分布式屋顶光伏发电及并网系统研究1.docx

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分布式屋顶光伏发电及并网系统研究

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摘要：现阶段，国家越发注重对可再生资源的利用，在对太阳能资源开发期间，分布式光伏发电并网技术得到发展。其能够起到电源的作用，利用光伏发电的优势为电力系统供电。分布式屋顶光伏发电技术的开发与推广应用，有效的迎合了现代建筑工程持续发展的需求，且具有清洁、节能等优势特征。本文主要讨论了该类系统的设计内容及对应的方法。

关键词：屋顶；分布式光伏发电；并网系统；设计研究

1屋顶类型

1.1屋顶面积

单体屋顶面积直接决定光伏发电项目的容量，是最基础的元素，屋面上是否存在附属物，如广告牌、风机、附房、女儿墙等，设计时需要避开阴影遮挡。

1.2屋面朝向

屋面朝向决定着光伏支架、组件、串列、汇流箱的布置原则，比如东西走向的屋面，背阴面的方阵是否需要设置倾角，组件串联时阴阳两面尽量避免互连，汇流箱及逆变器直流输入尽量为同一屋面朝向的阵列。

1.3屋顶材质

为保证光伏支架结构设计的合理性，相关人员一定要对光伏系统被屋面的类型有明确掌握。当下，适用于装光伏系统的屋面类型主要有两类，一类是屋面尺寸相对较大的轻钢结构彩钢瓦屋面，另一类是现场浇筑混凝土屋面。在具体设计过程中，应结合屋面所属类别的差异性，应用不同的支架结构。彩钢瓦是在专用机器的协助下将涂钢卷轧制成型的，继而安设在屋面擦条，最后建成防水的彩钢瓦屋面，角弛型彩钢瓦、180°及360°咬合彩钢瓦是常用的彩钢瓦类型。而混凝土屋面，即采用混凝土现场浇筑作业后形成的屋面。

1.4屋顶载荷

光伏电站设计寿命一般在25年，在项目考察时，需要进行屋面荷载计算验证。如条件满足则可以建设光伏电站，如荷载不能满足，则需要出加固方案，加固完成后重新计算。

2屋顶分布式光伏发电系统的设计

2.1光伏电池设计

针对屋顶光伏电池型号的选择，应全面考虑系统预算、屋顶现实面积、用电器功率等指标，硅电池是光伏电池的主要类型，其有单晶硅、多晶硅与非晶硅光伏电池三种类型之分。在对各种硅电池整体分析后，发现单晶硅光伏电池在转换率方面占据优势，多晶硅光伏电池对太阳光能的转化效率偏低，但其弱光性能相对较高。在设计光伏电池过程中，通常前两种硅电池是首选，其具有生产制造工艺简洁、造价成本低等优势特征，在选择光伏构件时，还需综合分析其他工作条件与运行年限等指标，通常而言多晶硅太阳电池组件，全光照面积的光电转换率高于15.0%，作业环境温度取值方位为-40～85℃，运行年限高于25年，晶体硅构件对应的衰减率在2年中低于2.0%，25年中低于20.0%。为实现对光伏方阵结构的有效设计，通常对光伏电池组件采用串联的形式，也可现对组件采用串联方式，在保证其与系统电压运行需求相吻合的基础上，在进行并联操作，以迎合系统运行期间对功率提出的要求。

2.2支架设计

在屋顶分布式光伏发电系统设计过程中，光伏电池支架有跟踪式、固定式两种类型，通常会结合屋顶现实面积、负载规定与本地气候条件等因素，对支架结构进行优化设计，选择性能与功能最优良的光伏电池支架。其中，和固定式光伏电池支架相比较，跟踪式支架结合阳光循迹可以被细分为双轴、水平单轴、竖直单轴、倾斜单轴循迹四种类型，其有益于提升支架结构的运行效率，增加太阳能资源的输出量。

2.3组件角度与间距计算

确保光伏系统组件安设角度的适宜性，能保证系统在运行期间获得最佳效率。电池组件角度的调整对象以方位角和倾斜角两参数为主，相关工作人员可结合系统运行实况做出相关调整措施。方位角是方阵垂直面和正南方向形成的夹角，通常状况下，方阵朝向正南，这提示方阵垂直面和正南夹角为0°时，太阳电池发电量能达到最大值。而当偏离正南30°时，方阵的发电量减少率为10.0～15.0%;处于偏离正南60°时，电量减少率为20.0～30.0%。最佳倾角，实质上就是指当光伏方阵依照某一角度安放时，光伏板倾斜面形成辐射量对应的最大值，通常结合系统安装所在地纬度可测算出来。

2.4接入方式

分布式光伏发电上网模式分为全额上网、自发自用余电上网、自发自用三种方式。按照接入电压等级，分为接入10kV、380/220V两类。按照接入位置，分为接入变电站/配电室/箱变、开闭站/配电箱、环网柜和线路四类。按照接入方式，分为专线接入和T接两类。按照接入产权，分为接入用户电网和接入公共电网两类。

3分布式光伏发电并网系统设计建议

3.1创新调压设备

针对以上分布式光伏发电并网存在的问题，技术人员需要深入研究，制定针对性的解决策略。为了改善配电网电压偏差的情况，可以对调压设备进行优化与创新。在光伏发电模式下，企业需要引进无功发生器、静止补偿设备等先进系统，使其发挥作用，调节配电网的电压。

3.2改善调压方式

除了改善调压设备外，还可以通过调整电压的