城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應(yīng)用實(shí)例

城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應(yīng)用實(shí)例摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)傳統(tǒng)能源的需求也與日俱增，而傳統(tǒng)能源污染環(huán)境不可再生的特點(diǎn)，決定了人類必將尋找清潔綠色、可再生能源來取代傳統(tǒng)能源，而太陽能就是這樣的能源之一。除了利用陽光充足的山地和坡地建立大型的太陽能光伏發(fā)電場(chǎng)外，利用建筑屋頂設(shè)置小型太陽能光伏發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，積少成多，也是一項(xiàng)把可再生清潔能源開發(fā)并合理利用的巨大工程，是一項(xiàng)利國(guó)利民的好事。基于此，對(duì)城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行研究，以供參考。關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)住宅小區(qū)；屋頂光伏；應(yīng)用引言太陽能是一種清潔和可再生能源，特別是隨著我國(guó)不斷推行新能源開發(fā)政策，近年來太陽能發(fā)電在中國(guó)各地發(fā)展迅速。屋頂共用的太陽能系統(tǒng)是一種安裝太陽能系統(tǒng)的方法，主要使用現(xiàn)有的批量建筑屋頂來建立太陽能電池板。由于建筑場(chǎng)地的特殊性，合理的防雷措施不僅會(huì)影響整個(gè)太陽能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還會(huì)影響現(xiàn)有建筑的防雷措施和個(gè)人設(shè)備的安全。因此，研究屋頂分布式太陽能系統(tǒng)的防雷是非常必要的。1光伏發(fā)電系統(tǒng)概述太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能模塊、接線盒、逆變器、負(fù)載等相關(guān)監(jiān)控和分配設(shè)備組成。發(fā)電系統(tǒng)可以按電力輸入模式、太陽能收集模式和建筑應(yīng)用模式進(jìn)行分類。根據(jù)電源輸入模式，可將其分為非網(wǎng)絡(luò)類型和與網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的類型；根據(jù)太陽能量的收集方式，可以將其分為固定類型、單個(gè)跟蹤類型和雙個(gè)跟蹤類型。根據(jù)建筑應(yīng)用模式的不同，它可以分為建筑限制類型、建筑復(fù)合類型(PV)和太陽能建筑集成類型(BIPV)。隨著太陽能的分散，人們?cè)絹碓疥P(guān)注太陽能發(fā)電與建筑的結(jié)合。在城市中使用太陽能系統(tǒng)只能使用建筑的有效區(qū)域來安裝太陽能電池。安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)統(tǒng)稱為太陽能發(fā)電(BMPV)。2屋頂分布式光伏系統(tǒng)的組成及其特點(diǎn)屋頂共用的太陽能系統(tǒng)主要包括屋頂太陽能電池模組、逆變器、模組化裝置、交流電源箱、相關(guān)接線及相關(guān)通訊系統(tǒng)。其中，屋頂?shù)奶柲苣K是通過屋頂上的相關(guān)金屬技術(shù)設(shè)置的，充分利用屋頂?shù)挠行娣e和太陽能資源來實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換。根據(jù)屋頂分布式太陽能系統(tǒng)的位置和系統(tǒng)組件，它具有以下特性:(1)根據(jù)避雷區(qū)域的分布，安裝在太陽能系統(tǒng)中的大部分太陽能模塊都會(huì)暴露在LPO~LP區(qū)域內(nèi)；(2)太陽能模組主體、太陽能模組固定裝置和太陽能系統(tǒng)纜線均為相關(guān)金屬元件；(3)根據(jù)太陽能系統(tǒng)的組成，其大部分組件(逆變器、通信系統(tǒng)等)。)有電力電子產(chǎn)品對(duì)電壓、閃電等相當(dāng)敏感。上面的分析表明，屋頂分布式太陽能系統(tǒng)容易受到閃電的干擾，從而導(dǎo)致大面積停電，如太陽能模塊損壞、逆變器故障、系統(tǒng)故障甚至癱瘓。3太陽能發(fā)電裝置太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光伏發(fā)電組件電池板（A、B、D屋面采用單晶硅光伏組件、C屋面采用碲化鎘薄膜組件）、組串式光伏發(fā)電逆變器、直流匯流箱（僅薄膜組件需用）、并網(wǎng)配電柜、光伏發(fā)電組件陣列支架、專用光伏發(fā)電直流線纜與連接件、交流線纜等組成（若電站帶有儲(chǔ)能功能，還需配備蓄電池控制器和蓄電池組）。（1）太陽能光伏發(fā)電組件（光伏電池板）：太陽能發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中建造成本最高的部分（占全系統(tǒng)材料購(gòu)置費(fèi)用的七成左右），其作用是將太陽的光照能量轉(zhuǎn)化為直流電能。（2）組串式光伏發(fā)電逆變器：組串式太陽能光伏逆變器是整個(gè)系統(tǒng)的重要核心部分，負(fù)責(zé)將光伏發(fā)電組件陣列所發(fā)的直流電能逆變?yōu)榕c國(guó)家電網(wǎng)同頻率、同相位且電壓始終略高于國(guó)網(wǎng)電壓的交流電狀態(tài)，除直接提供給用電負(fù)載使用外，還可通過逆變器轉(zhuǎn)換為符合國(guó)網(wǎng)技術(shù)要求的交流電。（3）直流匯流箱：如果光伏電站采用的光伏組件是薄膜型光伏組件，薄膜組件的技術(shù)參數(shù)特點(diǎn)（高電壓、低電流），將導(dǎo)致其不能與現(xiàn)行市場(chǎng)上通常提供的光伏組串式逆變器很好地匹配，必須增加直流匯流箱。進(jìn)行薄膜組件的組串接入逆變器前必須進(jìn)入直流匯流箱進(jìn)行匯流，再送入逆變器（或送往蓄電池儲(chǔ)存起來）。（4）蓄電池的作用是在有光照射時(shí)將太陽能電池板發(fā)出的直流電能儲(chǔ)存起來，待需要時(shí)再釋放出來。儲(chǔ)能電站一般使用磷酸鐵鋰蓄電池簇，在沒有陽光時(shí)，通過儲(chǔ)能蓄電池和并網(wǎng)逆變器向220V（三相380V）的用電設(shè)備和用戶提供電能；在有陽光時(shí)，將太陽能發(fā)出的直流電通過電源充放電控制器向蓄電池簇充電儲(chǔ)存一部分能量。4城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應(yīng)用4.1對(duì)大規(guī)模分布式光伏發(fā)電運(yùn)行監(jiān)測(cè)、管理平臺(tái)建設(shè)的研究當(dāng)全縣電網(wǎng)大規(guī)模接入太陽能供電時(shí)，各電壓等級(jí)都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題。全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)可用于一般分析，并可選擇有未解決問題的典型區(qū)域或線路電壓數(shù)據(jù)來分析異常電壓的原因，以解決現(xiàn)有特性和不斷變化的電壓?jiǎn)栴}必須提高農(nóng)村電網(wǎng)的智能水平。農(nóng)村智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)是適應(yīng)大量分布式發(fā)電。要重視農(nóng)村電網(wǎng)的數(shù)字化改造，將傳統(tǒng)的農(nóng)村電網(wǎng)改造為農(nóng)村電網(wǎng)，重視各種既經(jīng)濟(jì)又方便的信息采集材料和設(shè)備的研發(fā)本系統(tǒng)使用分散的非家用太陽能資訊，結(jié)合傳輸自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、政府管制及其他資訊，并執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)控、資料統(tǒng)計(jì)分析、分布式電源生產(chǎn)及相關(guān)區(qū)域，可滿足分散式太陽能發(fā)電的進(jìn)階管理需求，并提升服務(wù)及管理水平。4.2光伏助力鄉(xiāng)村走低碳振興之路中國(guó)有著豐富的建筑資源，發(fā)展和建設(shè)分布式太陽能屋頂?shù)臐摿薮?。與此同時(shí)，建筑的屋頂分布很廣，資源不集中，單體單元也太小，這增加了看不見的工作協(xié)調(diào)困難，也沒有促進(jìn)屋頂分布式太陽能的可持續(xù)發(fā)展。開放屋頂分布式太陽能發(fā)電，全面提升地方積極性，引導(dǎo)地方政府利用屋頂資源拓展市場(chǎng)?？稍偕茉吹陌l(fā)電是“本地發(fā)電，本地使用”，由公共電網(wǎng)的監(jiān)管補(bǔ)充。通過這種方式，減少碳排放，農(nóng)村復(fù)興和低碳，節(jié)約化石能源成本，增加收入，可以節(jié)約農(nóng)民?？茖W(xué)應(yīng)用農(nóng)村可再生能源，鼓勵(lì)清潔能源，減輕對(duì)非點(diǎn)源污染的監(jiān)測(cè)，改善農(nóng)村環(huán)境，協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展，全面應(yīng)用農(nóng)村能源中國(guó)擁有豐富的可再生能源，擁有巨大的發(fā)展空間。發(fā)展農(nóng)村可再生能源具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。太陽能發(fā)電場(chǎng)對(duì)清潔能源的利用進(jìn)行了研究，促進(jìn)了因地制宜的清潔可再生能源開發(fā)，加快了農(nóng)村清潔低碳能源的變化速度，優(yōu)化了農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)。根據(jù)建筑類型的分析，分布式太陽能的主要建筑類型之一是農(nóng)村住宅，農(nóng)村居民的屋頂比率至少為20%。雖然太陽能發(fā)電是以互補(bǔ)的捕魚和照明形式進(jìn)行的，但太陽能的數(shù)字應(yīng)用等等。，共同開發(fā)農(nóng)村清潔能源建設(shè)和土地、林業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)，提高能源服務(wù)能力，解決工業(yè)發(fā)展中存在的環(huán)境問題。在農(nóng)業(yè)大國(guó)，它從不同的角度融入了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)；在城市基礎(chǔ)設(shè)施良好、環(huán)境壓力大的農(nóng)村地區(qū)，太陽能的多樣化被廣泛用于改變單一技術(shù)以滿足農(nóng)民的能源需求。農(nóng)村傳統(tǒng)的分布式住宅模式采用分布式能源技術(shù)為農(nóng)民提供清潔能源，提高能源資源利用率，并實(shí)現(xiàn)可再生能源的多用途互補(bǔ)方法。4.3良好的等電位處理措施(1)已安裝的太陽能組件之間的電位連接。安裝在項(xiàng)目中的太陽能電池板是常用的黃銅嵌板，其框架是鋁合金的金屬。因此，太陽能模組不僅透過固定裝置固定，而且還必須設(shè)定特定的接地裝置，以連接每個(gè)模組的金屬元件，以發(fā)揮良好的潛在能力。(2)太陽能電池板金屬間的良好電位連接。在太陽能發(fā)電機(jī)組中，太陽能模塊和安裝設(shè)備的鋁質(zhì)外殼應(yīng)電氣連接良好。與此同時(shí)，金屬技術(shù)人員必須具有高度的潛在強(qiáng)度，這些強(qiáng)度與建筑的原始屋頂?shù)姆览鬃兓嘘P(guān)。對(duì)于沒有屋頂(表面)避雷器的建筑物，應(yīng)特別增加避雷系統(tǒng)，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行接地。(3)整個(gè)太陽能系統(tǒng)的潛在有利連接，分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的所有屋頂金屬部件，包括設(shè)備、開關(guān)盒、主體、金屋水管、電纜存儲(chǔ)箱等。，必須可靠地測(cè)量與鄰近建筑物的防雷設(shè)施的潛在正面連接。監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)連接等。從室外進(jìn)入建筑物的電線和信號(hào)線的保護(hù)層應(yīng)連接到入口附近的報(bào)警終端。4.4屋頂太陽能發(fā)電的可復(fù)制性太陽能取之不盡，用之不竭，隨發(fā)隨用，沒有長(zhǎng)距離輸電線路損失，運(yùn)行成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對(duì)環(huán)境沒有不良影響，是理想的清潔能源。系統(tǒng)建設(shè)周期短，方便靈活，因此，施工人員可以根據(jù)負(fù)荷的增減來合理調(diào)節(jié)太陽能光伏發(fā)電組件陣列容量，避免浪費(fèi)。隨著光伏行業(yè)的快速發(fā)展，太陽能光伏技術(shù)也得到了飛速進(jìn)步，光伏設(shè)備的價(jià)格也隨之大幅度下降。另外，政府正在大力推動(dòng)光伏發(fā)電事業(yè)，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)，無條件接入，不存在任何障礙，這就為進(jìn)一步發(fā)展太陽能發(fā)電創(chuàng)造了較好的條件。此時(shí)，發(fā)展小型屋頂太陽能光伏電站恰逢其時(shí)。利用閑置屋面發(fā)展太陽能電站，就目前國(guó)內(nèi)情況來看，宜采用單（多）晶硅發(fā)電組件為妥。這類太陽能光伏組件生產(chǎn)技術(shù)成熟，生產(chǎn)成本低，量產(chǎn)的光電轉(zhuǎn)換率逐年提高（特別是單晶硅組件，光電轉(zhuǎn)換率都在20%以上），組件整體結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)，外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，便于在不同環(huán)境、不同場(chǎng)合組裝成光伏發(fā)電組件陣列，應(yīng)用范圍廣。當(dāng)然，陽光房屋屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目更宜采用光伏薄膜發(fā)電組件，既能保證光照要求，又可以產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)束語分散式屋頂光伏發(fā)展主要是利用城鄉(xiāng)空置式屋頂資源建設(shè)的。對(duì)于人口密集、工業(yè)發(fā)達(dá)、土地資源匱乏的地區(qū)，它是可再生能源的良好開發(fā)利用模式，與傳統(tǒng)火力發(fā)電廠相比，在減排方面具有較好的優(yōu)勢(shì)。促進(jìn)全市分散光伏發(fā)電機(jī)組的開發(fā)利用，促進(jìn)全市污水資源的集約化開發(fā)，降低峰值負(fù)荷，節(jié)約優(yōu)化配電網(wǎng)投資，引導(dǎo)居民綠色能源消費(fèi)，大幅度減少溫室氣體和污染物排放，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳峰值排放和氣候中立。參考文獻(xiàn)[1]王瑛,黃鵬程.分布式屋頂光伏雷擊事故原因分析[J].上海節(jié)能,2020(12):1507-1512.[2]宋蓮.城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應(yīng)用實(shí)例[J].電子世界,2020(15):161-162.[3]張明軍,潘相林.淺談2kW家用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝[J].農(nóng)村電工,2020,28(08):35.[4]王京學(xué).建筑屋頂太陽能光伏板風(fēng)效應(yīng)及抗風(fēng)設(shè)計(jì)研究[D].