光伏安装技术要求例1

1 光伏建筑一体化系统建筑设计要求

1.1一般规定

光伏建筑一体化系统中光伏组件与建筑的集成结合方式，有光电屋顶、光电幕墙、光电采光顶和光电遮阳板等。系统设计需结合建筑、结构等相关专业要求，共同确定系统各组成部分在建筑中的安装位置。安装在建筑物上的光伏组件，满足建筑的使用功能及节能要求、结构安全及使用要求、以及电气安全等要求，并配置带电警告标识及电气安全防护设施，以免出现不必要的触电事故。

此外，光伏建筑一体化系统规划设计需进行太阳能辐射、建筑物、电网等方面的评估。在建筑物上安装该系统不能降低建筑物本身或者是周围相邻建筑物的日照标准；避免周围环境景观、绿化种植及建筑自身的构件投影遮挡投射到光伏组件上的阳光；避免光伏组件对建筑本身或者是周围建筑物群体的二次辐射造成光污染。

1.2建筑专业设计要求

安装光伏组件的建筑部位在冬至日全天日照应不低于3h；并在安装光伏组件的部位采取安全防护措施；满足其所在部位的建筑防水、排水、雨水、隔热及节能等功能要求。

除了以上技术要素之外，光伏建筑一体化系统设计另一至关重要是满足建筑的美学要求，介绍如下两点：（1）建筑物的光影效果，普通光伏组件一般为阻挡视线的布纹超白钢化玻璃，现代建筑屋顶或外墙幕墙如安装光伏组件，对采光会有一定的需求，此时可以采用光面超白钢化玻璃，外加电池板背面的采用普通光面钢化玻璃制作双面玻璃组件（节约成本），即可满足建筑物的功能。（2）光伏组件背面的接线盒及其连接线一般情况下采用明装，容易破坏建筑物的整体协调感，光伏建筑一体化系统中一般将接线盒省去或隐藏起来，此时需考虑旁路二极管保护，可将旁路二极管和所有连接线隐藏在幕墙结构中，同时需做好防雨水侵蚀和防晒措施。

1.3 结构专业设计要求

根据光伏建筑一体化系统的类型，对光伏组件的安装结构、支撑光伏系统的主体结构或结构构件及相关连接件进行相应结构设计。结构设计应与工艺和建筑专业相配合，合理确定光伏组成部分在建筑中的位置。光伏建筑结构荷载取值应符合《建筑结构荷载规范》（GB50009-2010）的规定。

2 光伏建筑一体化系统的设计过程

2.1 光伏发电系统的分类

太阳能光伏系统分类如表1所示：

2.2光伏建筑一体化系统设计原则及步骤

光伏建筑一体化系统的设计在收集当地气候参数的基础上，根据建筑物的使用功能、电网条件、负荷性质和系统运行方式等因素，确定系统为安装型、建材型或构件型。 光伏组件的倾角、数量、安装位置及阴影的设计要和建筑物设计同时进行，因其对光伏建筑一体化的外观影响校大，应尽量做到相互平衡、协调、一体化的设计。简单设计步骤如下：

（1）设计之前收集当地的太阳能辐射以及温度变化等气象数据，当地气象部门太阳能辐射量一般只有水平面的数据，需要根据理论计算换算出光伏板表面的实际辐射量。

（2）建筑设计和电力负荷的确定，决定光伏组件的类型、规格、数量、安装位置、安装方式和可安装面积的场地，同时光伏组件规格及安装面积、安装位置也决定了光伏系统的最大安装容量。

（3）系统的直流汇线箱、逆变器、测量和数据采集系统的设计。

3 光伏建筑一体化系统（BIPV）实例分析

以下通过介绍某绿色建筑项目中应用光伏建筑一体化系统的一个案例，从系统原理、主要设备技术要求、设备安装位置等方面进一步阐述光伏建筑一体化系统在建筑电气设计中的思路及技术要求。

3.1项目概况

该项目为某住宅项目中的配套会所设施，会所总建筑面积5543.23m2，高16.7m，地下室二层，地上三层，主要功能为SPA房、游泳池、办公区、模型展示区、娱乐室等。在设计阶段中，业主要求该会所需达到国家绿色建筑三星、美国leed认证的设计目标。会所负一层设一台500kVA专变变压器，按照绿色建筑优选项要求，发电量不低于建筑用电量的2%，太阳能光伏发电量为10kW设计（基于成本考虑，业主决定按5kW设计），下面光伏建筑一体化系统设计参数均以5kW为设计值。

3.2会所光伏建筑一体化系统图见图1所示。

3.3光伏建筑一体化系统概述

该项目所在地为广东省江门市，地理位置位于东经113.08°，北纬22.58°，年平均气温22.3℃，极端气温最高36.6℃，最低1.4℃，当地水平面年太阳辐射量约为1427.15kWh/m2。本方案设计选用单晶硅BIPV太阳能电池双玻组件，规格为1670mm×1100mm×50mm，单晶硅组件每块功率为235Wp（96片），组件使用寿命不低于20年。组件防护等级不低于IP65，设计安装总数量为24块，光伏组件电池板面积为44.1m2，装机总功率为5640Wp。本系统光伏组件采用可透光型BIPV双玻组件，根据当地气象资料安装角度朝向为南偏西45°，以建筑屋顶结构的方式安装在室外泳池旁休闲凉亭的结构支架上，平铺安装的双玻组件保证了建筑的美观和休闲凉亭的采光效果，同时便于后期的运营维护。

会所光伏建筑一体化系统由光伏组件、直流汇线箱、逆变器、交流配电箱、 监控系统、电缆和相关电气材料等相关附件组成。该系统发电的电力并入会所值班室公共照明箱，在用户侧并网并实现即时发电即时消化，发电提供的电能不足时由市电自行补充。会所光伏建筑一体化系统室内外设备安装如图2和图3所示。

3.4光伏建筑一体化系统中并网逆变器技术要求

光伏建筑一体化系统中并网逆变器为其重要设备。本项目光伏系统采用低压并网的方式运行，光伏阵列产生的直流电流经并网逆变器逆变变成交流电（系统选用小型组串型并网逆变器，安装于值班室内），交流电并入值班室内的公共照明配电箱接入点。

并网逆变器需满足以下主要技术要求：（1）内置电网保护装置，逆变器需具有同期控制功能：实时采集外部电网的电压、相位信号，通过闭环控制，使得系统输出电压和相位与外部电网同步；（2）防孤岛效应功能：外部电网失电后，立即停止供电；电网恢复供电时，并网逆变器并不会立即投入运行，而是需要持续检测电网信号在一段时间内完全正常（系统延时时间2～90s内可调），才重新投入运行；（3）最大功率跟踪技术（MPPT），保证转换效率始终工作在最佳状态，当日照强度和环境温度变化时，光伏电池输出电压和电流呈非线性关系变化时，其输出功率也随之改变，逆变器可以调节光伏组件的发电电流与电压，通过这种调节，使整个光伏系统始终保持在最大功率输出等。

3.5光伏建筑一体化系统防雷设计

系统防雷主要分为防直击雷和防感应雷，防直击雷设计：光伏组件的金属支架及其它金属构件均与避雷带或防雷引下线可靠连接；防感应雷设计：在直流汇线箱及交流配电柜处安装防雷保护装置（直流汇线箱。

3.6光伏建筑一体化监测系统设计

光伏建筑一体化检测系统主要由逆变器来实现，检测系统设计包括采集日照、温度、控制器及风力传感器等设备的数据，通过数据掌握系统的运行情况，自动检测系统存在的问题或故障并予以提示，方便维护人员集中管理所有逆变器及系统维护工作。

本项目在会所大门入口显眼处安装一个51寸大屏幕显示器，可将光伏建筑一体化系统发电的相关信息直观展示出来，诸如实时发电量、直流电流、直流电压、交流电压及电流、历史发电量等，将发电量转化为节能减排的数据，让业主真切感受到光伏建筑一体化系统发电的节能减排效果。

4 光伏发电系统（BIPV）的优缺点及应用前景

近年来，随着中国绿色建筑的不断发展，光伏建筑一体化系统建筑物不断的涌现，但更多只是在地标性工程或示范工程的应用比较广泛，如上海世博会主题馆、高铁上海虹桥站主站楼、深国际园林花卉博览会等等。

光伏安装技术要求例2

随着太阳能光伏发电技术的日益成熟，其在实际运用中的运行方式也正在不断向着多样化方向发展，家庭型太阳能光伏发电系统不仅可以独立运行，并可以在太阳能光伏发电并网技术的支持下实现并网运行，确保我国电力资源可以满足社会各领域生产、生活需求。

1 太阳能光伏发电并网技术设计

如图1所示，基于储能系统的用户太阳能光伏发电系统已广泛运用到社会各领域，其主要结构由光伏阵列、最大功率点跟踪装置、储能装置、双向充放电控制器、并网逆变器、变压器、用户负载以及电网等几个部分组成。其与传统的独立性太阳能光伏发电系统相比，由于系统中加入了储能装置，当用户的光伏阵列输出电能不足的时候可以使用电网进行供电，同时也可以使用储能装置为用户进行供电，当太阳能光伏发电系统的光伏阵列输出电能充足时，系统可以自动将多余的电能储存到储能装置中，或者将这些过剩的电力输送至电网，具体的电能流动方式可以根据用户所用电价情况来进行选择。

1.1 子系统设计

常见的太阳能光伏发电系统一般都是由光伏模块子系统、直流配电监测系统以及逆变器并网系统等部分组成，并网逆变器在实际运用中可以将三项交流电接到升压变电器上，这样就可以实现太阳能发电系统所转化的电能与电网耦合，这对加强我国社会各领域对太阳能光伏发电技术的应用有着重要作用。

1.2 主设备选型

并网逆变器是太阳能光伏发电并网技术中的核心设备，单台逆变器在选择过程中其容量越大则价格越低，但是容量大的并网逆变器在运行过程中一旦发生故障，容易给太阳能光伏发电系统带来很大的冲击和破坏，因此，并网逆变器在选择过程中必须要基于光伏发电系统实际情况来定。并网逆变器的额定容量要与光伏发电系统相适应，并且要确保并网逆变器在实际应用中具有一定的保护功能，为了满足太阳能光伏发电并网技术的实际需求则必须配置直流配电监测装置，并要将太阳能光伏电池组件直接与并网逆变器进行连接，这样不仅可以确保太阳能光伏发电系统运行中的稳定性、安全性，也可以通过并网的逆变器将其分散成独立并网的形式。

1.3 升压系统设计

太阳能光伏发电并网技术所产生的交流电为额定380V，这便需要通过升压系统升压后才能使其入网，升压系统在设计过程中需要合理选择升压变压器，升压变压器的选型要根据太阳能光伏发电系统的发电量来决定，箱型干式变压器在太阳能光伏发电并网技术设计中的应用十分广泛。升压变电站在设计过程中一般都由上下两层组成，上层主要作为放置逆变器监控屏的逆变室，而下层主要作为升压系统的配电室，为了满足太阳能光伏发电系统并网技术的实际需求，升压变电站需要合理设置高低压进线柜，同时还需要设置计算机监控系统对升压变电站的运行情况进行实时监测，也可以根据系统设计要求实现多路逆变器在内部控制下的同步运行，这对提高太阳能光伏发电系统中逆变器的使用寿命有着重要作用。

1.4 保护措施设计

升压变压器在高温环境运行中可能发生跳闸保护，当过电流或过电压时高压和低压开关柜内的监控保护装置可以起到自动保护作用，该保护装置在针对系统电压过高、不足以及频率不稳等情况时，电容器开关柜内的测控保护装置便会发挥保护作用，避免太阳能光伏发电系统各组件在运行过程中受到损坏。当系统运行过程中发生极性反接、负载过重以及孤岛效应等故障时，并网逆变器可以实现自动脱离，这对确保太阳能光伏发电系统运行中稳定性、安全性有着重要作用。

1.5 防雷接地设计

雷电是大自然中一种十分常见的自然现象，但是太阳能光伏发电系统受到雷击，其会严重损坏太阳能光伏发电系统的部分组件或全部组件，因此，太阳能光伏发电并网技术在实际应用中必须进行防雷接地设计，避免系统在雷雨天气中受到雷击而损毁。一般都是在升压变电站的屋顶或光伏电池组件等部位安装避雷带，避雷带在选择过程中以环形为主，并要设置独立引下线，电气设备在安装过程中必须安装接地装置，针对变压器等电气设备需要设置外壳接地，这对提高太阳能光伏发电系统在运行中安全性有着重要作用，同时也对工作人员的操作起到很好的保护作用。

2 太阳能光伏发电并网技术在应用中的关键问题

2.1 电压波动

太阳能光伏发电系统的输出功率是会受到光照强度的直接影响，而太阳光的光照强度受到季节、天气等自然因素的影响，这也导致太阳能光伏发电系统的输出功率不稳定，在《电网若干技术原则的规定》中明确指出，电力系统输出电压允许偏差范围是-7%～+7%，因此，太阳能光伏发电并网技术在实际应用中，必须充分考虑从电网中瞬间脱离对系统电压产生的影响，这对加强系统运行中的稳定性、安全性以及使用寿命有着重要作用。

2.2 谐波

太阳能光伏发电系统的并网逆变器在转换电能时会产生大量谐波，这便要求太阳能光伏发电并网技术在实际应用中必须对其进行检测，以便于系统运行中可以更好的控制畸变率，太阳能光伏发电并网系统运行中如果将直流电并入电网，其所产生的电压畸变率尚处于国家电网相关标准的允许范围内，但是电压变入电流过程中由于接入点处会有大量谐波产生，这样会导致其电压畸变率超过国家电网相关标准，所以在太阳能光伏发电并网技术应用中必须对其进行检测。

3 提高太阳能光伏发电并网系统发电效率的措施

光伏安装技术要求例3

作为可再生能源的太阳能，其前景以及作用得到了全社会的广泛认同。太阳能电池板等技术已经发展比较成熟，广泛的运用在多个领域。比如光伏水泵、交通指示灯等太阳能产品的独立性以及集成性较高，多数采用直流负载、独立供电的形式。随着光伏系统越来越成熟，运用方式也愈来愈丰富，利用光伏并网技术的太阳能发电技术是当前发展最新、最快的新技术。

1 太阳能并网技术

1.1 并网系统

太阳能光伏系统的主要工作特点是：由太阳能电池组成的直流电通过并网逆变器转化成符合电网要求的交流电，尔后进入公共电网。光伏电池产生的电力不仅需要向交流负载供给，剩余的电力需要向电网反馈。在傍晚或者下雨天，太阳能电池无法产生足够电力，电力不能满足负载需要时，就需要电网供电。太阳能发电供入电网不需要蓄电池，省去了蓄电池储存能量、释放能量的过程，减少耗能，降低成本。

并网逆变器是系统专门使用的，为保证电力的输出满足电网对频率以及电压的要求。由于逆变器的效率，必然会损失部分能量。系统并行式的使用公用电网以及太阳能组件作为电源交流的负载，能够降低系统中的负载缺电率，并网中的光伏系统能够起到对公共电网的调节作用。

1.2 并网混合系统

太阳能光伏产业发展到现在，并网综合系统中出现了电网、太阳光伏阵以及备用油机的供电混合系统。这种系统能够作为UPS不断提高系统供电保护率。并网系统的技术较为复杂，能够提供稳定的用电系统，比较适合与要求高、电网不稳定的情况。该系统经常利用控制器以及逆变器一体化，利用电脑的芯片控制系统运行，综合各种能源达到最优状态，辅以使用蓄电池。

并网的混合系统中，若是本地负载的功率低于某个范围，系统会利用多余的太阳电池或者利用电网进行充电，以备不时之需。若是电网出现停电或供电品质不过关，系统能够自动接入电网，构成独立的工作模式，以蓄电池或油机系统负载交流电能。当电网恢复正常，系统切入并网模式，电网再次供电。

2 光伏并网系统的技术问题

2.1 系统电压的波动问题

太阳能的光伏发电设备的输出实际功率的变化依据光照的强度，白天光照最强时，发电的输出功率能够达到最大值。夜晚没有光照的情况下，输出的功率几乎为零。除了设备故障之外的因素，发电的输出功率随着天气、光照、温度变化，输出的功率极度不稳定。

中压十千伏允许的偏差范围以及低压三百八十伏的电压允许的范围偏差是+ 7%至 - 7%之间。按此标准来计算的光伏发电系统会对电压造成影响。按规定，需要做好电网的发电记录波动以及电网的发电下降的补偿，实际中光照的变化过程是渐变的，电伏的波动应该控制在规定的范围。

2.2 谐波问题

太阳能的光伏发电系统以光伏组件把太阳能转化成直流电能，通过逆变器把直流电能转化成与电网同频率的电流，并入电网。在并入电网中，经逆变转成直流电的过程中会存在大量的谐波。光伏并网的发电系统一般采用的是并网型的逆变器将三百八十伏的电压升到十千伏的并网。

在注入公共点的电流谐波的允许值的规定中，太阳能的光伏发电系统功率的输出比较不稳定，在实际连接公共点时需要进行测量。需要采取类似滤波装置，配合无补偿的装置进行安装。

3 并网的工程实例介绍

3.1 多用途的光伏电池组件

将太阳能技术应用到建筑上的实例目前在上海发展的较为完善。一些系统采用的是普通的光伏电池组件，受光面由玻璃组成，背面是不透光的背膜绝缘结构，安装在彩钢板上或者混凝土的屋面上；一些系统利用双面的玻璃封装组件，受光面与背面都是玻璃。现以上海现有的光伏楼为例，介绍不同形式的几种太阳能的电池光伏组件。

彩钢板的斜坡屋面采用瓦形电池组件，装在楼层的西侧以及东侧。使得太阳电池组件成为屋顶的一部分，保持建筑外观的一致性。双面玻璃封装的电池组件类似建材中的夹胶玻璃，结构强度强、使得太阳光有一定的透过量。建筑根据采光的需要，排布电池片，能够获得较好的效果进行透光。利用常规的玻璃幕墙的电池组件制作外墙的立面或者斜面，通过自然光，彰显与自然的和谐。

在建筑的走道上面安装新的双面的玻璃透光电池组件。这种组件除了有电池片之间的透光功能外，电池本身也有透光效果，这种组件的特点在于均匀的柔和光，具有相当的观赏价值。在建筑顶部平台的四周安装太阳电池组件，电池的正面以及背面都能够发电受光。在大楼南部的中间的斜面处利用大功率的电池双面玻璃封装的电池组件，这种类型的组件一般用的是多晶硅的电池片，单片的功率能够达到六点三瓦。功率面积大，同等面积上电能更多，透光性以及遮阳性都很好。斜面上的安装，设计结构以及密封技术非常重要。

3.2 太阳电池的连接以及安装

在安装不同部位的太阳电池组件的时候存在着结构安装、墙体的密封性以及电缆线连接之类的问题。不同的安装部位需要使用不同类型啊光伏电池的组件结构。比如在建筑物的斜面上，需要采用半阴框的方法顺着屋面的方向设置框架，这既可以在金属框的型材内连接电缆，又能够保证排水的顺畅；建筑立面上运用横向以及竖向装置框架的方法，用以保证电池组件中电缆线的布置。

在墙体的封闭性的问题上，需要完全按照玻璃幕墙中的工艺制作处理。接缝处用硅胶密封。为保持建筑物的美观，电缆线的架设中需要根据各种建筑，利用不同的方法。有些组件的连接是利用玻璃幕墙中的金属框内腔，有些以预埋的电缆管，以外包装饰板保持建筑整体效果。

4 结束语

纵观上述太阳能光伏式发电工程的效果，采用并网的太阳能发电技术，对于太阳能并网中推广发电技术有效、可行，经济上也比较适用。为适应高容量，规模大的光伏发电并入电网可以保证电网的安全以及稳定，调整光伏的输出功率是目前亟待解决的问题。输出功率的调节能够从储能技术以及并网逆变器方面解决，能够促进人类社会的环保以及可持续发展的事业。

参考文献：

[1]曹婷，桂凌宏.分布式光伏发电并网技术的应用及其展望[J].电子制作，2014（11）.

[2]郑伟军，吴国庆.分布式光伏发电并网接入电力配网通信技术探讨[J].电器与能效管理技术，2015（1）.

光伏安装技术要求例4

1 太阳能光伏发电系统

光伏发电系统主要由太阳能组件（电池板）、控制器和逆变器三大部分组成。①太阳能电池。光伏发电技术的关键元件是太阳能电池，在同等条件下晶体硅电池与薄膜电池发电量约为3：1.1。②安装方式。晶体硅电池组成的太阳能组件，可安装在屋顶；也可垂直安装于墙面或替换窗户玻璃，但垂直安装不是最佳角度，发电效率仅为选择最佳角度时的40%，若作为窗户玻璃会对室内采光造成影响。 ③运行方式。从运行方式上来讲，目前的太阳能光伏发电系统大致可分为三类，离网光伏蓄电系统，不带蓄电池的光伏并网发电系统及带蓄电池的光伏并网发电系统。

2 本工程太阳能电池及运行方式的选择

（1）太阳能电池的选择。本工程所处地区，年平均日照2533小时，属于太阳能资源最丰富的区域，适合发展光伏发电。现以本地区日照情况，采用晶本工程中建议采用晶体硅安装在屋顶的方式。

（2）运行方式的选择。由于本站光伏发电系统的发电功率不会太大，且太阳能输出为渐变而不是突变，因此对电网的造成电压波动能够满足国家规定。而只要选择合格的光伏发电产品，谐波含量满足国家规定≤3%，谐波不会对电网造成影响。因此，本工程具备并网运行的条件。

3 方案设计

3.1 工程环境和条件

系统所在地区：北纬35°39'东经119°53'；系统安装场所：110kV变电站楼顶；电池板朝向及安装角度：朝南41.65度倾角安装于楼顶；气候资源：日照暖温带半湿润季风区大陆性气候，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，非常潮湿，台风登陆频繁，平均风速3.4m/s， 极端风速27m/s。年均气温12.6℃，年均湿度72%，无霜期223天，年平均日照2533小时，年均降水量870毫米。

3.2 光伏系统建设规模及系统组成

该110kV变电站综合配电楼楼顶可供安装面积约为：392.7m2，考虑上午9：00至下午3：00太阳能方阵不应被遮挡，通过计算日照地区最佳安装倾角为41.65度，方阵间距应大于4.6m。

通过布置和计算，总装机容量为18.72kWp，采用多晶硅组件。

系统组成：本工程太阳能发电系统方阵由78块单块容量为240Wp的太阳能电池板组成，电池组件总功率共为78×240= 18.72Wp，安装倾斜角为41.65度，面向正南方排布。

3.3 设备选择

太阳能电池组件电气参数如表1。

3.4 工程技术要求

（1）电性能要求。①正常运行时，光伏系统和电网接口处三相电压的允许偏差为额定电压±7%。②光伏系统与电网同步运行，输出频率允许偏差为额定频率±0.5Hz。③并网逆变器额定输出时，电流总谐波畸变限值小于逆变器额定输出的4%。④光伏系统的输出大于其额定输出的50%时，平均功率因数应不小于1.0。⑤光伏系统并网运行时，电网接口处的电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。⑥光伏系统并网运行时，逆变器向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的1%。

（2）监控系统技术要求。监控系统包括硬件部分和软件部分，包括自动控制系统和监控通信系统。采用通用的通信方式与控制台计算机通信，并且将相关信息传输到液晶显示器上显示出来。系统配置1套监控装置，利用监控软件实时掌控光伏并网逆变器的工作状态和运行参数，以及光伏阵列现场的环境参数。

硬件部分完成信号的采集，传输等功用。软件部分包括数据库，相关的控制算法，人机界面，与硬件部分一起完成对整个光伏系统的监控。

（3）电缆及桥架敷设要求。对各电气部分所需线缆截面积、数量进行核算，对线缆及相关部件进行深化设计选型。

直流侧电缆要以减少线损及减少电磁干扰的原则选型，选用双绝缘防紫外线阻燃铜芯电缆，电缆性能符合GB/T18950-2003的要求；

配线线槽的布置应美观，与建筑结构协调一致，布线应隐蔽。配电线槽采用热镀锌钢板材料并作等电位接地；太阳能电池组件与线槽部分防雷需与整个建筑防雷接地结合考虑。

光伏安装技术要求例5

中图分类号：TB　文献标识码：A　文章编号：1672-3198(2011)04-0265-01

1、工程概况

光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的“光伏效应”将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。某国际商贸城三期太阳能发电系统采取并网发电的运行方式，预计建成后的总容量为1.295兆瓦，太阳电池方阵的总安装面积约为14，300平方米。该系统每个屋顶安装区域对应独立的并网点(单一系统的故障不会对其他子系统造成影响，以提高整体的运行高效性和稳定性)，视为八个子系统。其中位于建筑屋顶最北端的两个子系统容量相同(即1、5区域)，其余六个子系统容量相同(即2、3、4、6、7、8区域)。1、5子系统各安装185WP光伏组件800块，布置方式为东西向每排25块光伏组件，南北向共32排。串并联方式为每排的25块串联成一条光伏支路，每16条光伏支路汇入一台直流汇线箱。在外部环境具备发电要求的情况下，每个子系统光伏阵列经过两台直流汇线箱汇入交直流控制柜直流输入端，然后介入逆变器直流输入端。直流电能经逆变器转化为与电网同步并满足电能质量标准要求的交流电后，经交直流配电柜的交流输出端并入电网，与电网并联运行，共同为建筑负载供电。与1、5子系统不同的是，其余六个子系统则各安装同型光伏组件900块，南北向共36排，每12条光伏支路汇入一台直流汇线箱。为保证供电的持续稳定，本项目中外部电网与太阳能发电系统并联运行，二者实时进行动态补充。

2、前期准备阶段

2.1确立并网方案

结合招标文件要求，确立并网方案。某国际商贸城兆瓦级光伏发电系统在采用直接并网方案的同时，还需具有逆功率保护功能，即不允许多余电能馈入电网，太阳能系统产生的电能必须在指定范围内完全消耗。

2.2合理安装设计

本工程选择具有极其丰富光伏系统设计经验的各专业设计师负责设计工作。从设计方案到施工图每个阶段都必须经过集体评审通过，并由相关责任人、技术总监把关签名确认。设计过程中要精确计算各设备性能之间的配置，确保其系统运行性能达到最佳状态。如光伏组件总体布置方案，就是结合某国际商贸城三期工程的规划和招标文件提供的基础材料确定的，即“分散布置、集中展示”，采用与建筑物相结合的建设思路，将光伏系统结合主体工程屋顶停车场顶部结构进行安装。

2.3部件材料选型

在系统部件材料选型上，除了关注美观性、先进性、稳定性、展示性，效率高、寿命长、适用大范围气候变化等特性外，还强调安装的方便。同时，还有所选材料的安全问题，如所有电缆采用阻烯、抗紫外线型软铜芯电缆；所有配电线槽采用壁厚大于1mm的冷轧钢板加工，表面做热镀锌防腐处理，并涂有防火涂层。配电线槽间采用配套连接片进行连接，并配合跨接铜带；光伏阵列支架采用Q235材料国标型号材加工，表面做防腐处理，满足长期室外使用要求，抗风等级40m/s，组件间连接采用不锈钢螺栓等。可见，部件材料的合理选型，也有助于安装的顺利施工。

3、安装施工阶段

3.1规范施工过程

严格按国家相关规范和设计文件、设计图纸施工。加强现场质量自检工作，强化第一线质量检查制度，分项工程安装完毕进入下一道工序前，实行自查互查和管理层验收制度，查验合格办理签证后方可进行下道工序施工。光伏阵列安装工艺流程为先将钢构件吊装就位、再进行安装、测量、校正三角斜撑，接着安装固定太阳能板檩条，最后再安装光伏组件。

3.2完善施工细节

如为本系统可靠运行而设的防雷保护系统，施工时必须严格每一个细节，像在光伏阵列安装避雷针阵，并与钢结构避雷带良好连接；将设备外壳良好接地，外露电缆线槽良好接地}另外还有直流侧和交流侧均设置多极防雷保护装置，系统所有出入口处均设有防雷装置等。可见任一环节的疏忽，都有可能埋下严重安全隐患。

3.3重点部位强化

如安装屋顶钢结构檩条与光伏组件支架的连接件，安装不锈钢螺栓、光伏组件支架、光伏组件支架时，除了要完备屋顶钢结构光伏支架固定支座施工图，同时需派驻具有钢结构车富设计和施工经验的工程师，到现场配合深化设计并组织协调施工。另外，还有并网电费接线端子的制作和电费接线；整个光伏发电系统的通讯系统的连接；根据每个并网点处低压母线电流传感器安装位置，接入交流控制柜以完成逆功率保护功能；对光伏系统电费线路经过的路径位置和过墙、过楼板的预留孔洞的定点和施工检查等。

3.4随时组织协调

开工前和安装过程中，项目经理负责组织各相关专业人员参加建筑工程协调例会，解决和处理跟其他各专业的接口问题。光伏发电系统安装时，还要密切与本工程的土建、电气、钢结构等施工单位联系，处理好交叉作业和工序交接的关系。

4、检验复核阶段

4.1适时监测到位

建立完备的监测系统，包括气象数据与系统运行数据的采集，环境数据主要有辐照、环境温度和组件温度数据，还可根据情况增加风速、风向、直射、散射等其他气象信息。系统将采集到的数据反馈至电力监控室，并进行分类归档统计。适时监测不仅保证了系统运行的可溯性，也为系统分析和优化提供基础信息，有助于技术完善。

4.2技术复核验收

对已施工完成的各项安装工序，都必须进行复核检查，防止错漏。凡分项工程的施工结果被后道施工所覆盖，均应进行隐蔽工程验收。隐蔽验收结果必须填写《隐蔽工程验收记录》，作为档案资料保存。另外，还有安装过程和系统调试检验，前者指在安装过程中组织对产品进行逐个检验和测试，确保每件产品均达到技术标准要求；后者指系统安装完成后进行设备调试，在工程监理师的监证下检查各设备的技术性能和技术参数，如发现有不符合规定要求的情况，先分析其原因再进行处理。

5、结　语

除了以上施工技术要点，本工程得以顺利施工，还离不开以下几方面的支持。’

5.1人员支持

因为光伏发电系统安装的特殊性，需组织专业、精干人员负责施工。选择了公司内精干人员参加项目建设，才能保证项目技术人员的需求。

5.2技术支持

在本工程项目部下设技术委员会、技术总监、技术负责人，与安装工程相关的部组包括系统设计组、质检组、现场安装部、安全检查组、环保监督组。各部、组做到专业化组织和管理，技术上层层把关，严防疏漏，以保证项目所需的各种专业技术力量。

5.3管理支持

建立施工全过程的质量管理体系，对工程施工实施质量预控法，让每一位施工人员心中有标准、有准则。在施工过程中，严格培训、考核、技术交底、技术复核、“三检”制度的管理工作。同时，配合实行质量重奖重罚制度，以确保质量控制体系的有效运行。

参考文献：

[1]张成林，谢红灿，基于工作项目的“电力系统继电保护自动装置及测试”课程研究，电力职业技术学刊，2010，(04)：28-31

[2]李蒙，许威，220kV电网线路保护方案设计，中国电力教育，2010，(S2)：353-356

[3]谢永明，杨星星，动态电压调节器的控制策略研究，中国电力教育，2010，(S2)：432-434

[4]周仕凭，施正荣，向太阳索取能源[J]，环境教育，2010，(08)：9-13

[5]徐锦钢，沈繇，马林东，基于DSP的嵌入式视频监控系统设计[J]，江西电力职业技术学院学报，2010，(04)：62-66

光伏安装技术要求例6

BIPV系统可以划分为两种形式：光伏屋顶结构（PVROOF）和光伏墙结构（PVWALL）。BIPV系统一般由光伏阵列（电池板）、墙面（屋顶）和冷却空气流道、支架等组成。

对于一个完整的BIPV系统，还应该有另外一些设备：负载、蓄电池、逆变器、系统控制、滤波保护等装置。当一个BIPV系统参与并网时，则不需蓄电池，但需有与电网的联入装置。

一　光伏—建筑一体化（BIPV）的形式与特点

在80年代，光伏地面系统除大量用于偏僻无电地区、游牧家庭、航海灯塔、孤岛居民供电以及某些特殊领域外，已开始进入一般单独用户、联网用户和商业建筑。进入90年代后，随着常规能源的日益枯竭而引起的发电成本上升和人们环境意识的日益增强，一些国家纷纷开始实施、推广BIPV系统。

光伏与建筑的结合有两种方式：一种是建筑与光伏系统相结合；另外一种是建筑与光伏器件相结合。

1　建筑与光伏系统相结合

把封装好的的光伏组件（平板或曲面板）安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联。光伏系统还可以通过一定的装置与公共电网联接。

2　建筑与光伏器件相结合

建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。一般的建筑物护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃，目的是为了保护和装饰建筑物。如果用光伏器件代替部分建材，即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户，这样既可用做建材也可用以发电，可谓物尽其美。对于框架结构的建筑物，可把其整个围护结构做成光伏阵列，选择适当光伏组件，既可吸收太阳直射光，也可吸收太阳反射光。目前已经研制出大尺度的彩色光伏模块，可以实现以上目的，还可使建筑外观更具魅力。

把光伏器件用做建材，必须具备建材所要求的几项条件：坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当的强度和刚度等性能。若是用于窗户、天窗等，则必须能够透光，就是说既可发电又可采光。除此之外，还要考虑安全性能、外观和施工简便等因素。

用光伏器件代替部分建材，在将来随着应用面的扩大，光伏组件的生产规模也随之增大，则可从规模效益上降低光伏组件的成本，有利于光伏产品的推广应用，所以存在着巨大的潜在市场。

从建筑、技术和经济角度来看，光伏—建筑一体化有以下诸多优点：①联网系统光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或墙面上，无需额外用地或增建其他设施，适用于人口密集的地方使用。这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要。②可原地发电、原地用电，在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。对于联网户用系统，光伏阵列所发电力既可供给本建筑物负载使用，也可送入电网。在阴雨天、夜晚或光强很小的时候，负载可由电网供电。由于有光伏阵列和公共电网共同给负载供应电力，增加了供电的可靠性。③夏季，处于日照时，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。而这时也是光伏阵列发电最多的时候。BIPV系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而缓解高峰电力需求。④由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等护结构上，吸收太阳能，转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，既节省了能源，又利于保证室内的空气品质。 ⑤避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求严格的今天与未来更为重要。⑥由于光伏电池的组件化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以任意选择发电容量。⑦在建筑围护结构上安装光伏阵列，可以促进PV部件的大规模生产，从而能够进一步降低PV部件的市场价格，这对于BIPV系统的广泛应用有着极大的推动作用。

二　BIPV系统的发展趋势

在能源和环保压力的促进下，太阳能光伏技术已逐步成为国际社会走可持续发展道路的首选技术之一。事实已经证明，对于几kW以下的系统，采用太阳光伏发电是最为理想的。光伏（PV）技术除传统的单独用户及特殊领域应用外，正在向高水平和大规模方向发展。BIPV的联网发电已成为近年来PV应用的主要方向和热点。联合国能源机构最近的调查报告显示，BIPV将成为21世纪的市场热点，太阳能建筑业将是21世纪最重要的新兴产业之一。各国一直在通过改进工艺、扩大规模、开拓市场等，大力降低光伏电池的制造成本和提高其发电效率。

近年来，世界光伏市场发生了很大变化：由过去的农村独立运行（提水、照明等）和通讯设备、卫生保健、导航浮标等领域转向并网发电和与建筑物结合的常规供电；开始由作为补充性能源逐步向替代性能源过渡。现在分别介绍一下不同国家的发展情况。

1　美国

1993年6月，美国能源部和国立再生能源实验室签定五年合同，实施“PV：BONUS”计划，耗资2 500万美元发展与建筑相结合的光伏产品，即建筑幕墙光伏器件和大型屋顶光伏组件等。

为了促进美国光伏产业的快速发展，降低光伏发电成本以及节约能源和保护环境，美国前总统克林顿1997年6月26日在联合国环境与发展特别会议上宣布美国将实施“百万太阳能屋顶”计划，到2010年要在全国范围的住宅、商业建筑、学校和联邦政府办公楼屋顶上安装100万套太阳能系统，包括光伏系统和太阳能集热器，可以供应电力和热水。为此，1998财政年度美国政府的光伏研究经费增加了30％。

2　日本

日本很重视光伏与建筑相结合的技术。20世纪90年代，政府资助一些大学、研究所和公司进行开发研究。如三洋电气公司推出了几种非晶硅电池与建筑材料相结合的产品（三洋公司在非晶体太阳电池技术方面是世界一流的）：一种是做成曲线形瓦片形状，每片面积为305平方厘米、输出功率2.7 WP，价格比较昂贵；另一种是90cm×35cm的平板非晶硅电池组件，组件背面有“脚”便于安装，一般用做屋顶材料。三洋电气公司还推出了半透明和不透明的非晶硅玻璃组件，用于商业建筑物的垂直幕墙。其半透明组件的透光率为30％，既可作为窗户采光用，又可用于发电（目前德国也有类似产品）。以上光伏组件已安装在三洋电气公司、Fsukasa电力公司等办公楼建筑物上。

1997年，通产省又宣布执行“七万屋顶”计划，安装了37 MWP屋顶光伏系统。该计划使日本成为该年度世界最大的光伏组件市场。日本政府计划到2000年安装400 MW、2010年安装4 600 MW光伏发电系统。

1998年，日本三家公司（清水建筑、夏普、川崎制铁）合作研制一种新型建筑材料，即把太阳能电池安装在建筑材料里，并按需要做成三种，用做屋顶和外墙。

3　德国

1990年首先开始实施“一千屋顶计划”，在私人住宅屋顶上推广容量为1～5 kWP的户用联网光伏系统。

在光伏器件与建筑相结合方面，ASE所属几家公司分别推出了多种光伏组件，其中有大尺寸（1.5 m×2.5m）的无边框非晶硅组件，每块组件功率可达360Wp，可用于垂直外墙和倾斜屋顶；也推出了尺寸为1 m×0.6m的非晶硅不透明组件，可分别用于屋面、垂直幕墙和窗户。

目前世界上最大的太阳能屋顶光伏系统安装在新慕尼黑贸易展览中心。

4　印度

印度近年来大力推广应用太阳能，已取得了很大成绩。在发展中国家，印度的光伏产业及应用市场居领先地位；据报道，目前已成为继美国之后的第二大单晶硅太阳能电池生产国。全国已有40万套光伏系统用于多种应用领域。并且，政府正在组织一些研究和生产机构开展光伏器件与建筑相结合的研究开发。

1997年12月18日印度政府宣布，到2002年要在全国范围内推广150万套太阳能屋顶。

5　中国

中国的太阳能光伏技术也具有了一定的规模。据统计，截止1997年底，我国已完成并正常使用的太阳能光伏发电系统装机容量为10～15MW，主要用于边远地区居民的供电。随着光伏发电领域的转变，我国的BIPV系统的研究与开发已取得了很大的发展。“九五”期间我国在深圳、北京分别成功建成17kWp、7kWp光伏发电屋顶并实现并网发电。在世界银行捐赠及双边或多边技术合作的支持下，预计我国光伏市场年销售量将以20％的年增长速度发展，到2010年可望超过10MW.

最近获悉，香港特区政府为支持环保工业，香港工业署日前拨款170万港元给香港理工大学，建立第一座“光伏建筑”实验系统，以太阳能为大厦提供部分电力。

有资料对1984～1994年间的光伏需求进行了统计并对到2010年可以安装PV的容量进行了预测，结果如表1所示。

紧紧围绕降低光伏发电成本的各种研究开发工作一直在发达国家紧张地进行。在光伏系统方面，目前已开发出带微型逆变器的光伏组件，这将给光伏系统安装及与建筑集成带来革命性的变化。

BIPV的开发是目前世界上大规模利用光伏技术发电的一大研究热点，西方发达国家都在作为重点项目积极进行。除了在屋顶安装光伏电池板外，已推出了把光伏电池装在瓦片内的产品。

在现代飞速发展的智能建筑（IB）中，楼宇自动化系统（BAS）是一个重要组成部分。对于BIPV系统，其本质上是属于楼宇设备的范畴，但在目前关于BAS的资料文献中还没有被纳入其中。笔者认为，BIPV系统应当纳入BAS.未雨绸缪，在实际建筑施工中应当预留光伏阵列的铺设装置；在综合布线系统（PDS）中，应当预设光伏设备的接入端口和线路匣，为以后光伏组件与楼宇设备的结合作准备。随着光伏组件的广泛应用和价格大幅度下降，未来实现智能化的建筑物必定要配装BIPV系统，同时这也是对IB内容的一个重要补充。

光伏安装技术要求例7

目前，大多数人一听到“风光互补发电”比赛项目就却而止步，感觉到很难、很复杂。俗话说“试试就能行，争争就能赢”，只要我们对技能大赛项目“风光互补发电设备安装与调试”有足够的了解、研究、深入探讨，就能在技能大赛中取得好的成绩。下面我从以下四个方面来研究.

KNT-WP02型风光互补发电实训系统是2012年全国职业院校技能大赛“风光互补发电系统安装与调试”赛项指定使用的大赛设备，由南京康尼科技实业有限公司提供。该设备是在2011年全国职业院校技能大赛“光伏发电系统安装与调试”赛项指定使用KNT-SPV01型光伏发电实训系统设备的基础上，增加了风力供电装置和风力供电系统，实现了功能拓展。KNT-WP02型风光互补发电实训系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，该项目在技能大赛中分三类比赛：高职组、中职组、教师组。其中，中职学生组和高职学生组为团体项目，教师组为个人竞赛项目。竞赛项目均以国家职业标准《维修电工》高级工（国家职业资格三级）的要求为基础，不同组别难易程度有一定区分。竞赛内容依据国家职业标准所规定的应知、应会等要求，分为理论知识、操作技能两个部分。我对中职组技能大赛比赛内容研究如下：

一、理论知识竞赛部分

理论知识竞赛采取试题答卷（闭卷）方式进行，内容为技能竞赛相关的理论知识（含光伏发电、电工电子、电力电子、电气控制与PLC、电工电子仪表、计算机与通信、安全用电、力控软件等）和工作过程知识。时间60分钟。

二、操作技能竞赛部分

操作技能竞赛以现场实际操作的方式进行。选手在规定时间内，根据竞赛时发给的工作任务书，参赛选手完成下列工作任务，各组别竞赛时间均为4小时。

中职学生组（团体项目）比赛内容：（1）完成KNT-SPV02型光伏发电实训系统的光伏供电装置的部分工作单元的安装与调试。（2）完成KNT-SPV02型光伏发电实训系统的光伏供电系统的部分工作单元的接线。（3）编写PLC控制程序并调试，达到任务书的功能和技术要求。（4）进行蓄电池的充电过程的检测，达到任务书的功能和技术要求。（5）完成逆变器的参数测量，达到任务书的功能和技术要求。（6）完成监控系统组态界面设计，达到任务书的功能和技术要求。（7）焊接与光伏发电相关的功能板。

三、KNT-WP02型风光互补发电实训系统的组成部分的介绍：

KNT-WP02型风光互补发电实训系统是由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成。

1.光伏供电装置、光伏供电系统

（1）光伏供电装置的组成：光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成，4块光伏电池组件并联组成光伏电池方阵，光线传感器安装在光伏电池方阵中央。2盏300W的投射灯安装在摆杆支架上，摆杆底端与减速箱输出端连接，减速箱输入端连接单相交流电动机。电动机旋转时，通过减速箱驱动摆杆作圆周摆动。摆杆底端与底座支架连接部分安装了接近开关和微动开关，用于摆杆位置的限位和保护。水平和俯仰方向运动机构由水平运动减速箱、俯仰运动减速箱、水平运动和俯仰运动直流电动机、接近开关和微动开关组成。水平运动和俯仰运动直流电动机旋转时，水平运动减速箱驱动光伏电池方阵作向东方向或向西方向的水平移动、俯仰运动减速箱驱动光伏电池方阵作向北方向或向南方向的俯仰移动，接近开关和微动开关用于光伏电池方阵位置的限位和保护。（2）光伏供电系统：光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、DSP控制单元、接口单元、西门子S7-200PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、12V开关电源、网孔架等组成。

2.逆变与负载系统

逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、逆变器、逆。

变器参数检测模块、变频器、三相交流电机、发光管舞台灯光模块、警示灯、接。

线排、断路器、网孔架等组成。

3.监控系统

（1）监控系统组成：监控系统主要由计算机、力控组态软件组成（2）监控界面：监控界面主要有光伏供电系统、光伏供电控制、逆变与负载、曲线、系统报表。

四、精心规划风“光互补发电设备安装与调试”技能实训思路，将会在技能大赛中取得金牌。

研究技能大赛考试方案，明确技能大赛比赛时间，周密部署实习训练计划；了解技能大赛评分细则，严密操作，严谨思考，严格检查；关注细节，重视设备安装调试正确性，电路正确率放首位；要及时掌握技能大赛比赛点所用设备的外形，技能大赛比赛点的考场布置环境，全真模拟，消除紧张情绪，将会在技能大赛中取得金牌。

【参考文献】

光伏安装技术要求例8

Abstract： the distributed photovoltaic power generation system is a way of using new energy， in this paper， the principle and function of distributed photovoltaic system were analyzed. And the actual building design essentials and a brief introduction to the installation requirements. Relying on the national latest preferential policies to solve the problem of low our country rural area electricity to power your.

Key words： distributed photovoltaic （pv）； Photovoltaic modules； Photovoltaic （pv） design and installation；

1、分布式光伏基本概念

1.1 分布式光伏发电定义

分布式光伏发电系统是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。与建筑结合的光伏并网发电是当前分布式光伏发电重要的应用形式，技术进展很快，主要表现在建筑光伏的电气设计方面和与建筑结合的安装方式。

1.2 分布式光伏发电特点

一是输出功率相对较小，具有间歇性。传统的集中式电站动辄几十万千瓦，甚至几百万千瓦，规模化的应用提高了其经济性。光伏发电的模块化设计，决定了其规模可大可小，可根据场地的要求调整光伏系统的容量。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

二是污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。但是，需要重视分布式光伏与周边城市环境的协调发展，在利用清洁能源的时候，考虑民众对城市环境美感的关切。

三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。分布式光伏发电在白天出力最高，正好在这个时段人们对电力的需求最大。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积的限制，因此分布式光伏发电不能从根本上解决用电紧张问题。

2、分布式建筑光伏组成

分布式光伏发电系统属于分类中并网光伏发电系统中的与建筑结合的光伏发电系统，系统的基本设备包括光伏组件、控制器、逆变器、储能装置、配电保护装置等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。

2.1光伏组件

光伏组件是具有封装及内部联结的、能单独提供直流电流输出的、最小不可分割的光伏电池组合装置。将若干太阳能电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵（阵列），在配上适当的支架及接线盒组成太阳能电池组件。

2.2控制器

有些光伏系统如景观系统，微网系统等需要一定的存储设备，如蓄电池。控制器的主要作用是控制蓄电池的充放电， 控制器应具有如下一些功能：信号检测、蓄电池最优充电控制、蓄电池放电管理、设备保护、故障诊断定位、运行状态指示。

2.3逆变器

逆变器的工作原理与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电，为“逆向”的整流过程，因此称为“逆变”。光伏阵列所发的电能为直流电能，然而许多负载需要交流电能，如变压器和电机等。直流供电系统有很大的局限性，不便于变换电压，负载应用范围也有限。除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。逆变器除了能将直流电能变换为交流电能外，还具有自动稳压的功能，可以改光伏发电系统的供电质量。

并网逆变器对于整个系统正常工作具有重要的地位，光伏系统需根据系统容量相应配置一定容量的并网逆变器。逆变器的故障率一定程度上决定整个系统的故障率，且并入电网的电能质量（谐波、电压偏差、电压波动和闪变和电压不平衡度等）基本上由逆变器的输出决定，因此需要选择可靠性高，保护功能强，无谐波污染等逆变器。

2.4储能装置

蓄电池是将电能转换为化学能贮存起来，需要时再把化学转变为电能的一种贮能装置。太阳能光伏发电系统配套使用的蓄电池的功能，是贮存太阳能电池方阵受光照时所发出电能并可随时向负载供电。目前常用的蓄电池有普通或胶体铅酸蓄电池和铁锂蓄电池。

2.5 配电保护装置

光伏并网系统作为电力系统的一部分需要接入保护装置，一般装在直流配电柜和交流配电柜中。保护装置一方面对光伏发电系统保护，防止孤岛效应等发生；另一方面需要安装继电保护装置，防止线路事故或是功率失稳。并网保护装置中一个重要的设备是逆变器。光伏系统除了在逆变器中设置有并网保护装置外，在光伏系统输出和并网点之间须增设另一套并网保护装置（置于交流配电柜中）作后备保护，以保证在光伏逆变系统发生异常的时候，光伏系统不对电网产生较大的不良影响，还可以保证在电网发生故障的时候，电网不对光伏系统产生损坏。常用的并网保护功能有低电压保护、过电压保护、低频率保护、过频率保护、过电流保护、短路、电网异常等故障保护及告警功能；并有孤岛监控检测保护功能

2.6 监测设备

光伏系统需要一套计算机监测、显示、通讯系统。

监测包括对太阳能发电状态的监测，如系统输入（直流）电压、电流，输出（交流）电压、电流、功率，实时发电量，累计发电量等，同时还监测系统的故障状态，如保护电流、电压等。被监测的量还包括环境参数，如太阳辐射量、环境温度、风向风力等，这需要一套环境监测仪。

环境检测仪由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成，可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量，其RS485通讯接口可接入并网监控装置的监测系统，实时记录环境数据。

3、建筑光伏的设计和安装

3.1分布式建筑光伏系统设计一般规定

太阳能光伏系统总的设计原则是：使光伏系统满足负载供电合理的可靠性同时，又有最佳的经济性；应该在太阳能资源丰富的地区建设。

3.1.1光伏建筑设计应根据建设地点的地理、气候条件，确定建筑的布局、朝向、间距、群体组合和空间环境，满足光伏系统设计和安装的技术要求。光伏建筑单体或建筑群体的主要朝向宜为南向。光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏系统。因此，分布式光伏系统设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则。

3.1.2应考虑光伏组件类型、安装位置、安装方式对发电效益的影响，并应为光伏系统的安装、使用、维护、保养等提供必要的空间和承载条件。光伏组件设计不应跨越建筑变形缝。

3.1.3建筑体型及空间组合应为光伏组件接收更多的太阳光创造条件。光伏组件的安装部位应避免受自身或建筑本体的遮挡，并宜满足光伏组件冬至日全天有6h以上建筑日照时数的要求。

3.1.5光伏组件的构造及其安装应考虑通风降温措施，光伏电池的最高温度不应高于85℃。

3.1.6光伏系统的控制机房宜采用自然通风，当不具备条件时应采取机械通风措施。

3.2分布式建筑光伏系统的安装

3.2.1由于光伏系统是靠接收太阳光发电的，故一座建筑可安装光伏系统的位置就很有限，一般只有屋顶和南立面适合安装太阳能电池板，建筑东西立面也可以适量安装。

3.2.2坡屋顶上顺坡安装；这种安装方式有它的优势，依屋顶坡度平行安装，节省支架用材，节省安装面积，减小风压，并可在屋顶形成一层保温层。

3.2.3在平屋顶上以固定倾角安装，这种方式可以根据建筑所在地区的纬度采用全年可最大限度获取太阳能以获得最大发电量的角度。

3.2.4对于钢筋混凝土结构的平屋顶，当采用固定倾角安装时有2种选择，如果附加光伏系统满足房屋的承重要求，可以采用不破坏屋面的防水保温结构，用压重的方式保证光伏阵列安装的稳定。

3.2.5如果原建筑设计屋面承重余量不大，则可采用植筋方式，将光伏方阵支架基础与房屋主结构连接，这种方式要注意做好植筋后屋面的防水保温工作。

3.2.6如果是钢结构厂房，彩钢屋顶，目前支架与屋面连接一般采用特殊夹具。

车棚、凉棚可根据建筑形态进行设计，一般采用钢结构。

4、总结

依托国家颁布《关于分布式光伏发电项目管理暂行办法的通知》国能新能[2013]433号和：第二条 分布式光伏发电是指在用户所在场地或附近建设运行，以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。使得分布式光伏发电的发展，首先将带来系统集成产业的兴起，其次，对于电网广域监控系统和微功率调度系统将有一个很大的促进。这是直接的产业辐射，而随着越来越多的建筑具有自发电功能，存储能源的使用，以及光伏光热一体化，建筑节能设施，将随后兴起。在屋顶的分布式光伏发电达到一定的比例的时候，将形成节点式、横向、市际的能源基础设施，以及由此形成的市场，会促进人们许多新的工作方式和生活方式的形成。其影响将远远大于互联网给人们带来的变化。

我国还有部分地区没有送上电。在已经送上电的农村，还有许多家庭因为收入低，仅有的电器是电灯和电视，他们晚上天一黑就睡觉，只为了节省一些电费。如果采用光伏分布式发电，能够让那些现在用不起电的人都能够享受哪怕是最基本的电力设施可以提供的便利，如现代化的学校、医院、健康护理、食品和公共卫生、就业以及计算机技术等，那我们的国家将会发生巨大的变化。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ-203-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010-5.

光伏安装技术要求例9

1．在各国政府对再生资源的重视和大力支持下太阳能光伏产业得到了快速的发展，2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%，其装机量分别为2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，去年新增安装量约2.1GW，增幅高达84%。

其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW，约占全球的65%。截至2011年底，中国共有电池企业约115家，总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家，占总产能的53%；在100MW和1GW之间的企业共63家，占总产能的43%；剩余的38家产能皆在100MW以内，仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。

2．太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料，主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%～24%，是目前普遍使用的光伏发电材料。但其生产成本较高，技术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术也成熟，但光电转换效率相对较低，多晶硅光电池的转换效率最高才达18.6%，与单晶硅相比多晶硅的转换效率少多了；而薄膜电池是一种可粘接的薄膜，有以下优势：（1）生产成本低，所以可以大批量生产；（2）发光效率更好地利用太阳能，但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步，目前CdTe、CIS等薄膜光伏电池已逐步进入市场，但现在只占市场的9.3%，随着薄膜光伏电池技术不断进步，薄膜光伏电池的市场份额将快速增长相对而言有更大的发展空间，未来薄膜电池会有更好的发展前景。

在2000年以前中国的电力供应不是很紧张，2001年以后，在中国经济高速发展下，电力需求以每年超过20％的速度在增长，2003年在全国出现电力供远远少于求的严重现象，电力供应的紧张情况在以后的一段时间内很难缓解。可再生能源得到了中国政府的重视，在中国政府大力支持下已形成了完整的太阳能光伏产业链。截至2010年底，我国光伏发电装机规模达到60万千瓦，光伏新增并网容量为21.16万千瓦，累计并网容量为24万千瓦，较上年的2.5万千瓦，增长了960%。从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群，并涌现出了无锡尚德、江西赛维、天威英利等一批知名企业。2011年中国多晶硅产量达到7.8万吨，占全球比重约33%；国内产能结构中，成本低于35美元/千克的企业不足十家，约9.5万吨，其他40余家中小企业总产能近5万吨。据弘亚世代的统计，当前停产整顿的企业产能超过4万吨。

二、太阳能发展趋势

（一）提高光电转换效率，降低电池材料成本

1．提高光电转换效率的材料。在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池，从理论研究看，在阳光集中辐照时，利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%，但只有使用理想的材料才能达到。若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方，实际上也很难做到。德国科学家正在进行这方面的实验，他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒（Er）来制造太阳电池，以测试它对转换效率可能产生的影响，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一个13nm厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合。通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23.3％。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19.44%。

2．降低目前主流光伏电池材料的成本。降低硅材料用量是降低价格的主要途径。目前，太阳电池材料主要以硅材料为主，但是硅材料还面临着许多问题，多晶硅产业上游环节技术壁垒高、投入大、量产时间长、市场风险高，因此不仅要寻找更为方便易行的硅材料提纯技术以扩大生产，而且要采用新技术，在获得同样电能的基础上减少硅材料用量。而与晶体硅电池相比，薄膜电池在效率与成本方面改善的空间更大，多晶硅价格的上涨会增加薄膜电池的成本优势。

（二）提高光伏发电的面积

1．提高建筑光伏发电面积，大量的建筑屋顶都是没有充分的利用，应建立建筑相结合的并网光伏系统，主要形式是城市并网发电的屋顶并网光伏系统。在我国东部沿海经济发达地区，用电量大，对光伏发电能力需求强；同时目前我国光伏产业主要集中在东部省份，光伏产业对当地经济的发展起着重要作用，在城市建设屋顶并网发电系统（BAPV）及光伏建筑一体化集成光伏系统（BIPV），对于城市的供电与节能起到很好的作用。《可再生能源中长期发展规划》提出，到2020年安装建筑光伏2万套，累计安装100万千瓦。

光伏安装技术要求例10

中图分类号： TK511 文献标识码： A 文章编号：

目前能源与环境问题越来越受到重视，如何开发利用新能源和可再生能源，如何改变和优化能源消费结构等一系列问题成为世界关注的新焦点。太阳能是一种取之不尽, 用之不竭且没有污染的清洁能源。随着全球常规能源的紧张和环境污染的加剧, 太阳能被用在供热、空调、制冷及发电等越来越多的领域。太阳能光伏发电是直接将太阳光转换成电能的一种发电形式,具有安全可靠、清洁卫生、无噪声、无污染、建设周期短、维护简单等特点, 正成为一种快速发展的可再生能源技术而被广泛应用。其中，太阳能光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能光伏发电系统与建筑有机结合，这项技术为光伏产业的蓬勃发展注入了新的源动力，也开辟了新的光伏应用领域。

太阳能光伏建筑一体化综述

1.1 太阳能光伏建筑一体化的概念

（1）太阳能光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic，简称BIPV）技术即将太阳能发电(光伏)产品集成或结合到建筑上的技术， 它不但具有护结构的功能，同时又能产生电能供建筑使用。光伏与建筑一体化(BIPV)是“建筑物产生能源”新概念的建筑，是利用太阳能可再生能源的建筑。

（2）太阳能光伏建筑一体化不等于太阳能光伏加建筑。所谓太阳能光伏建筑一体化不是简单的“相加”，而是根据节能、环保、安全、美观和经济实用的总体要求， 将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系进入建筑领域，纳入建设工程基本建设程序，同步设计，同步施工，同步验收，与建设工程同时投入使用，同步后期管理， 使其成为建筑有机组成部分的一种理念、 一种设计、一种工程的总称。

（3）光伏建筑一体化的核心建筑是一体化设计、一体化制造、一体化安装，而其辅助技术则包括了低能耗、低成本、优质、绿色建筑材料的技术。光伏建筑一体化也是光伏建筑的规范化和标准化。

（4）光伏建筑一体化赋予了建筑物以新的属性，首先它使建筑物具有了能源的功能，建筑物不仅能够供人居住，还提供能源。随着光伏建筑一体化的进一步发展，今后房产的升值将会逐步地转变到更多地依靠科技价值的含量和提升，以及采用更加科学和严格的价格评价体系上来。BIPV极大的丰富了建筑物的科技内涵，提高了建筑物的使用价值。

1.2 太阳能光伏建筑一体化在国内外的发展现状

在光伏建筑方面，德国、日本走在了前面，代表了人类可再生能源利用的发展方向，德国、日本光伏推广模式都非常成功，值得借鉴。这两个国家发展的基本思路是将晶体硅太阳电池作为主导产品，并采用屋顶计划和并网发电的基本形式，发展的主要推动力是政府的光伏发电补贴政策和银行贷款的激励机制。如德国政府带头利用太阳能，像柏林的议会大厦、柏林火车站等许多公共设施与场所，都大量采用光伏发电设备[2]。

近年来，我国太阳能光伏产业取得了振奋人心的进展，为今后的大发展打下了良好的基础。从发展观念和经济实力分析来看，在太阳能光伏示范推广方面，上海、江苏和广东有望像发展经济和高技术产业一样走在国内的前沿。我国政府拉动光伏产业和自主创新的政策日臻完善，各方利益逐步协调，将使我国太阳能光伏产业成为推动我国经济发展的新的动力，同时，还会推动我国太阳能科技快速跨入国际前列。

二、太阳能光伏建筑一体化的设计

2.1 光伏建筑一体化的安装

（1）光伏建筑一体化主要安装类型如下。

建材型，指将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起，成为不可分割的建筑构件或建筑材料，如光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙、光伏采光顶等。

构件型， 指与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件，如以标准普通光伏组件或根据建筑要求定制的光伏组件构成雨篷构件、遮阳构件、栏板构件等。

与屋顶、墙面结合安装型，指在平屋顶上安装、坡屋面上顺坡架空安装以及在墙面上与墙面平行安装等形式。

（2）屋顶一体化方式是指将PV板做成屋面板或瓦的形式覆盖平屋顶或坡屋顶整个屋面，后者与建筑的整体结合方式具有更高的灵活性，为在旧房改造中使用PV板提供了可能。PV板与屋顶整合一体化可以最大限度地接受太阳光的照射，且可兼做屋顶的遮阳板或者做成通风隔热屋面，减少屋顶夏季热负荷。PV板与屋顶的构造做法有两种方式：一种是兼为屋顶防水构造层次的部分，要求PV系统具有良好的防水性能；另一种是单独作为构造层次位于防水层之上，对屋顶防水具有保护功能，可延长防水层的使用寿命。

（3）墙面一体化方式是指PV板与墙面材料一起进行集成。现代建筑支撑系统和维护系统的分离，可使PV板能如同木材、金属、石材、混凝土等预制板一样成为建筑护系统的贴面材料。 PV板墙面一体化主要有PV板外墙装饰板和PV板玻璃幕墙两种方式。PV板玻璃幕墙是指透光型PV板和玻璃集成制成的光电幕墙。 该组件由太阳电池芯片和双层玻璃板构成， 芯片夹在玻璃板之间， 芯片之间和芯片与玻璃板边端之间留有一定的间隙，以便透光，芯片面积占总面积的70%，也即透光率为30%,可有效解决幕墙的遮阳，降低建筑的热负荷，同时可为室内提供特殊的光照气氛；更因其特殊的颜色和质感，拓展了建筑的表现空间。目前PV板价格和某些天然石材己没有差别，今后随着PV板的发展，成本只会越来越低，这就为PV板在建筑的广泛应用创造了良好条件。 光电屋顶与光电幕墙的出现，为建筑师展示建筑艺术作品多了一种新的选择

（4）建筑构件一体化方式是指将PV板与建筑的雨篷、遮阳板、阳台、天窗等构件有机整合，在提供电力的同时可为建筑增加美观的细部。 PV板和遮阳板的结合不仅可为建筑在夏季提供遮阳， 还可使入射光线变得柔和， 改善室内的光环境， 且使窗户保持清洁。但应注意，高效率的PV系统并不一定是高效率的一体化系统。一体化建筑除要求美观外，还要求通过科学的计算和设计，满足建筑构件所要求的强度、防雨、热工、防雷、防火等技术条件。

（5）光伏LED一体化——光电LED多媒体动态幕墙和天幕。 将光伏LED一体化夹层内的太阳能电池和LED半导体的透明基板放置在幕墙、屋面边框内构成光电单元，可以模块化。常规交流供电系统作为LED供电电源，必须将电源转换成低压直流电才能使用。考虑到功率因素的影响和LED供电的特殊性，需要合理设计复杂控制转换电路，这不仅增加了照明系统成本，又降低了能源的利用效率。太阳能光伏发电技术与LED结合的关键，在于两者同为直流电、电压低且能互相匹配。因此两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电，太阳能电池组直接将光能转化为直流电能，通过串、并联的方式任意组合，可得到LED实际需要的直流电，再匹配对应的蓄能电池，便能实现LED照明的供电和控制，无需传统的复杂逆变装置进行供电转换。 因而这种系统可获得很高的能源利用效率，较高的安全性、可靠性和经济性。太阳能电池与半导体照明LED一体化是太阳能电池和LED技术产品的最佳匹配，是集发电、照明、多媒体、建筑节能、动态幕墙和动态天幕于一体的多功能新产品。

2.2 光伏建筑一体化的系统工作原理

（1）光伏建筑一体化主要是光伏发电系统通过光伏组件用于建筑屋顶（光电屋顶）、墙面（光电幕墙）、遮阳（光电遮阳板）来获取电能的一种方式。光伏系统工作时，安装在建筑物上的光伏组件产生直流电源，通过接线盒与逆变器连接，将直流转换成交流，给建筑物负载供电或给建筑物以外其他负荷供电。光伏建筑一体化的发电主要有两种方式，一种是独立的供电系统，即所发电能直接用于建筑物内部分负载；另一种是过剩时采取蓄电池储存。

（2）光伏建筑一体化系统分为独立光伏系统、并网光伏系统和混合光伏系统。带蓄电池可独立运行的PV系统是独立光伏系统。并网光伏发电系统是与电网相连，并向电网输送电力的光伏发电系统。从长远角度来看，并网光伏发电系统更有优越性。因此，建筑物光伏市场正在或即将从独立发电系统转向并网发电系统。混合光伏系统是独立发电加并网发电，又称防灾型系统。

2.3 在我国发展太阳能光伏建筑一体化的必要性

（1）我国人口多，电力需求很大，大、中城市更为突出，电力负载主要在建筑物内或其四周，BIPV可充分利用建筑物的外部空间面积，自产能源，减少电缆线架设及电力输送(就近利用)，BIPV使PV系统与建筑、艺术及生活紧密结合。

（2）光伏建筑一体化的系统，如幕墙光伏发电系统，其成本随建筑物的设计阶段和光伏电池与建筑装饰材料生产过程的结合程度有很大的关系。研究表明，如果设计院、建材生产商和光伏制造商能够充分协作，建材光伏一体化的发电单元制造成本与单独生产光伏组件的成本类似，甚至比建材加光伏组件的成本还低；而逆变和布线系统则可整体并入建筑物的电力系统中去，BIPV的成本可能比单独的光伏发电低得多。

三、结语

和世界上的先进国家和地区相比，光伏建筑一体化技术在我国还处于示范项目阶段，虽然不断有示范项目建成，但大部分项目都是由政府全部或部分投资建造，光伏建筑技术本身难以在能源市场竞争中获得份额。这与德国、日本等光伏产业发达国家相比差距较大，造成这种差异的关键问题是光伏技术发电成本高，而我国缺少保障光伏产业发展的法律和经济激励政策[4]。为此，光伏产业的发展要因地制宜，争取更多的政策支持，充分利用现有适合光伏产品的建筑，并在新建建筑上进行光伏建筑一体化的设计；通过对项目全寿命周期成本进行经济与社会评价，增强投资者和民众的信心，引导生活习惯及居住理念的转变，鼓励民众使用太阳能光伏产品。

参考文献：

1.张雪松.太阳能光电板在建筑一体化中的应用[J].建筑,2005（2）:80-83.

2.陈维,沈辉,褚玉芳,等.太阳能光伏建筑一体化的现状与展望[J].新材料产业,2007(7):36-39