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光伏發電系統是將太陽光直接轉換成電流。住宅光伏系統以光伏屋頂的形式可以滿足住戶部分或者全部的日常用電需求，光伏系統還可以配置備用蓄電池，可以在電網停電時對負載繼續供電。   

一、安裝屋頂光伏系統要遵循的基本步驟          

1）確保屋頂或其他安裝位置的面積大小可以容納將要安裝的光伏系統

2）安裝時，需要檢查屋頂是否能夠承受外加光伏系統的質量，必要時還需要增強屋頂的承重能力。

3）根據建筑屋頂的設計標準，妥善處理屋頂。

4）嚴格按照規范和步驟安裝設備。          

5）正確、良好地設置接地系統，能有效避免雷擊。

6）檢查系統運行是否良好。          

7）確保設計和相關設備能夠滿足當地電網的并網需求。

8）由權威檢測機構或電力部門對系統進行全面檢測。

光伏發電系統的種類：一種是與公共電網并聯而沒有備用蓄電池進行儲能的光伏發電系統：另一種是與公共電網并聯同時也有備用蓄電池作為補充的光伏發電系統。  

1）無蓄電池的并網系統          

這種系統在電網可用的情況下才能運行。因為電網的電能損耗非常小，所以這種系統一般來說可以為用戶節省更多的電費開支。然而，倘若電力中斷，這個系統將會完全關閉，直到電網恢復

典型的無蓄電池并網系統有以下部件組成：

1)光伏陣列          

光伏陣列由光伏組件組成，這些光伏組件是由太陽能電池片以某種方式連接在一起并加以密封構成的。通常一個陣列由若干個光伏組件通過支架連接在一起構成。

2)平衡系統的配備(BOS)          

它用于包括將光伏組件融合到家用建筑體系、電氣系統中的支架系統和線路系統。供電線路系統包括逆變器兩端的直流和交流開關、接地保護和太陽能電池組件的過流保護。大多數系統都具有保護控制功能，因為大部分組件都要求源電路中含有熔斷保護。有些逆變器也有熔斷保護功能和其他控制功能。          

3)直流一交流逆變器          

這個設備是將光伏陣列發出來的直流電，轉換成可供家用電器使用的標準交流電。

4)測量儀器、儀表          

這些儀器用以測量和顯示系統的運行狀態、性能以及用戶電能的使用情況。

5)其他元件

公共電網開關(這取決于當地的公用電網)。

2、含蓄電池的并網系統

這種系統是在不含蓄電池的并網系統中加入蓄電池，為系統進行儲能，使得即便是在電網斷電的情況下，系統也能夠為特殊負載提供應急供電。而當電力中斷，這個系統就與電網脫離，形成一個獨立的電源供電線路，采取專用的配電線路為這些特殊負載供電。如果電網停電故障發生在白天，光伏陣列能夠和蓄電池一起給這些負載供電；如果停電發生在夜間，則全部由蓄電池給負載供電，蓄電池能釋放出足夠的能量來保證這些特殊負載正常運行

一個蓄電池備用系統除了包含無蓄電池并網系統中的所有元件之外，還需要增加蓄電池和蓄電池組、蓄電池充電控制器、為特殊要求高保障負載供電的配電盤等部件。 

三、屋頂光伏系統的安裝

1）屋頂結構

方便和適當裝置光伏陣列的地方是在建筑物的屋頂。對于斜面屋頂，光伏陣列應該被安裝在屋頂上并且和屋頂的表面平行，用支架隔開數厘米以達到冷卻的目的。如果是水平屋項，還可以設計出一種優化傾斜角度的支架結構，并把它安裝在屋頂上。屋頂安裝光伏系統必須注意屋頂結構和屋頂防滲透層的密封性。一般而言，每100瓦光伏組件都要求有一個支撐托架。對于一棟新建筑，支撐托架通常在安裝屋頂蓋板之后、加裝屋頂防水材料之前進行安裝。負責陣列安裝系統的工作人員在安裝屋頂時就可以安裝支撐托架。

磚瓦屋頂在結構上往往被設計成接近于它的負重能力極限。在這種情況下，屋頂結構必須得到加強，以承受額外的光伏系統重量，或將磚瓦屋頂改變成專門帶狀的區域安裝光伏陣列。如果把磚瓦屋頂轉變成較輕的屋面產品，就沒有必要加強屋頂結構，因為這種屋頂和光伏陣列的合成質量要輕于被取代的磚瓦屋面產品的質量。

2．遮蔭結構          

能夠替代屋頂安裝的是遮蔭結構安裝光伏系統。這種遮蔭結構可能是一個天井或雙層的遮陽網格，在這些地方，光伏陣列成了遮陽物。這些遮陽系統可以支持小型或大型的光伏系統。          

這種帶光伏系統的建筑比標準的天井覆蓋成本稍有不同，特別是光伏陣列作為部分或全部遮蔭屋頂。如果光伏陣列安裝的角度比一般的遮陽結構陡峭一些，那么就有必要對屋頂結構進行改進以適應風力載荷。光伏陣列的質量是15～25千克／平方米，這個質量在遮蔭支持結構的負重極限之內。安裝屋頂支架的相關勞動力開支可以計入整個天井覆蓋建設的成本之中。全部建設成本很可能要高于在屋頂安裝的成本，但是這種遮蔭結構產生的價值經常會抵消那些多出的成本。

要考慮的其他問題包括：簡化陣列的維護，組件的接線、導線的連接必須保持美觀，不能種植爬藤植物或者必須勤修剪這些爬藤植物以保持組件及其接線不受干擾。          

3．光伏建筑一體化(BIPV)          

另一種類型的系統是用建筑一體化的光伏陣列取代了一些傳統的屋面產品。安裝使用這類產品必須注意要確保正確安裝并使之達到必要的防火等級，并要求合理安裝以避免屋頂漏水。          

四、估算系統輸出          

1．標準測試條件          

太陽能電池組件產生直流電。太陽能電池組件的直流輸出被制造商在標準測試條件下標定。雖然這些條件在工廠里很容易實現，并且允許產品相互之間有差別，但是要對其在戶外條件運行時的輸出功率進行評估，就要對這些數據進行修正。標準測試條件是太陽能電池溫度25℃，太陽輻射強度為1000瓦／平方米(通常稱為峰值陽光強度，相當于晴朗的夏天中午的輻射強度)，以及當穿過大氣質量為1．5AM時被過濾的太陽光譜(ASTM標準光譜)。制造商把在標準測試條件下測定的輸出功率為100瓦的太陽能電池組件稱之為“100瓦的太陽電池組件”。這個電池組件的標定功率允許和實際值有4-5％的偏差。這就意味著95瓦的組件仍然被稱為是“100瓦的組件”。做保守一點的設計，應該使用較低輸出功率值作為依據(用95瓦未代替100瓦)。          

2．溫度影響          

組件的輸出功率隨著組件溫度的升高而減小。當太陽光直射屋頂光伏組件時，組件內部溫度會達到5O℃～75℃。對于單晶硅組件來說，溫度升高將導致組件功率下降至實際功率的89％。因此，100瓦的組件在春天或秋天的正午被充足的陽光照射時，運行中只能產生大約85瓦(95瓦×0.89=85瓦)的功率。          

3．污物和塵埃影響          

太陽能電池板表面的污物和塵埃的堆積將影響陽光的透射，并導致輸出功率減少。大部分地區都有雨季和旱季。雖然在雨季時，雨水能對組件表面的污垢和灰塵進行有效清理，但是要更加全面充分地估算系統，就要考慮到在旱季的時候由于電池板表面的污物所造成的功率減少。每年一般由于塵埃因素所造成的系統功率下降為原額定值的93％。因此，這個“100瓦的組件”在表面有塵土堆積的情況下運行的平均功率為79瓦(85瓦X0.93=79瓦)。          

4．匹配和線路損失          

整體光伏陣列輸出的大功率一般會小于單個光伏組件輸出的大功率之和。這種差異是由太陽能光伏組件的不一致性造成的，也被稱作組件搭配誤差，這將導致系統損失至少2％的電能。此外，電能也會損失在線路系統的內阻上，這部分損失應該保持在低的限度之內，但是，很難把這部分損失降低到系統在正午的時候功率達到峰值，之后在下午的時候又逐漸降低，到夜晚功率將返回零值，這種變化歸因于太陽輻射強度的變化和太陽角度(相對于太陽能電池組件)的變化。          

屋頂的傾斜度和朝向會影響太陽光照射到組件表面的角度，這些影響的具體體現如表1所示，說明如果當地光伏陣列放置坡度在7：12的屋頂上，面向正南的修正因數為100，當屋頂的傾斜角能量的3％以下。一個合理的損失系數應該是5％。

5．直流到交流轉換的損失          

通過太陽能電池組件產生的直流電必須通過逆變器轉換成標準的交流電。這個轉換過程將損失一些能量，還有一些能量損失在屋頂組件到逆變器以及到用戶配電盤的線路上。目前，被用在家用光伏發電系統中逆變器的峰值效率在92％～94％，這是逆變器生產商給出的峰值效率，是在工廠良好的控制條件下測得的。事實上，一般情況下，直流一交流的逆變器效率在88％～92％，通常采用90％作為合理的折中效率。          

因此，由于產品偏差、受熱、線路，交流逆變器和其他電能損失而使得輸出功率降低的“100瓦的組件”，在天空晴朗的中午，多也只有68瓦的交流電輸送到了用戶的配電盤上(100WX095×0.89×0．93×095X0.90—68W)。          

6．太陽方向角和房屋的朝向對系統能量輸出的影響

一天中，太陽光照射太陽能電池板的角度在不斷變化，這將影響輸出功率。“100瓦組件”的輸出功率將從黎明時的零值逐漸上升，隨著太陽方向角的變化，度相同但是陣列朝向東方，產生的功率將是朝正南方向的84％

五、系統安裝 

1．推薦的材料

1)應用在戶外的材料應該耐陽光和紫外線。

2)聚氯酯的密封劑應該用在非閃光的屋頂防水層。

3)材料應該設計成能夠承受暴曬時的溫度。

4)不同的金屬(如鐵和鋁)材料，應該用絕緣的墊片、墊圈，或其他方法將它們互相隔離。

5)鋁不應該和有些材料直接接觸。

6)應該使用高質量的扣件(首選不銹鋼材質)。

7)結構構件材料還可以選用：鋁型材、熱鍍鋅鋼、有涂層或被刷了漆的普通碳鋼(僅僅是在低腐蝕的環境中使用)、不銹鋼。

2．推薦的設備和安裝方法

1)根據應用中需要的額定電壓和額定電流，列一個所有電氣設備的清單。          

2)依照相關標；隹列出光伏組件，并且要確保它至少有5年的保質期(2O年～25年的壽命)。

3)根據相關標；隹列出逆變器，并且要確保它至少有5年的使用壽命。          

4)暴露的電纜和管道應該耐光照。

5)系統應該具有過流保護，并且便于維修。 

6)與電相關的終端都應該收緊、固牢。          

7)設備都應該按照廠家的安裝說明書安裝。

8)所有的屋頂應該用合格的密封劑密封。          

9)所有的電纜、管道，裸露的導體和電線盒都應該遵守相關標準和規定，并確保安全。

10)應保證光伏陣列在每天9：00到16：00期間沒有遮蔭。          

3．光伏系統設計和安裝應注意的事項          

1)仔細檢查光伏陣列的安裝場所(比如：屋頂、平臺和其他建筑)。          

2)要確保所選擇的設備符合當地鼓勵政策的范圍。

3)與當地的公用電網部門聯系，獲得并網和在線測試許可。          

4)如果在屋項安裝，確定光伏組件在屋頂安裝位置時，要考慮到建筑物雨水排水管和煙筒、通風口對光伏組件的影響。盡量按屋頂的尺寸和形狀來鋪設光伏組件，使屋頂更加美觀。          

5)計算安裝光伏陣列的太陽光照射及遮蔭情況。如果選擇的安裝地點有太多的遮蔭，就應考慮更換安裝光伏陣列的場所。          

6)測量所有系統組件之間的距離，畫出光伏系統安裝的位置圖和示意圖。          

7)為相關審查部門收集相關材料，應該包括以下內容：          

(1)位置圖要展示主要系統元件的位置——光伏組件、管道線路、電氣盒、逆變器、高保障負荷配電盤、公用電網通斷開關、主配電盤和公用電網的入口端。          

(2)示意圖應該展示所有重要的電氣系統部件，如圖3所示。

(3)把所有重要的電氣系統部件分解成若干小的部分(光伏組件、逆變器、匯流箱、直流開關和保險絲等)。          

8)估測從光伏組件到匯流箱和逆變器的線纜長度          

9)檢查光伏組件線路的載流容量，決定適合該電流小的線纜尺寸。根據每一個電路的大短路電流和線纜繞行長度來決定線纜的尺寸。          

1O)計算光伏陣列的尺寸，要考慮到在全功率的時候，從光伏組件到逆變器要低于3％的電壓降。如果陣列的匯流箱遠離逆變器，那么電壓降就要根據光伏陣列到匯流箱的線路以及匯流箱到逆變器的線路未計算。          

11)估算從逆變器到主配電盤的線路長度。          

12)檢查主配電盤，確定配電盤功率大小是否能夠滿足光伏系統開關需要。

13)如果系統包括保障性負載的配電盤(有備用蓄電池系統)，就要確定具體關鍵的負載電路。這些電路應滿足預期的電氣載荷。          

(1)估算與備用系統相連的負載，以滿足實際功率消耗和每日系統休眠狀態耗電量的需要。          

(2)所有備用負載都必須連接到一個獨立的配電盤上，以便與專用逆變器的輸出端相連。          

(3)應該將備用電源系統負載消耗的平均功率計算出來，以測定蓄電池中的儲能可以持續不斷地給用電器供電多長時間。          

(4)建議使用帶有吸附式玻璃纖維棉的免維護閥控式鉛酸蓄電池系統，因為這種電池不需要用戶來維護。          

(5)蓄電池的存放應該避免陽光照射，放置到盡可能陰涼、通風的地方。無論是鉛酸溶液的還是閥控式鉛酸蓄電池，都需要和外界通風。14)按設計要求依次用線纜連接光伏組件、匯流箱、過流保護器／斷路開關、逆變器和公用電網斷路開關等相關設備，并且終將電路連接到公共服務電網。          

15)試運行時，光伏系統電路正常工作，并獲得公用電網部門的并網許可，系統就可以開始正式運行了。

16)觀察系統儀表是否正常運行。          

4、維護和運行階段          

1)當光伏組件上有塵土堆積物的時候，可以在涼爽的天氣，對光伏組件進行清洗。

2)定期檢查光伏系統以確保線路和支架完好。

3)于每年的3月21日左右和9月21日左右，選擇陽光充足、接近正午的時候，檢查系統的輸出(組件表面保持清潔)，比較系統的運行情況是否接近上一年的讀數。把這些數據保存在日志里，以分析系統是否始終正常運行。如果讀數明顯下降，表明系統發生了問題。

六、太陽能光伏發電系統檢查內容和程序(建議戴上安全帽、手套和護眼設備) 

1、光伏陣列          

1)核實所有匯流箱的保險絲是否被取出，并且檢查匯流箱盒子的輸出端沒有電壓存在。          

2)目測光伏組件和配電盤之間的任何插座和連接器是否處于正常工作狀態。    

3)檢查電纜的無應力夾具是否安裝正確、牢固。

4)目測所有光伏組件是否完好無損。          

5)查看所有的線纜是否整齊、固定完好。          

2、光伏組件的電路布線          

1)檢查直流串匯流箱的線路(從光伏組件到匯流箱)。

2)重新檢查是否取出保險絲，所有的開關是否斷開。

3)檢查室內電纜線路是否按照正確的順序連接到直流串聯匯流箱的終端，并且要確保標簽清晰可見。

3、電路串布線的追蹤檢查          

系統通路中的每一個源電路系列要遵循以下程序(例如，從東到西或從北到南)，理想測試條件是3月到10月的晴朗的中午。          

1)檢查電路中每一個組件的開路電壓，以核實由制造商提供的在陽光充足的某天的實際電壓(在同一陽光照射條件下，應該有相同的電壓。注意：陽光照射條件下，應有20伏以上的電壓)。          

2)確保正極和負極的連接部分可以用永久的線纜標記來識別。          

3)按以上方法檢查每一個組件。          

4、光伏陣列電路布線的其他部分          

1)重新檢查直流斷路開關是否打開以及標簽是否完好。 

2)核實在直流匯流箱中每～支路電源的極性。根據電路串數以及在圖紙上的位置，核實各支路開路電壓是否在合適的范圍內(如果陽光輻照度不變，電壓應該非常接近)。          

警告：如果有任何一組源電路的極性接反了，這將在保險絲裝置中引起嚴重事故甚至火災，導致匯流箱和鄰近的設備損壞。逆變器的極性接反了，也將使系統設備受至I損害，這種損害不包括在設備的保修范圍內。          

3)緊固所有在直流串匯流箱中的接線柱。          

4)檢查零線是否正確地連接在主配電盤上。

5、逆變器啟動測試          

1)檢查送往逆變器直流斷路開關處的開路電壓，確保符合制造商安裝手冊中的電壓限度。          

2)如果系統中有多個直流斷路開關，應檢查每個開關處的電壓。          

3)接通從光伏陣列到逆變器的電源供給開關。

4)確認逆變器正在運行，記錄逆變器在運行過程中隨時間變化的電壓，確認電壓讀數在制造商安裝手冊允許的限度之內。          

5)確認逆變器能達到預期的功率輸出。          

6)提供一個啟動測試報告。          

6、系統接受測試試驗          

理想的光伏系統測試條件，選擇在3月到10月某天晴朗的中午。如果不可能達到理想測試條件，也可以在陽光良好的冬天的某個中午做這個測試。          

1)檢查并確保光伏陣列完全被陽光照射并且沒有任何遮蔭。          

2)如果系統沒有運行，那么打開系統運行開關讓它運行15分鐘，然后再開始系統性能測試。          

3)用一種或兩種方法進行太陽輻射照度測試，并且將測試值記錄下來。用高輻射值除以1000瓦／平方米，得出的數據為輻射比。例如：692W／m2÷1000W／m=0.692或69.2％。          

方法1：用標準的日照計或日射輻射強度計測試。

方法2：找一個與光伏陣列同一型號的正常運行的光伏組件，和所要測試的光伏陣列保持同樣的方向和角度把它放置在陽光下，暴曬15分鐘后，用數字萬用表測試短路電流，并且將這些值記錄下來(以安培為單位)。用這些值除以印在光伏組件背面的短路電流值(Isc)，再乘以1000瓦／平方米，將結果記錄在同～行中。例如：Isc測量=36A：Isc印刷在光伏組件背面：5.2A；實際輻射值=3.652A×1000W／m=692W／m2。

4)將光伏組件的輸出功率匯總并記錄這些值，然后乘以0.7，就得到預期交流輸出的峰值。          

5)通過逆變器或系統儀表記錄交流輸出，并將這個值記錄下來。          

6)用交流測量功率值除以當時的輻射比值，將這個值記錄下來。這個“交流修正值”是光伏系統的額定輸出功率，它應該高于交流估算值的90％或者更多，如果低于交流估算值的90％，說明這個光伏系統有遮蔭、組件表面臟、連線錯誤、保險絲損壞、逆變器不能正常運行等問題。