屋顶分布式光伏发电设计分析

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1、屋顶分布式光伏发电设计分析段培明许美娜柳杨雨李东升梁栋国网吉林省电力有限公司吉林供电公司吉林市江城中学摘要：屋顶分布式光伏发电系统是太阳能技术的产物，太阳能技术通过屋顶分布式光伏发电系统实现光能到电能的转换。屋顶分布式光伏发电可以满足建筑的日常需求，同时具有清洁、节能优势。主要探讨屋顶分布式光伏发电设计的关键参数计算、设备选型等内容。关键词：屋顶;分布式光伏发电;太阳能;光伏电池;屋顶分布式光伏发电是常见的太阳能发电技术，设计人员利用建筑屋顶设计分布式光伏发电系统，合理选择发电相关设备，根据实际条件确定发

2、电系统的关键参数，以提高分布式光伏发电系统对太阳能资源的利用率。1分布式光伏发电系统的构成结合屋顶分布式光伏发电系统的设计，列举系统中的几点重要构成，分析如下：(1)逆变器。逆变器具有转化的作用，其在分布式光伏发电系统中负责直流向交流的转换。逆变器的功率应该高于3.75kW，检查逆变器的技术参数，安装到分布式光伏发电系统内。(2)控制器。控制器专门用于控制分布式光伏发电蓄电池的充电与放电过程，同时还可以控制公共电网的接入。控制器电流范围是5^20A,额定电压是48V。(3)光伏方阵申联与并联设计。屋顶分布

3、式光伏发电系统中每个光伏组件都有对应的电压和功率，准确设计出串联或者并联的方式，维护光伏发电的稳定性。(4)蓄电池设计。蓄电池的选择要满足分布式光伏发电的需求，如果蓄电池不能满足负载消耗，住宅用户就要在公共电网内获得电能资源。蓄电池要按照标准的电压指标选择，全而支持太阳能发电。2屋顶分布式光伏发电系统的设计2.1设计光伏电池屋顶分布式光伏发电系统中的光伏电池，较为常见的有薄膜电池、单晶硅、多晶硅。分布式光伏发电系统中的光伏电池设计具有一定的难度，不同类型的光伏电池具有不同的优缺点，既要选择适合屋顶分布式光

4、伏发电系统的光伏电池，又要改进光伏电池的设计，致力于完善光伏电池的应用m。光伏电池设计屮，单晶硅光伏电池具有最高的转换效率，此类电池的制造工艺复杂，成本投入量大，生产能耗高。与单晶硅光伏电池相比，多晶硅光伏电池的转换效率稍低，其制造工艺简单，成木低，在市场中的占有比例要高于单晶硅光伏电池。现阶段市场中，成本最低，研究力度较大的是多晶硅薄膜光伏电池，市场研究中注意到非晶硅薄膜光伏电池，虽然电能转换率偏低，但是弱光性能较高，逐步提高非晶硅薄膜光伏电池的稳定性，就会代替市场中其他类型的光伏电池。在光伏电池设计吋

5、,可以选择多晶硅光伏电池、多晶硅薄膜光伏电池。2.2设计光伏电池支架屋顶分布式光伏发电系统中的光伏电池支架分为跟踪式、固定式2种，按照屋顶分布式光伏发电系统的实际情况，选择可用的光伏电池支架m。本文主要以跟踪式为例，分析光伏电池支架的设计和应用。跟踪式光伏电池支架按照阳光循迹分成双轴循迹、水平单轴循迹、竖直单轴循迹、倾斜单轴循迹4种，此类跟踪式的光伏电池支架比固定式支架的效率高，太阳能资源的输出量明显增加。2.3设计组件角度屋顶分布式光伏发电设计屮的系统组件，应该准确设计好组件的角度，调整好光伏电池的安装

6、角度，促使分布式光伏发电系统可以获得最佳状态的发电量。电池组件角度有方位角和倾斜角2种，按照屋顶分布式光伏发电设计的实况，分析方位角与倾斜角的设计。方位角是指太阳产生峰值的方位，太阳在不同的季节中方位角不同，夏季与冬季的太阳方位角有明显的不同，再加上屋顶方位角的影响，因此就要准确地设计屋顶分布式光伏电池组件的方位角，组件方位角的负荷最大值，要与光伏电池的出力峰值相同，具体的计算方法是：式（1）中：G为光伏电池板组件的方位角;T为指日负荷峰值时间；为经度。由此可直接计算出可用的组件方位角。倾斜角是指屋顶分布

7、式光伏发电系统一年总发电量最大时的角度数据，其计算公式是：式（2）中:Rfi为屋顶分布式光伏发电系统中光伏阵列面上的太阳能辐射总量;S为水平面状态下太阳能的直接辐射量；ci为正午太阳的高度角；P为光伏阵列倾角；D为散射辐射量。2.4计算阵列间距阵列间距是指在设计间距内光伏阵列不会受到遮挡物的影响，最小间距值的设计范围在冬至日9:00—15:00之间。屋顶分布式光伏发电设计中阵列间距的计算公式是：式（3）屮:D为屋顶相邻光伏阵列的间距;L为阵列的倾斜面长度；P为光伏阵列的倾角；（1）为地区纬度。2.5规划设

8、备材料屋顶分布式光伏发电系统中的设备材料是一项重要的设计工作，发电系统中设备材料的规划中，必须确保各项材料能够符合设计的需求。列举设备材料中的几点设计要求如下：（1）光伏电池阵列的规划决定丫汇流箱进线时的回路数，汇流箱进线时尽量现场布置，采用直接连接的方式，防止进线时出现损耗的问题；（2）分布式光伏发电设计中的逆变器设备，应该以并网的实际要求为例，并结合光伏电池的连接方案设计；（3）连接分布式光伏发电系统的电缆线路，应该按照并