丁德明

[摘要]屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計和安裝指南，是美國加州能源委員會所下達的關于對光伏系統(tǒng)進行安裝過程做出指導的規(guī)范，屬于目前世界范圍最為發(fā)達的安裝技術。光伏發(fā)電系統(tǒng)可以直接將太陽能轉化成為電能，住宅光伏系統(tǒng)主要是利用光伏屋頂?shù)倪@種形式滿足于住戶的用電需求，可以在其中配置蓄電池，繼而在電網(wǎng)出現(xiàn)停電情況時保持供電。

[關鍵詞]屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)；設計；安裝

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0028 - 02

1 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計問題

1.1 無蓄電池并網(wǎng)系統(tǒng)

該種系統(tǒng)只有在電網(wǎng)能夠正常使用的時候才可以實現(xiàn)運行。由于電網(wǎng)當中的電能損耗比較小，因此該系統(tǒng)通常能夠給用戶節(jié)約更多電費方面的花費。不過出現(xiàn)電力中斷情況的話，這個系統(tǒng)就會完全處于關閉狀態(tài)，在電網(wǎng)恢復之后才能夠正常使用。圖l為無蓄電池光伏發(fā)電供電系統(tǒng)原理圖。

該系統(tǒng)主要由以下幾個部件所構成：①光伏陣列。光伏陣列主要是由光伏組件所構成的，而光伏組件是利用太陽能電池片依據(jù)特定的方法連接在一起，然后進行密封。一般情況之下，一個陣列是由很多個光伏組件利用支架實現(xiàn)連接的。②平衡系統(tǒng)。平衡系統(tǒng)主要是用于將光伏組件融入進家用建筑系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)當中的線路和支架。供電線路系統(tǒng)主要用于對逆變器兩端的交流開關、直流開關、太陽能電池形成過流保護。絕大部分系統(tǒng)都具備保護控制這項功能，這是由于各個組件的設置都需要在源電路當中有熔斷保護。有一部分逆變器也具備熔斷保護以及其它的一些控制功能。⑧逆變器。該設備主要負責讓光伏陣列所產(chǎn)生的直流電轉變成為能夠供給家用電器利用的交流電。④測量儀表。對系統(tǒng)運行的實時狀態(tài)、用戶的實際用電狀況做出測量以及呈現(xiàn)。⑤公共電網(wǎng)開關。

1.2 蓄電池并網(wǎng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是在無蓄電池并網(wǎng)的基礎之上融入蓄電池，從而實現(xiàn)儲能的作用，就算是在電網(wǎng)出現(xiàn)斷電問題，系統(tǒng)也可以給特殊負載供給應急用電。在電力中斷的情況之下，該系統(tǒng)會跟電網(wǎng)之間相互脫離，組成一個相對獨立的供電線路，利用專用配電線路實現(xiàn)電能的供給。光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能可以應用在沿街商業(yè)當中，從而在最大程度之上縮短投資回收周期。

2 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝

2.1 屋頂結構

屋頂屬于對光伏陣列加以設置最適宜的位置。如果為斜面形式的屋頂，需要將光伏陣列設置為跟屋頂表面保持平行的位置，然后利用支架使其保持跟屋頂數(shù)公分的距離，從而更好的實現(xiàn)冷卻。而要是水平屋頂?shù)脑?，可以設置能夠?qū)A斜角度形成優(yōu)化的支架。在屋頂對光伏系統(tǒng)進行設置需要切實關注到屋頂?shù)木唧w結構以及其防滲層所具備的氣密性。通常情況之下，每一個100W的光伏組件都需要設置一個用于支撐的托架。而對于新建的建筑來說，支撐托架一般可以在對屋頂蓋板完成安裝之后，對防水材料進行敷設之前設置。

2.2 遮蔭結構

遮蔭結構可以是天井，亦或是雙層遮陽網(wǎng)格，在這些位置，光伏陣列起到了遮陽的作用。如果安裝光伏陣列的角度相對遮陽結構更為陡峭，就需要針對屋頂結構做出合理化改進，繼而更好的適應風力載荷。光伏陣列在重量方面通常是15～ 25kg/m2這個質(zhì)量范圍處，在遮蔭支持結構所具備的負重極限以內(nèi)。對屋頂支架安裝所形成的勞動力成本應該被算到天井覆蓋整體的建設費用當中。所有的建設成本往往會高出屋頂安裝所投入的費用，不過遮蔭結構所能起到的應用價值將會很好的抵消這部分多余的投入。還需要對一些其它的問題做出考慮，比如簡化陣列維護、導線連接以及組件接線等，需要確保其美觀性，通常不應該種植那些爬藤類植物，防止讓組件以及接線受到干擾。

3 結語

總而言之，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)可以有效將太陽能轉化為電能供人們使用，對能源的節(jié)約具有十分重要的意義。相關從業(yè)人員應該積極探索，對屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計和安裝指南相關內(nèi)容做出更為具體的研究，繼而結合我國光伏發(fā)電發(fā)展的實際情況，創(chuàng)建出一套符合我國國情的設計以及安裝體系，為新能源行業(yè)的發(fā)展貢獻出自己的力量。

參考文獻：

[1]李世民，花亞萍，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計和安裝指南[J].陽光能源，2010，（02）：54 - 58.

[2]張臻宇，楊國華，車超，等.屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟及環(huán)境效益研究[J].電力科技與環(huán)保，2016，32（ 04）：53 - 55.