淺談太陽能光伏發(fā)電在工業(yè)廠房屋頂上的應(yīng)用

石寶彥

【摘 要】 隨著人類社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的能源日漸枯竭，太陽能作為一種可再生清潔能源，得到了廣泛的應(yīng)用。本文以寧鋼工業(yè)廠房屋頂并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，介紹了屋頂并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程案例，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 屋頂光伏發(fā)電 光伏組件 逆變器 并網(wǎng)

隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展，人類對(duì)能源需求也在不斷的增長(zhǎng)，但是傳統(tǒng)的化石燃料日漸枯竭，全球性的能源危機(jī)日趨加劇，加之近幾年我國(guó)出現(xiàn)的霧霾天氣，造成PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)，環(huán)境污染已嚴(yán)重影響了人們的正常生活，因此，尋求新的可再生能源替代傳統(tǒng)能源，已經(jīng)得到了人們廣泛的共識(shí)，我國(guó)政府也已將此列入到國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略層面上。太陽能作為一種理想的可再生清潔能源，已在世界范圍得到了廣泛應(yīng)用，其中利用太陽能光伏發(fā)電，特別是在建筑屋頂上的應(yīng)用越來越廣泛。本文以寧鋼光伏發(fā)電能源合同管理項(xiàng)目為基礎(chǔ)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)太陽能光伏發(fā)電在工業(yè)廠房屋頂上應(yīng)用進(jìn)行討論。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本光伏發(fā)電工程是屬寧波市北侖區(qū)20MWp用戶側(cè)集中連片光伏發(fā)電項(xiàng)目的一部分，其利用我公司廠區(qū)內(nèi)連鑄板坯庫和熱軋廠房屋面建設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，整套系統(tǒng)包括從光伏發(fā)電組件到10kV高壓并網(wǎng)開關(guān)，包含了光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、交流升壓系統(tǒng)等所有的子系統(tǒng)。

2.3 光伏組件的布置

結(jié)合連鑄板坯庫和熱軋廠屋面實(shí)際情況，光伏組件的布置采用固定式安裝方式，使用專用夾具固定座，將鋁合金導(dǎo)軌通過夾塊固定在屋面彩鋼瓦上，電池組件通過單、雙側(cè)專用壓塊固定在導(dǎo)軌上，與屋面平行鋪設(shè)。導(dǎo)軌與屋面彩鋼瓦聯(lián)結(jié)夾具采用角弛Ⅲ型板形鋁合金專用夾具。此安裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：支架系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，不破壞屋面彩鋼瓦的結(jié)構(gòu)，有效解決了防水問題。根據(jù)屋面情況，將電池組件布設(shè)成不同的方陣，以20串16并或20串12并的組合接入每一個(gè)匯流箱，再將處于相同發(fā)電條件的7個(gè)（或9個(gè)）匯流箱接入直流配電柜。電池方陣間預(yù)留有電纜橋架安裝通道和日常維護(hù)通道?？紤]到寧波地處沿海，特別是在臺(tái)風(fēng)季節(jié)，廠房頂上風(fēng)很大，為防止大風(fēng)造成廠房屋面彩鋼瓦和電池組件的損壞，對(duì)有光伏組件安裝的廠房屋面彩鋼瓦采取抗風(fēng)加固措施。

2.4 并網(wǎng)接入點(diǎn)的選擇

屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)在選擇并網(wǎng)接入點(diǎn)時(shí)，充分考慮熱軋廠房、連鑄板坯庫和煉鋼區(qū)域變電所的地理位置，并根據(jù)光伏組件在廠房屋頂?shù)陌惭b容量的大小和布設(shè)，以及組網(wǎng)匯流后電纜的走向和長(zhǎng)度，從節(jié)約電纜，降低電壓損失，同時(shí)方便日后的運(yùn)行管理與設(shè)備維護(hù)，節(jié)省維運(yùn)成本考慮，系統(tǒng)采用將熱軋廠房、連鑄板坯庫屋頂?shù)墓夥萘拷?jīng)匯流、逆變升壓后，通過1回出線接入煉鋼35kV區(qū)域變電所10kV的II段母線。

2.5 防雷接地

為了確保光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的安全，本項(xiàng)目采取了以下防雷保護(hù)措施。（1）直擊雷的防護(hù)：將安裝在廠房屋頂上光伏發(fā)電系統(tǒng)包括所有電池組件的支架與廠房建筑的避雷帶可靠連接，以達(dá)到防雷擊的目的。 （2）感應(yīng)雷的防護(hù)：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的雷電浪涌入侵途徑，除電池陣列外，還有配電線路和接地線等。在線路防雷設(shè)計(jì)上要求直流側(cè)的正負(fù)極均懸空，不接地，在匯流箱內(nèi)設(shè)置浪涌保護(hù)器，防止雷電引起的線路過電壓，在并網(wǎng)接入控制柜中安裝避雷裝置，以防護(hù)從低壓配電線路侵入的雷電波及浪涌。所用機(jī)柜（逆變器、變壓器、并網(wǎng)開關(guān)柜等）分別通過兩處接地點(diǎn)與現(xiàn)有廠房接地系統(tǒng)可靠連接，接地電阻不大于1Ω。

2.6 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)包括站控層和就地層兩部分。站控層是光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心，就地層直接采集處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到站控層，同時(shí)接受站控層發(fā)來的指令控制操作設(shè)備。其功能有：數(shù)據(jù)采集與處理、控制操作、報(bào)警、時(shí)鐘同步、遠(yuǎn)動(dòng)通訊等。

3 結(jié)語

寧鋼工業(yè)廠房屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目已投運(yùn)8個(gè)月，目前運(yùn)行狀況良好。它的投運(yùn)既促進(jìn)企業(yè)的節(jié)能減排，又降低了企業(yè)成本。但是利用現(xiàn)有工業(yè)廠房屋面建設(shè)光伏發(fā)電，存在著光伏陣列的安裝角度問題，影響了光伏陣列的利用率，還有生產(chǎn)區(qū)域中的粉塵和廢氣等對(duì)光伏板的污染，將會(huì)影響發(fā)電效率，需定期沖洗保持光伏板面的潔凈。廠房屋面上風(fēng)大，光伏設(shè)備安全加固措施要保證，特別是防雷接地裝置必須可靠?？傊?，隨著我國(guó)政府對(duì)光伏發(fā)電的大力支持，利用工業(yè)廠房屋頂建設(shè)光伏發(fā)電，一定會(huì)有大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏海東，周圣枝，楊曼.智能變電站屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用研究.湖北電力，2011.12.

[2]李超鋒.萬科總部大樓屋頂光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用分析.建筑節(jié)能，3013.7.endprint

【摘 要】 隨著人類社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的能源日漸枯竭，太陽能作為一種可再生清潔能源，得到了廣泛的應(yīng)用。本文以寧鋼工業(yè)廠房屋頂并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，介紹了屋頂并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程案例，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 屋頂光伏發(fā)電 光伏組件 逆變器 并網(wǎng)

隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展，人類對(duì)能源需求也在不斷的增長(zhǎng)，但是傳統(tǒng)的化石燃料日漸枯竭，全球性的能源危機(jī)日趨加劇，加之近幾年我國(guó)出現(xiàn)的霧霾天氣，造成PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)，環(huán)境污染已嚴(yán)重影響了人們的正常生活，因此，尋求新的可再生能源替代傳統(tǒng)能源，已經(jīng)得到了人們廣泛的共識(shí)，我國(guó)政府也已將此列入到國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略層面上。太陽能作為一種理想的可再生清潔能源，已在世界范圍得到了廣泛應(yīng)用，其中利用太陽能光伏發(fā)電，特別是在建筑屋頂上的應(yīng)用越來越廣泛。本文以寧鋼光伏發(fā)電能源合同管理項(xiàng)目為基礎(chǔ)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)太陽能光伏發(fā)電在工業(yè)廠房屋頂上應(yīng)用進(jìn)行討論。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本光伏發(fā)電工程是屬寧波市北侖區(qū)20MWp用戶側(cè)集中連片光伏發(fā)電項(xiàng)目的一部分，其利用我公司廠區(qū)內(nèi)連鑄板坯庫和熱軋廠房屋面建設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，整套系統(tǒng)包括從光伏發(fā)電組件到10kV高壓并網(wǎng)開關(guān)，包含了光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、交流升壓系統(tǒng)等所有的子系統(tǒng)。

2.3 光伏組件的布置

結(jié)合連鑄板坯庫和熱軋廠屋面實(shí)際情況，光伏組件的布置采用固定式安裝方式，使用專用夾具固定座，將鋁合金導(dǎo)軌通過夾塊固定在屋面彩鋼瓦上，電池組件通過單、雙側(cè)專用壓塊固定在導(dǎo)軌上，與屋面平行鋪設(shè)。導(dǎo)軌與屋面彩鋼瓦聯(lián)結(jié)夾具采用角弛Ⅲ型板形鋁合金專用夾具。此安裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：支架系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，不破壞屋面彩鋼瓦的結(jié)構(gòu)，有效解決了防水問題。根據(jù)屋面情況，將電池組件布設(shè)成不同的方陣，以20串16并或20串12并的組合接入每一個(gè)匯流箱，再將處于相同發(fā)電條件的7個(gè)（或9個(gè)）匯流箱接入直流配電柜。電池方陣間預(yù)留有電纜橋架安裝通道和日常維護(hù)通道?？紤]到寧波地處沿海，特別是在臺(tái)風(fēng)季節(jié)，廠房頂上風(fēng)很大，為防止大風(fēng)造成廠房屋面彩鋼瓦和電池組件的損壞，對(duì)有光伏組件安裝的廠房屋面彩鋼瓦采取抗風(fēng)加固措施。

2.4 并網(wǎng)接入點(diǎn)的選擇

屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)在選擇并網(wǎng)接入點(diǎn)時(shí)，充分考慮熱軋廠房、連鑄板坯庫和煉鋼區(qū)域變電所的地理位置，并根據(jù)光伏組件在廠房屋頂?shù)陌惭b容量的大小和布設(shè)，以及組網(wǎng)匯流后電纜的走向和長(zhǎng)度，從節(jié)約電纜，降低電壓損失，同時(shí)方便日后的運(yùn)行管理與設(shè)備維護(hù)，節(jié)省維運(yùn)成本考慮，系統(tǒng)采用將熱軋廠房、連鑄板坯庫屋頂?shù)墓夥萘拷?jīng)匯流、逆變升壓后，通過1回出線接入煉鋼35kV區(qū)域變電所10kV的II段母線。

2.5 防雷接地

為了確保光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的安全，本項(xiàng)目采取了以下防雷保護(hù)措施。（1）直擊雷的防護(hù)：將安裝在廠房屋頂上光伏發(fā)電系統(tǒng)包括所有電池組件的支架與廠房建筑的避雷帶可靠連接，以達(dá)到防雷擊的目的。 （2）感應(yīng)雷的防護(hù)：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的雷電浪涌入侵途徑，除電池陣列外，還有配電線路和接地線等。在線路防雷設(shè)計(jì)上要求直流側(cè)的正負(fù)極均懸空，不接地，在匯流箱內(nèi)設(shè)置浪涌保護(hù)器，防止雷電引起的線路過電壓，在并網(wǎng)接入控制柜中安裝避雷裝置，以防護(hù)從低壓配電線路侵入的雷電波及浪涌。所用機(jī)柜（逆變器、變壓器、并網(wǎng)開關(guān)柜等）分別通過兩處接地點(diǎn)與現(xiàn)有廠房接地系統(tǒng)可靠連接，接地電阻不大于1Ω。

2.6 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)包括站控層和就地層兩部分。站控層是光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心，就地層直接采集處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到站控層，同時(shí)接受站控層發(fā)來的指令控制操作設(shè)備。其功能有：數(shù)據(jù)采集與處理、控制操作、報(bào)警、時(shí)鐘同步、遠(yuǎn)動(dòng)通訊等。

3 結(jié)語

寧鋼工業(yè)廠房屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目已投運(yùn)8個(gè)月，目前運(yùn)行狀況良好。它的投運(yùn)既促進(jìn)企業(yè)的節(jié)能減排，又降低了企業(yè)成本。但是利用現(xiàn)有工業(yè)廠房屋面建設(shè)光伏發(fā)電，存在著光伏陣列的安裝角度問題，影響了光伏陣列的利用率，還有生產(chǎn)區(qū)域中的粉塵和廢氣等對(duì)光伏板的污染，將會(huì)影響發(fā)電效率，需定期沖洗保持光伏板面的潔凈。廠房屋面上風(fēng)大，光伏設(shè)備安全加固措施要保證，特別是防雷接地裝置必須可靠?？傊?，隨著我國(guó)政府對(duì)光伏發(fā)電的大力支持，利用工業(yè)廠房屋頂建設(shè)光伏發(fā)電，一定會(huì)有大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏海東，周圣枝，楊曼.智能變電站屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用研究.湖北電力，2011.12.

[2]李超鋒.萬科總部大樓屋頂光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用分析.建筑節(jié)能，3013.7.endprint

【摘 要】 隨著人類社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的能源日漸枯竭，太陽能作為一種可再生清潔能源，得到了廣泛的應(yīng)用。本文以寧鋼工業(yè)廠房屋頂并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，介紹了屋頂并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程案例，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 屋頂光伏發(fā)電 光伏組件 逆變器 并網(wǎng)

隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展，人類對(duì)能源需求也在不斷的增長(zhǎng)，但是傳統(tǒng)的化石燃料日漸枯竭，全球性的能源危機(jī)日趨加劇，加之近幾年我國(guó)出現(xiàn)的霧霾天氣，造成PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)，環(huán)境污染已嚴(yán)重影響了人們的正常生活，因此，尋求新的可再生能源替代傳統(tǒng)能源，已經(jīng)得到了人們廣泛的共識(shí)，我國(guó)政府也已將此列入到國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略層面上。太陽能作為一種理想的可再生清潔能源，已在世界范圍得到了廣泛應(yīng)用，其中利用太陽能光伏發(fā)電，特別是在建筑屋頂上的應(yīng)用越來越廣泛。本文以寧鋼光伏發(fā)電能源合同管理項(xiàng)目為基礎(chǔ)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)太陽能光伏發(fā)電在工業(yè)廠房屋頂上應(yīng)用進(jìn)行討論。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本光伏發(fā)電工程是屬寧波市北侖區(qū)20MWp用戶側(cè)集中連片光伏發(fā)電項(xiàng)目的一部分，其利用我公司廠區(qū)內(nèi)連鑄板坯庫和熱軋廠房屋面建設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，整套系統(tǒng)包括從光伏發(fā)電組件到10kV高壓并網(wǎng)開關(guān)，包含了光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、交流升壓系統(tǒng)等所有的子系統(tǒng)。

2.3 光伏組件的布置

結(jié)合連鑄板坯庫和熱軋廠屋面實(shí)際情況，光伏組件的布置采用固定式安裝方式，使用專用夾具固定座，將鋁合金導(dǎo)軌通過夾塊固定在屋面彩鋼瓦上，電池組件通過單、雙側(cè)專用壓塊固定在導(dǎo)軌上，與屋面平行鋪設(shè)。導(dǎo)軌與屋面彩鋼瓦聯(lián)結(jié)夾具采用角弛Ⅲ型板形鋁合金專用夾具。此安裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：支架系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，不破壞屋面彩鋼瓦的結(jié)構(gòu)，有效解決了防水問題。根據(jù)屋面情況，將電池組件布設(shè)成不同的方陣，以20串16并或20串12并的組合接入每一個(gè)匯流箱，再將處于相同發(fā)電條件的7個(gè)（或9個(gè)）匯流箱接入直流配電柜。電池方陣間預(yù)留有電纜橋架安裝通道和日常維護(hù)通道?？紤]到寧波地處沿海，特別是在臺(tái)風(fēng)季節(jié)，廠房頂上風(fēng)很大，為防止大風(fēng)造成廠房屋面彩鋼瓦和電池組件的損壞，對(duì)有光伏組件安裝的廠房屋面彩鋼瓦采取抗風(fēng)加固措施。

2.4 并網(wǎng)接入點(diǎn)的選擇

屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)在選擇并網(wǎng)接入點(diǎn)時(shí)，充分考慮熱軋廠房、連鑄板坯庫和煉鋼區(qū)域變電所的地理位置，并根據(jù)光伏組件在廠房屋頂?shù)陌惭b容量的大小和布設(shè)，以及組網(wǎng)匯流后電纜的走向和長(zhǎng)度，從節(jié)約電纜，降低電壓損失，同時(shí)方便日后的運(yùn)行管理與設(shè)備維護(hù)，節(jié)省維運(yùn)成本考慮，系統(tǒng)采用將熱軋廠房、連鑄板坯庫屋頂?shù)墓夥萘拷?jīng)匯流、逆變升壓后，通過1回出線接入煉鋼35kV區(qū)域變電所10kV的II段母線。

2.5 防雷接地

為了確保光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的安全，本項(xiàng)目采取了以下防雷保護(hù)措施。（1）直擊雷的防護(hù)：將安裝在廠房屋頂上光伏發(fā)電系統(tǒng)包括所有電池組件的支架與廠房建筑的避雷帶可靠連接，以達(dá)到防雷擊的目的。 （2）感應(yīng)雷的防護(hù)：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的雷電浪涌入侵途徑，除電池陣列外，還有配電線路和接地線等。在線路防雷設(shè)計(jì)上要求直流側(cè)的正負(fù)極均懸空，不接地，在匯流箱內(nèi)設(shè)置浪涌保護(hù)器，防止雷電引起的線路過電壓，在并網(wǎng)接入控制柜中安裝避雷裝置，以防護(hù)從低壓配電線路侵入的雷電波及浪涌。所用機(jī)柜（逆變器、變壓器、并網(wǎng)開關(guān)柜等）分別通過兩處接地點(diǎn)與現(xiàn)有廠房接地系統(tǒng)可靠連接，接地電阻不大于1Ω。

2.6 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)包括站控層和就地層兩部分。站控層是光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心，就地層直接采集處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到站控層，同時(shí)接受站控層發(fā)來的指令控制操作設(shè)備。其功能有：數(shù)據(jù)采集與處理、控制操作、報(bào)警、時(shí)鐘同步、遠(yuǎn)動(dòng)通訊等。

3 結(jié)語

寧鋼工業(yè)廠房屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目已投運(yùn)8個(gè)月，目前運(yùn)行狀況良好。它的投運(yùn)既促進(jìn)企業(yè)的節(jié)能減排，又降低了企業(yè)成本。但是利用現(xiàn)有工業(yè)廠房屋面建設(shè)光伏發(fā)電，存在著光伏陣列的安裝角度問題，影響了光伏陣列的利用率，還有生產(chǎn)區(qū)域中的粉塵和廢氣等對(duì)光伏板的污染，將會(huì)影響發(fā)電效率，需定期沖洗保持光伏板面的潔凈。廠房屋面上風(fēng)大，光伏設(shè)備安全加固措施要保證，特別是防雷接地裝置必須可靠?？傊S著我國(guó)政府對(duì)光伏發(fā)電的大力支持，利用工業(yè)廠房屋頂建設(shè)光伏發(fā)電，一定會(huì)有大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏海東，周圣枝，楊曼.智能變電站屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用研究.湖北電力，2011.12.

[2]李超鋒.萬科總部大樓屋頂光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用分析.建筑節(jié)能，3013.7.endprint