光伏系统设备呢？这是我们接下来要讨论的问题。一、光伏系统设备的选购（一）太阳能电池板组件的选购： 太阳能电池的主要功能是将光能转换成电能，这个现象称之为光伏效应。太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部分。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三
3、种。在太阳光充足日照好的东西部地区，采用多晶硅太阳能电池为好，因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区，采用单晶硅太阳能电池为好，因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好，因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。1.太阳能电池的电性能参数。太阳能电池有以下五大电性能参数： （1）Ic：短路电流。（2）Im：峰值电流。（3）Voc：开路电压。（4）Vm：峰值电压。（5）Pm：峰值功率Pm= ImVm。想一想：如何选购质量好又便宜的太阳能电池？注：以上计算根据太阳能电池的外特性。2.选购的方法。
4、太阳能电池板组件串并联后经封装形成太阳能电池板，再按照实际需要进行连接，加上整流器、逆变器（逆变器之类的设备组合），形成光购买太阳能电池板前首先确定用户的用电需求，还有考虑设计选用设计的太阳能电池板的电子技术，即单晶、非晶硅太阳能电池的效率则越低，安装需要的场地也就越大。在确定需求和所用技术后，就可以根据当地的日照情况（这里用PSH，即Peak sunshine hour）来计算（根据当地的气象部门资料确定），再考虑温度，灰尘、制造和整个发电系统的损失，从而可以确定需要购买电池板的数量。一般太阳能电池板标准是312电池的串联，电压20V/板左右，电流在2A左右，厂家也可以根据设计的需要增加或者
5、减少电池的数量。太阳能电池板的重要参数有：开路电压Voc、短路电流Isc、峰值电流Imp、峰值电压Vmp，还有NOCT（normal cell operating temperature）太阳能电池的工作温度。根据上述主要技术指标就可以判断电池板的质量好坏。3.太阳能电池板性能比较。（1）按照工艺来说，目前硅基太阳能电池的技术最为成熟。（2）按照技术来说，单晶硅的效率最高。（3）按照价格和回收成本来看，非晶硅的竞争力更强。（二）充放电控制器 无论太阳能灯具大小，一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命，必须对它的充电放电条件加以限制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差
6、较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能，具有光控、时控功能，并应具有夜间自动切控负载功能，便于阴雨天延长路灯工作时间。另外，由于太阳能光伏发系统的输入功能量极不稳定，光伏发电系统中对蓄电池充电的控制要比普通蓄电池充电的控制复杂些。对于太阳能光伏发系统的设计来说，成功与失败的关键往往取决于充放电控制电路，即没有一个性能良好的充放电控制电路，就不肯有一个性能良好的太阳能光伏发电系统。为此，充放电控制器必须具有以下几个特点：（1）反充电控制。（2）放过充电控制。（3）防过放电控制。（4）温度补偿。（三）太阳能蓄电池的选用 由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不
7、稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储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够满足夜晚照明的需要，蓄电池过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷（路灯）相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压2030%，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载
8、日耗量高6倍以上为宜。 1.蓄电池容量的计算。根据可向负载提供的电压、供电时间来确定蓄电池的容量。具有深放电功能的蓄电池，其电量的技计量单位一般为安培小时（Ah），它表明在单位时间（通常为20h）能够提供的电流值20h率容量。如何根据使用的灯具来确定蓄电池的容量，简单的方法就是将其的功率乘以蓄电池每次充电间隔的使用时间，得出结果为瓦小时，将瓦小时除以其额定电压，就可以将瓦小时转换为安培小时。按这种情况选择，蓄电池会将电放尽，而一般蓄电池放电的理想状态为50%，所以应根据实际情况予以考虑，选择蓄电池应留有余量。蓄电池的电量（安培小时）越大，供电能力就越强，蓄电池过度放电的可能性就越小。2.需用原
9、则（1）按需选择的原则。根据实际需要，计算出需要的电池容量与数量。（2）安全的选择原则。出于安全的原则，应该选择品牌厂家生产的蓄电池，选择有技术力量以及服务好的经销代理商。（3）性价比选择的原则。根据产品的质量，有的蓄电池寿命只有两年，有的蓄电池寿命长达10年，进行比较选择最适合用户的蓄电池。（四）逆变器的选购想一想：在电气施工中如何保护自身的安全？根据确定的输入直流电压、负载大小以及负载类型来选购逆变器。因一般逆变器。因为一般逆变器输入的直流电压只有一挡，用户需根据直流电源选择相应规格的逆变器。同时，负载的大小和类型是用户在选购逆变器时应重点考虑的内容，因逆变器的最大输出功率是一定的，如使用
10、带有压缩机的负载，它的启动功率往往超过额定功率数倍，就要选择输出功率较大的逆变器。光伏系统包括的组件，再加上室内、室外同时施工，增加了系统的施工难度。你想知道光伏系统施工的过程吗？在施工又要注意哪些问题你额？二、电气施工步骤太阳能光伏发电系统的电气施工和太阳能组件的安装是同步进行的。如图5-1所示，从太阳能组件布线开始，依次进行配电箱和功率调节器等设备的安装，以及它们之间的相互连接。分电盘的改造（新装）太阳能电池组件间的布线接地太阳能电池阵列和接线箱间的布线从接线箱到功率调节器的布线剩余电能计量用电表的安装从功率调节器到分电盘的布线室外布线完成接线箱的安装功率调节器安装图5-1电气施工的程序三
11、、安全措施（一）服装作业人员为确保自身安全以及防止二次事故，在作业时必须适当的防护服装。1.戴安全帽。2.系安全带（为防止坠落必须使用）。3.穿安全防护鞋或轻便运动鞋（有防滑效果）。4.携带工具袋（防止工具和工程零件掉落）。另外，使用安全带时，将辅助绳索固定在阵列后面，如果作业时使用滑动卡盘会很方便。（二）防触电措施想一想：对人体而言多少伏特的电压是安全的？每个太阳能电池组件的直流输出电压为35V左右，但是若串联一定数量的太阳能电池组件，则输出电压的变动范围250450V，必须采用防触电的有效安全措施。1.作业时在太阳能电池组件表面铺遮光板，遮住太阳光。2.带好低压绝缘手套。3.使用已作绝缘处
12、理的工具。4.不要在雨天作业，因雨天作业不但存在触电隐患，而且会因湿滑导致坠落事故。四、搬运材料的注意事项使用吊车搬运工程用的各种材料时，若吊车的吊臂前端离电力输电线很近，则施工钱需要与电力公司的有关部门协商，使电线绝缘，活在电力电缆上加保护套管，如图5-2所示。图5-2 搬运时的电力线保护措施五、太阳能蓄电池的安装工艺过程议一议：如果发生触电事故，应如何急救呢？1.安装人员或工程队接到安装的任务指令后，准备好相关的资料（如各厂家太阳能电池安装、记录表等）及全套安装工具（包括万用表等），落实工程日期及工程进度等。2.在开始安装工程前，应组织安装人员或工程队进行培训，介绍安装过程中的注意事项及电
13、池使用方法和维护注意事项，安装过程中一定要注意安全。3.由安装人员或工程队进行电池的开箱检查及配件的清点，装箱单请督导人员签字并收回，配件箱中的电池安装系统图、安装使用说明书等文件应收好，待安装工程结束后交由技术人员负责保管。4.按照施工图纸检查电池在机房的摆放位置是否合理，是否预留了维护空间，是否和热源及可能产生火花的地方（如保险盒等）保持0.5m以上的距离，是否摆放在空调机下面。如果不符合，应先请示公司的工程部是否要修改，修改与否都要有备忘录。5.开箱取出太阳能电池的系统图，严格按照系统图进行安装，不允许缺漏任何系统件（包括电池单体编号的粘贴），所有系统件（备件）应和安装途中规定的型号规格
14、完全一致。安装时因太阳能电池已带电，要注意防止短路，所有安装工具都要缠上绝缘胶布。6.安装连接条之前应先用干净的抹布擦去电池极柱及外壳和钢架上的灰尘，尤其要保证擦干净极柱上的灰尘。7.安装后要逐个检查所有螺钉是否拧紧。指定专人检查、专人负责，确保所有螺钉处于拧紧状态。安装检查结束后，测量并记录所有单体太阳能电池的开路电压和太阳能电池组的总电压，并填写安装统计表（或其他类似的安装表）。8.太阳能电池和开关电源连接前，应认真检查开关电源设置是否正确（参照开关电源设置参数表），确保设置准确无误。9.安装、调试结束后，按照要求填写相关的表格，检查太阳能电池的外观情况并作记录，同时再检查各个连接螺钉有无
15、拧紧，确保太阳能电池防震、防滑及电池间连接可靠。测量每个单体太阳能电池的浮充电压并记录，请技术人员签字认可。六、光伏系统支架安装光伏系统支架的安装工艺与热水系统支架的安装工艺相同，请参考第二单元，这里不再重述。七、太阳能电池方阵的安装（一）安装前准备工作安装组件前应根据组件参数对每个太阳能电池组件进行检查，测试其参数是否符合产品出厂指标。一般测试项目有开路电压、短路电流。1.应挑选工作参数接近的组件装在同一子方阵内。2.应挑选额定工作电流相等或相近的组件进行串联。3.组件接线盒上穿线孔应加工完毕。（二）组件安装1.安装组件时，应轻拿轻放，防止硬物刮伤和撞击表面玻璃。2.组件在机架上的安装完位置和排列方式应符合施工设计规定。3.组件固定面与机架表面不相吻合时，应用铁垫片垫平后方可紧固连接螺丝，严禁用拧紧连接螺丝的方法使其吻合。4.组件与机架的连接螺丝应全部拧紧，按设计要求做好防松措施。5.组件在机架上的安装应平直，机架上组件间的风道间隙、机架间空隙不应小雨8mm。八、检验单的有效使用太阳能电池组件的配置以及接线方法会因组件的输出电压。安装场地等的不同而有所不同，因此在施工前有必要根据检验单对配置、接线方法等进行确认，施工后再次进行确认，
