城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應用實例

城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應用實例摘要：隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，人類社會對傳統(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，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)電場外，利用建筑屋頂設(shè)置小型太陽能光伏發(fā)電裝置進行發(fā)電，積少成多，也是一項把可再生清潔能源開發(fā)并合理利用的巨大工程，是一項利國利民的好事?；诖耍瑢Τ擎?zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應用實例進行研究，以供參考。關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)住宅小區(qū)；屋頂光伏；應用引言太陽能是一種清潔和可再生能源，特別是隨著我國不斷推行新能源開發(fā)政策，近年來太陽能發(fā)電在中國各地發(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。由于建筑場地的特殊性，合理的防雷措施不僅會影響整個太陽能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還會影響現(xiàn)有建筑的防雷措施和個人設(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用模式進行分類。根據(jù)電源輸入模式，可將其分為非網(wǎng)絡類型和與網(wǎng)絡關(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、單個跟蹤類型和雙個跟蹤類型。根據(jù)建筑應用模式的不同，它可以分為建筑限制類型、建筑復合類型(PV)和太陽能建筑集成類型(BIPV)。隨著太陽能的分散，人們越來越關(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)品對電壓、閃電等相當敏感。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)材料購置費用的七成左右），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系統(tǒng)的重要核心部分，負責將光伏發(fā)電組件陣列所發(fā)的直流電能逆變?yōu)榕c國家電網(wǎng)同頻率、同相位且電壓始終略高于國網(wǎng)電壓的交流電狀態(tài)，除直接提供給用電負載使用外，還可通過逆變器轉(zhuǎn)換為符合國網(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（高電壓、低電流），將導致其不能與現(xiàn)行市場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。進行薄膜組件的組串接入逆變器前必須進入直流匯流箱進行匯流，再送入逆變器（或送往蓄電池儲存起來）。（4）蓄電池的作用是在有光照射時將太陽能電池板發(fā)出的直流電能儲存起來，待需要時再釋放出來。儲能電站一般使用磷酸鐵鋰蓄電池簇，在沒有陽光時，通過儲能蓄電池和并網(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，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存一部分能量。4城鎮(zhèn)住宅小區(qū)屋頂光伏應用4.1對大規(guī)模分布式光伏發(fā)電運行監(jiān)測、管理平臺建設(shè)的研究當全縣電網(wǎng)大規(guī)模接入太陽能供電時，各電壓等級都會出現(xiàn)嚴重的電能質(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問題必須提高農(nóng)村電網(wǎng)的智能水平。農(nóng)村智能電網(wǎng)的發(fā)展目標是適應大量分布式發(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)合傳輸自動化、配電自動化、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)電的進階管理需求，并提升服務及管理水平。4.2光伏助力鄉(xiāng)村走低碳振興之路中國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，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，引導地方政府利用屋頂資源拓展市場。可再生能源的發(fā)電是“本地發(fā)電，本地使用”，由公共電網(wǎng)的監(jiān)管補充。通過這種方式，減少碳排放，農(nóng)村復興和低碳，節(jié)約化石能源成本，增加收入，可以節(jié)約農(nóng)民。科學應用農(nóng)村可再生能源，鼓勵清潔能源，減輕對非點源污染的監(jiān)測，改善農(nóng)村環(huán)境，協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展，全面應用農(nóng)村能源中國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)實意義。太陽能發(fā)電場對清潔能源的利用進行了研究，促進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)電是以互補的捕魚和照明形式進行的，但太陽能的數(shù)字應用等等。，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，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，并實現(xiàn)可再生能源的多用途互補方法。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)電機組中，太陽能模塊和安裝設(shè)備的鋁質(zhì)外殼應電氣連接良好。與此同時，金屬技術(shù)人員必須具有高度的潛在強度，這些強度與建筑的原始屋頂?shù)姆览鬃兓嘘P(guān)。對于沒有屋頂(表面)避雷器的建筑物，應特別增加避雷系統(tǒng)，并適當?shù)剡M行接地。(3)整個太陽能系統(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、電纜存儲箱等。，必須可靠地測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)絡連接等。從室外進入建筑物的電線和信號線的保護層應連接到入口附近的報警終端。4.4屋頂太陽能發(fā)電的可復制性太陽能取之不盡，用之不竭，隨發(fā)隨用，沒有長距離輸電線路損失，運行成本低，維護簡單，不產(chǎn)生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環(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。隨著光伏行業(yè)的快速發(fā)展，太陽能光伏技術(shù)也得到了飛速進步，光伏設(shè)備的價格也隨之大幅度下降。另外，政府正在大力推動光伏發(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，這就為進一步發(fā)展太陽能發(fā)電創(chuàng)造了較好的條件。此時，發(fā)展小型屋頂太陽能光伏電站恰逢其時。利用閑置屋面發(fā)展太陽能電站，就目前國內(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，外形尺寸標準化、系列化，便于在不同環(huán)境、不同場合組裝成光伏發(fā)電組件陣列，應用范圍廣。當然，陽光房屋屋頂光伏發(fā)電項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。對于人口密集、工業(yè)發(fā)達、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。促進全市分散光伏發(fā)電機組的開發(fā)利用，促進全市污水資源的集約化開發(fā)，降低峰值負荷，節(jié)約優(yōu)化配電網(wǎng)投資，引導居民綠色能源消費，大幅度減少溫室氣體和污染物排放，促進環(huán)境保護，實現(xiàn)二氧化碳峰值排放和氣候中立。參考文獻[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)屋頂光伏應用實例[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.建筑屋頂太陽能光伏板風效應及抗風設(shè)計研究[D].