独立型太阳能光伏发电站建设步骤_

独立型太阳能光伏发电站建设步骤主要内容；一；太阳能光伏电站的选址二；选择太阳能光伏发电系统运行方试1，独立型光伏发电系统2，并网型太阳能光伏发电系统三；光伏发电系统设计1，总思想2，设计原则,3，计前的准备4，光伏发电系统容量设计的一般步骤5，光伏发电系统容量的设计的主要内容四；光伏发电系统的安装1，太阳能光伏发电系统的组成2，基础设施施工3，太阳能支架的安装4，太阳能组件的安装五；太阳能光伏发电系统所需要的电气设备1，直流接线箱,交流配电柜2，控制器3，蓄电池4，逆变器六；设备的连接七；光伏发电系统的防护装置1，光伏发电系统的防护装置的要求2，为防止系统遭雷击，采取的方法八；光伏发电系统工程验收1，太阳能光伏发电系统工程验收注意事项；2，太阳能光伏发电系统验收项目九；太阳能光伏发电系统竣工技术文件1，安装工程量总表，2，工程说明，3，测试记录，4，竣工图纸，5，竣工检验记录6，工程量变更单7，重大工程事故报告表8，以安装设备的明细表9，开工报告10，停工和复工通知11，验收证书12，其他十，光伏发电系统的运行与维护1，太阳能电池方阵的维护2，对电池组件的维护3，对蓄电池的维护4，对充放电控制器及逆变器的维护一；太阳能光伏电站的选址我国太阳能资源丰富并且分布广泛，太阳能发电作为太阳能利用的重要方式已被多个国家普遍关注，但光伏发电站多建于不易架设电网的我国边远地带，所以选择光伏电站的地址时必须考虑以下几个因素；1，阳光充足，可以为电池板提供足够的光能使其发电。2，不易发生自然灾害，地势较平坦的地区。（环境太恶劣会对太阳能光伏电系统的电气设备及组件产生较大影响3，场地空旷没有树木及大型建筑。4，土质应为坚硬土或者开阔，平坦，密实的中硬土上。5，交通是否便利，人口是否密集。二；选择太阳能光伏发电系统运行方试太阳能光伏发电系统可分为两大类，一，为独立型光伏发电系统即没有与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统；二是，并网型太阳能光伏发电系统即与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统，下面来比较一下这两种光伏发电系统的具体应用；（1）独立型光伏发电系统独立型光伏发电系统又可分为；无蓄电池的直流光伏发电系统，有蓄电池的直流光伏发电系统，交流以及交直流混合光伏发电系统，市电互补型光伏发电系统，下面我们来列举一下各种光伏发电系统的具体应用1，无蓄电池的直流光伏发电系统主要应用于；直流光伏水泵，充电器，太阳能风帽等不需要储能装置的小型光伏发电系统。2，有蓄电池的直流光伏发电系统主要应用于；庭院灯，交通标志灯，航标灯，小型发电站，等一些需要储存电能的光伏发电系统。3，交流及交直流混合型太阳能发电系统主要应用于；交流太阳能户用系统，无电网地区小型发电站，移动通信站，以及一些环境监测站4，市电互补型光伏发电系统主要应用于；城市太阳能路灯改造，电网覆盖地区的小型光伏发电站。（二），并网型太阳能光伏发电系统并网型太阳能光伏发电系统又可分为有逆流并网光伏发电系统，无逆流并网光伏发电系统，切换型并网光伏发电系统，有储能装置的并网光伏发电系统，下面我们来列举一下各种光伏发电系统的具体应用；1,有逆流并网光伏发电系统一般住宅建筑物2，无逆流并网光伏发电系统；一般住宅建筑物3,切换型并网光伏发电系统；一般住宅建筑物以及一些重要设施4，有储能装置的并网光伏发电系统；一般住宅建筑物以及一些重要设施，高层建筑应急照明当然选择光伏发电系统的类型要根据具体的要求来选择，从而建设最合理的太阳能光伏发电系统三；光伏发电系统设计太阳能光伏发电系统的设计分两部分，一是光伏发电系统的容量设计，主要是对太阳能电池组件和蓄电池的容量进行设计于计算，目的就是要计算出系统在全年内能够满足用电需求并可靠工作所需要的太阳能电池组件和蓄电池的数量；二是光伏发电系统的系统配置设计主要是对系统中的电力电子设备，部件的选型配置及附属设施的设计与计算，目的是根据实际情况选择配置合适的设备，设施和材料等，与容量设计相匹配1），总思想1，根据用电负载的功率确定发电系统所用组件数2，根据负载正常所需的电流，电压来确定发电系统所用组件的串联数，并联数。（二），设计原则太阳能光伏发电系统的设计本着合理性，实用性，高可靠性和高性价比的原则。做到既能保证光伏发电系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要，同时又能使系统的配置最合理最经济，特别是确定使用最少的太阳能电池组件功率和蓄电池的容量。协调整个系统工作的最大可靠性和系统成本之间的关系，在满足需要的保证质量的前提下节省投资，达到最好的经济效益（三），设计前的准备1，确定负载大小即负载日耗电量2，了解当地最大日照时数以及最大阴雨天数（这些在当地的气象部门可以查到）3，根据资料查出当地的维度,并确定电池方阵的最佳倾斜角和方位角。4，选择蓄电池容量（四），光伏发电系统容量设计的一般步骤1，列出基本情况（1），负载耗电情况（2），根据资料查出当地的维度2，确定负载大小即负载日耗电量3，选择蓄电池容量4，决定方倾角5，计算倾斜面上各月太阳辐射总量即HT。（一般可在当地的气象部门查出）6，估算方阵电流7，确定最佳电流8，决定方阵电压即蓄电池电压线路压降9，确定最后功率（五）光伏发电系统容量的设计的主要内容；1,太阳能电池方阵输出电流输出最小电流输出最大电流IQ/TM12IQ/TMIN12式中Q为负载每天总耗电量，1为蓄电池充电效率，2为方阵表面灰尘遮蔽损失，TM为当地平均日照时数，TMIN为当地最少日照时数。2，太阳能电池方阵输出最佳电流QOUTINHT12/100MW/CQLOADNQ其中N为当月天数两者相减若为正则说明方阵输出电量大于耗电量，若为负说明方阵输出电量小于耗电量应增加方阵输出电流，直到找到方阵输出的最佳电流IM3,太阳能电池方阵输出电压VVFVD式中VF为蓄电池浮充电压，VD为线路损耗电压表4，太阳能电池方阵功率PIM52XAMTA1/式中A为太阳能电池功率的温度系数一般取025，TMAX为太阳最高工作温度。通过以上计算我们可以知道；太阳能电池方阵输出最佳电流，太阳能电池方阵输出电压，太阳能电池方阵功率我们可以根据串联增压，并联增流的原理来设计太阳能电池方阵。以下是计算太阳能电池方阵功率的几个重要公式；1，太阳能电池组件功率和方阵构成的设计与计算；A,电池组件并联数负载日平均用电量AH/组件日平均发电量（AH充电效率组件损耗系数逆变器效率系数其中组件日平均发电量组件峰值工作电流（A峰值日照时数（HB,电池组件串联数系统工作电压（V系数143/组件峰值工作电压（V以峰值日照时数为依据的简易计算方法C,太阳能电池组件功率用电器功率用电时间/当地峰值日照时数损耗系数以年辐射总量为依据的简易计算方法D,太阳能电池组件功率K（用电器工作电压用电器工作电流用电时间/当地年辐射总量在公式中太阳能电池组件功率的单位是W瓦，用电器工作电压单位是V伏，用电器工作电流单位是A安，用电时间单位是H小时，K为辐射修正数，单位是千焦/平方厘米小时（KJ/CMCMH2，蓄电池容量的设计与计算A,蓄电池容量负载日平均用电量AH连续阴雨天数放电修正系数/最大放电深度低温修正系数B,蓄电池串联数系统工作电压/蓄电池额定电压蓄电池并联数蓄电池总容量/蓄电池额定电压以峰值日照时数为依据的简易计算方法C,蓄电池容量用电器功率用电时间/系统电压连续阴雨天数系统安全修正系数蓄电池容量的单位是安时（AH，系统电压是指蓄电池的工作电压单位是（V四；光伏发电系统的安装（一）；伏发电系统的组成（1）基础设施施工太阳能电池方阵基座（混凝土制）1，混凝土基座离地面高度，基座强度和水平偏差应符合设计规定，光伏方阵支架基础设计直流接线箱选型设计控制器选型选型逆变器交流配电柜监控测量系统蓄电池测量，维护，显示设备2，地脚螺栓（起固定作用），埋设尺寸应符合设计规定，外漏长度不应小于6CM3，用水泥埋设的地脚螺栓必须养护五天以上方可安装机架（2）太阳能支架的安装1，方阵机架的方位角和倾斜角应符合设计要求2，机架底部的水平度不应大于3MM/M基座不平时，应用铁片垫平3，固定组件的机架表面应平整，防止损坏电池片4，安装组件前，组件上所有的连接螺栓应加放松垫片并拧紧5，机架安装完毕后，对安装过程中受到损坏的漆膜应进行补涂6，带有向日跟踪装置的太阳能电池方阵，应定期检查跟踪装置的机械和电性能是否正常。7，太阳能电池方阵的支架，可以固定安装，也可按季节的变化调整电池方阵与地面的夹角，以便太阳能电池组件更充分地接受太阳光。全年平均的接收角是当地的维度的5；8，要定期检查太阳能电池方阵的金属支架有无腐蚀，并根据当地具体条件定期进行油漆。方阵支架应良好接地。,（3）太阳能组件的安装安装前的准备及注意事项1，安装组件前应根据组件参数对每一个太阳能电池参数进行检查测量其参数应符合标准，测出开路电压，短路电流2，应挑选工作参数相近的组件安装在同一个方阵中从而提高方阵效率。3，组件应轻拿轻放防止被硬物刮伤，影响其效率4，组件固定面与机架表面不吻合时，应用铁片垫平后方可连接螺丝，严禁过力使其吻合5，安装太阳能组件时必须使用组件边框上预制的安装孔，用螺丝把组件与安装孔连接后，应按照施工标准事先做好放松工作6，组件在机架上的位置应平直，机架上的组件的风道缝隙，机架间空隙不应小于8MM，利于散热7，当在支柱上安装组件时，选择能够承受当地预期风力的支柱和组件安装结构8，不要利用组件的接线盒或电缆头来移动组件。并且接线盒的一端朝上，尽量避免被雨淋到。接线盒走线要标准。9，不要站在或踩在组件上，不要再组件上放置重物10，不要使组件掉落或让物体落在组件上，为了避免组件玻璃破碎。13不要重摔组件。14不正确的运输或安装可能会损坏组件。15，值班人员应注意太阳能电池方阵周围有没有新生长的树木、新立的电杆等遮挡太阳光的物体，以免影响太阳能电池组件充分地接受太阳光，一经发现，要报告电站负责人，及时加以处理。16，应每月检查1次各太阳能电池方阵封装及接线接头，如果发现有封装开胶进水、电池变色及接头松动、脱线、腐蚀等，应及时进行处理。注1，如果组件串联，总电压等于各个组件电压的总和。2，需要使用高电流的情况下，可以将几个光伏组件并联，总电流等于各个组件电流的总和。3，所选电缆的横截面积和连接器容量必须满足最大系统短路电流，五；太阳能光伏发电系统所需要的电气设备太阳能光伏发电系统所需要的电气设备很多，现在只简要列出一些核心设备。1，直流接线箱,交流配电柜起到汇流的作用2，控制器；控制器是防止蓄电池过充电和过放电，防雷击，防反接，温度补偿，负载补偿以及欠压保护等功能。3，蓄电池，蓄电池的主要功能是储存电池方阵发出的电能，并为负载供电，运行方式主要有；循环充放电制，连续浮充制，定期浮充制。在太阳能光伏发电系统中蓄电池的充电方式主要有，恒流充电，恒压充电，恒压限流充电，间歇式充电，快速充电，智能充电等。目前太阳能光伏发电系统用的蓄电池主要是免维护式铅酸蓄电池。（1），太阳能光伏发电系统对蓄电池的要求；A充电效率高B自放电率低C使用寿命长D深放电能力强E少维护或免维护F工作温度范围宽G价格低廉（2），蓄电池的主要参数A蓄电池的电动势；表示蓄电池把其他形式的能量转化成电能的本领，开路时用电压表测得的蓄电池两端的电压就为蓄电池的电动势B蓄电池的工作电压，开路电压，终止电压；工作电压；为蓄电池正常工作是的电压，它随工作时间的延长而降低。开路电压；为蓄电池在开路状态的电压，数值上等于电动势。终止电压；为蓄电池放电电压降到不易在下降时的电压。C蓄电池内阻；蓄电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻。D蓄电池能量；指蓄电池在一定放电条件下所能放出的最大能量，数值等于蓄电池的容量与电动势的乘积。通常用WH来表示，蓄电池的容量；指蓄电池的储电能力通常用C来表示。E蓄电池的输出效率；蓄电池的输出效率指蓄电池放出电量与充入电量的比值，一般用C来表示F蓄电池的使用寿命；G蓄电池的放电深度；蓄电池的放电深度指，蓄电池放出的容量占其额定容量的百分比H蓄电池的自放电率；蓄电池的自放电率指，蓄电池在独立存放期内容量逐渐减小的现象，通常蓄电池的储存温度在2045摄氏度。I蓄电池放电速率；蓄电池放电速率简称放电率指放电的快慢，常用时率和倍率表示。时率；电池放电到终止电压所用的时间。倍率；放电电流为额定电流在数值的倍数。一般用符号C及下标表示放电时率。列，01C20对于一个60H（C20）的电池，即以01606的放电电流（3），蓄电池充电过程中常见的问题及解决方法A铅酸蓄电池的不一致性铅酸蓄电池的不一致性指蓄电池的规格存在差异针对这一现象我们可以采用消除蓄电池极板硫化的均匀充电，即对容量低的蓄电池采取适当的过充电来消除极板硫化，已恢复其容量，从而使其它蓄电池保持充足电状态，来实现蓄电池性能参数不扩大，并趋于一致的局面。B放电对蓄电池寿命影响；为防止蓄电池的记忆效应我们对放电深度不够的的蓄电池让其继续放电达到规定后在充电同时应注意；避免蓄电池深度放电和放电电流过大C快速充电极化；快速充电是提高蓄电池储能的好方法，但它会造成蓄电池活性物质脱落，影响蓄电池寿命。4，逆变器逆变器其除了逆变电路和控制电路外，一般还具有保护电路等功能（1）逆变器的几个重要技术指标A逆变效率；逆变效率是用来表征自身损耗的重要参数，逆变效率越大越好，它是衡量逆变器好坏的一个重要标准。B额定输出容量；额定输出容量用来表征逆变器向负载供电能力，额定输出容量越高表示带负载的能力就越强，额定输出容量是对纯电阻性负载的一个参考，如果逆变器所带的负载为不纯阻性是，逆变器带负载的能力将小于额定输出容量。C输出电压稳定度；输出电压稳定度是指逆变器输出电压的稳定能力，逆变器只有良好的输出电压稳定度，才能保证光伏发电系统在较大的直流输入范围内正常工作。D可靠性；太阳能光伏发电系统多安装于比较边远的地方，维护不方便，所以逆变器必须可靠以减少维护次数E启动性能；启动性能是指逆变器带负载启动的能力和动态工作性能，逆变器在额定负载下应能保证正常启动F谐波失真度；逆变器输出电压波形为正弦波或修正方波时，除了基波外还含有谐波分量，通常将谐波分量在输出电压总波形中的比例称为谐波失真度除此之外系统中还有一些检测，显示设备用来显示系统的工作状态六；设备的连接太阳能光伏发电系统连接线缆应遵循先室外后室内，先简单后复杂的原则进行。同时在连接各设备时应注意以下事项；1，不得在墙和支架的锐角边缘铺设电缆，以免切割、磨损伤害电缆绝缘层引起短路，或切断导线引起断路。2，应为电缆提供足够的支撑和固定，防止风吹等对电缆造成机械损伤。3，布线的松紧度要适当，过于张紧会因热胀冷缩造成断裂。4，考虑环境因素影响，线缆绝缘层应能耐受风吹、日晒、雨淋、腐蚀等。5，电缆接头要特殊处理，要防止氧化和接触不良，必要时要镀锡或锡焊处理。6，同一电路馈线和回线应尽可能绞合在一起。7，线缆外皮颜色选择要规范，如火线、零线和地线等颜色要加以区分。8，线缆的截面积要与其线路工作电流相匹配，截面积过小，可能使导线发热，造成线路损耗过大，甚至使绝缘外皮熔化，产生短路甚至火灾。特别是在低电压直流电路中，线路损耗尤其明显。截面积过大，又会造成不必要的浪费。因此系统各部分线缆要根据各自通过电流的大小进行选择确定。9，当线缆铺设需要穿过楼面、屋面或墙面时，其防水套管与建筑主体之间的缝隙必须做好防水密封处理，处理完后，建筑表面也要处理光洁。七；光伏发电系统的防护装置在施工过程中为防止雷电感应，控制机房内所有金属设备都要可靠接地并且每件金属物品都要接到接地干线上，不予许串联后在接到接地干线上。1，光伏发电系统的防护装置的要求；A光伏发电系统防雷接地，工作接地等应采取联合接地方式，应按设计规程严格的施工，测试B接地体的规格应符合设计要求C避雷针的接地线不应与支架相连，应在接地汇流排连接2，为防止系统遭雷击，一般采取以下方法来预防；A安装避雷针避雷针是一根装的很高的尖顶金属棒，并有良好的接地装置，由于避雷针会产生尖端放电现象，因而可以使光伏发电系统不受雷击。避雷针通常设计在光伏发电系统的背面，这是为了防止避雷针的影子投影到太阳能方阵上。一般距离太阳能方阵2MB避雷线避雷线又称架空地线，一般是铁质，架设在杆塔顶部，一根或两根用于防雷，避雷线的保护效果与它下方的导线与它形成的角度有关，角度越小保护效果越好。除此之外还有一些措施如避雷网，避雷带交叉线路的保护等八；光伏发电系统工程验收（1），太阳能光伏发电系统工程验收注意事项；太阳能光伏发电系统工程交付用户使用前所必须的一个步骤就是工程验收，验收完各项系数及技术指标达到系统设计安装时的规范方可投入使用，工程验收时首先核对工程实际安装的相关设备，材料是否与设计规格提供的设备，材料清单相一致，对与设计时不一致的替代材料要进行核实原因，是否达到设计性能的指标，除此之外还应注意核对，太阳能电池组件，太阳能电池阵列支架，控制器，蓄电池，导线与厂家提供的技术参数是否一致，（二）太阳能光伏发电系统验收项目同时光伏发电系统工程验收合格并由用户确认签字交付使用后，所以在验收前必须仔细检查相关事项，以免在系统运行时发生不必要的麻烦。光伏发电系统的检查主要是对各种电气设备以及机械部件进行外观检查其中包括以下几个方面；检查项目检查内容方阵基座基座的尺寸，规格，以及能成承受的负荷。太阳能电池阵列支架支架上螺丝是否有脱落，组件与支架连接是否可靠太阳能电池组件组件有无裂纹，缺角，变色，组件连线有无脱落损伤极性是否反接太阳能电池方阵极性有无接反，走线是否正确，是否符合国家相关的安全规定接线端子检查外部端子是否松动，脱落电源馈线走线方向是否一致穿线管口的密封情况交/直流配电柜检查安装的牢固性，极性是否反接控制器极性是否接反蓄电池极性是否接反，是否符合国家的安全标准太阳能发电系统防护设施是否有对地电阻，是否装有避雷器等（2），太阳能光伏发电系统竣工技术文件太阳能光伏发电系统验收过程中，系统设计方应提供详细的竣工技术文件，工程所包含的工程量，完成该工程所需材料，工程图纸等，其中竣工技术文件应包括以下内容；1，安装工程量总表，安装工程量总表中体现的是光伏系统工程施工中每阶段包含的工程量2，工程说明，工程说明文件应详细说明该工程的技术参数，规格设计，工程中所用到的设备名称规格，工程概述说明，能说明工程各阶段的预计完成时间以及实际完成时间的工程进度表，工程设计单元，施工单位和其他事项。3，测试记录，测试记录应包含各设备的测试情况，包括其单体运行情况的测试记录，系统安装后系统运行过程中性能测试以及整个系统试运行测试过程中的详细测试数据等4，竣工图纸，竣工图纸应包含前期工程设计总图，太阳能方阵支架的设计图，配电柜接线及安装情况图纸和整个系统接线图等5，竣工检验记录竣工前后的检验各部件情况和系统运行情况的记录表格或相关说明6，工程量变更单在施工过程中所涉及需变更工程量的单据，需详细记录工程变更的原因，工程变更后是否对整个工程运行，造价的影响的分析以及工程变更后与其它联系的环节注意事项。7，重大工程事故报告表在施工过程中所发生的工程事故报告表，包括工程事故是人为的还是非人为，是否有人员伤亡，事故的等级等，事后造成的财产损失，事故对整个工程造成的影响等8，以安装设备的明细表设备明细表就是详细记录光伏发电系统所使用设备的详细简介的一种表格；设备名称最大效率数量规格价格开路电流短路电压光伏电池组件光伏电池支架控制器逆变器其他9，开工报告开工报告是指能体现填报单位的名称，建设项目，单位工程项目名称，施工单位名称，开工日期，计划竣工日期，工程准备情况以及工程存在的问题等情况的一个报告表。10，停工和复工通知对工程过程中需要停工和何时复工的一个通知，该通知中应详细说明停工，复工的原因以及时间11，验收证书工程在验收时需提供证书，包括工程承包商提供的各设备的资质证书，工程验收过程中的记录的一个证明文件12，其他系统试运转正常以及所有资料交接完成，后光伏系统使用方和施工方应在验收单上签字后，系统才能投入正常使用。九；光伏发电系统的运行与维护光伏发电系统验收完后投入正常的运转，这时光伏发电系统的使用方应配置相应的专业人员来对光伏发电系统的运行状态进行监控，除此之外还应对光伏发电系统的各个设备进行维护，合理的维护可以延长太阳能光伏发电系统的使用寿命，光伏发电系统的维护主要包括；（1），太阳能电池方阵的维护对电池组件的维护1，定期清理表面的灰尘，鸟粪保证表面的光洁2，冬季应避免积雪长时间的覆盖在电池表面上，一旦发生应立即组织相关人员对积雪进行清扫3，定期检查导线接头如遇节头松动，破损应立即更换或修复，避免造成漏电现象4，电池板支架长时间暴漏在室外，支架螺栓会出现松动，所以应定期检查电池板支架的稳定性，如有松动应立即固定，同时做好防锈处理5，应保持太阳能电池方阵采光面的清洁，应先用清水冲洗，然后用干净的纱布将水迹擦干，切勿用有腐蚀性的溶剂冲洗或用硬物擦拭。遇风沙和积雪后，应及时进行清扫。一般应至少每月清扫1次。（二），对蓄电池的维护1，定期检查蓄电池的接线柱与导线连接部位尤为松动，氧化松动现象，如果出现应及时的进行修复，并定期给接线端子涂上凡士林防止氧化2，定期清理其表面的灰尘保证表面清洁，干燥延长其使用寿命3，定期检查电解液的的情况，包括电解液的高度，有无露出壳外等，根据实际情况来清除电解液或加注符合所选用蓄电池使用标准配备电解液和蒸馏水。（三），对充放电控制器及逆变器的维护；充放电控制器及逆变器的制造技术及使用技术以较成熟，一般不易发生故障，一些小故障对照充放电控制器及逆变器的使用说明书即可自行修复，如遇不能修理的故障应做好详细记录然后询问生产厂家。当然还有很多的一些线路，仪器之类的维护在这部在一一列举了。到这我的关于“太阳能光伏发电站建设步骤”就算完成了，以上是我的总结，望有关人士给出修改意见，我将欣然接受。2012年9月3日毕业论文太阳能光伏发电技术在建筑工程中的应用目录摘要2关键词3引言3第一章（四号黑体）绪论11太阳能与建筑结合的优点和优势312太阳能建筑在国际上的发展策略4121太阳能在中国建筑中的发展方向4122太阳能在西方国家的发展513太阳能光伏发电技术在建筑中的技术应用及存在的问题6131太阳能光伏发电技术在建筑中的技术应用6132太阳能光伏发电技术在建筑中存在的问题7第二章太阳能光伏发电建筑一体化概述21光伏建筑定义与原则7211光伏建筑的定义7212光伏建筑的原则7213光伏和建筑的结合方式8214传统建筑与现代光伏工程技术和理念的融合922光伏建筑系统的设计9221当地气候参数的搜集10222负载情况分析10223光伏组件最佳斜角确定11224光伏发电系统整体设计原则1123太阳能发电（光伏）的施工及维修11231太阳能光伏建筑施工个流程11232光伏电池板的安装及维护11233蓄电池的安装与维护12234逆变器的安装12235电子线路的安装1224太阳能发电（光伏）建筑设计13241一般规定13242规划设计13243建筑设计13244结构设计14245太阳能光伏系统特点14第三章太阳能建筑的典型应用模式31国传统居民建筑的节能“理念”1532太阳能光伏发电与建筑一体化的发展任重道远1533我国相关工程介绍15331青岛客运站16332北京奥体中心体育场16333浙江义乌国际贸易三期16结论17致谢17参考文献17摘要当今，全人类都在面临着气候变化，空气污染和资源短缺的危机，可持续发展已经成了人类发展的共同目标。人类追求建筑的功能和舒适的同时，建筑能耗不断增长，人类开始越来越认识到，建筑使用能源所产生的CO2是造成气候变暖的很大一部分来源。于是节能、降耗、绿色、健康，成为全世界对未来建筑的共同追求，节能型建筑成了未来建筑发展的必然趋势，由此绿色建筑也应运而生。绿色建筑对全社会的节能减排起到决定性作用。太阳能是一种无污染的能源，也是人类可利用的丰富资源。我国有着丰富的太阳能资源，每年获得的太阳能约为，相当于万标准煤的热值，约占全国国土面积的地区年平均辐射总量在，年日照时数超过，相当于标准煤的热值。因此，研发太阳能在建筑中综合利用的技术，探究太阳能光伏发电技术与建筑的有机结合将具有积极而深远的意义。太阳能利用是世界新能源与可持续发展战略的重要组成部分，太阳能技术的应用的能能缓解能源紧张、减少污染和CO2排放。利用太阳能减少建筑消耗和改善建筑物理环境建筑的一个重要的发展方向。太阳能光伏建筑一体化业将是21世纪最重要的新兴产业之一,光伏建筑一体化太阳能将成为功效最佳、价格最低廉的替代新能源，太阳能光伏建筑一体化发展任重道远。关键词绿色建筑绿色材料可持续发展太阳能光伏发电光伏建筑引言2010年，举世瞩目的上海世博会向我们走来。科技的创新为世博会提供了强大的技术支撑，是历届世博会上令人难忘的展示亮点。在世博园区建设中，新技术、新能源、新材料被大量采用，体现“城市，让生活更美好”的主题，全面展示世博会的场馆建设、垃圾处理、节能照明、水资源利用等方面的全新科技成果。20世纪60年代,公害事件和环境污染频生,从而引发了一场绿色运动。1972年,罗马俱乐部发表了增长的极限的报告,人们开始关注生态环境问题,认识到如果人类不去保护生态环境,那么人类发展的负效应行为将毁灭人类自己。1987年世界环境与发展委员会提出了可持续发展的概念,即“既满足当代人的需要又不危及后代人满足其需要的发展”。1993年的斯图加特生态建筑展览会上提出了绿色建筑的各种设想和模型。至此,绿色建筑、生态建筑、可持续建筑等的研究与实践达到了高潮。第一章绪论11太阳能与建筑结合的优点和优势4）太阳能与建筑结合，就地安装、就地发电上网和供应热水，不需要另外架设输电线路和热水管道；1）太阳能技术与建筑的结合能有效地减少建筑能耗；2）太阳能与建筑有机结合，互为依托和利用，电池板和集热器安装在屋顶或屋面上，不需要额外占地，节省了土地资源；3）降低墙面及屋顶的温升5）太阳能光伏发电可保证建筑自身的全部或大部分用电，降低对市政配套的依赖，同时也减少了对市政建设的压力；6太阳能产品没有噪音，没有排放，不消耗任何燃料，公众易于接受；7太阳房是建筑节能的有效途径，是小康生活的重要条件，是可持续发展的环保产品，是国家大力提倡的。8太阳能光伏发电设施与建筑同步设计，配套制作，构件实现标准化、规范化，可提高热水工程安装的质量标准和施工效率。9有利于实现标准化、规范化。工程一体化设计、施工，杜绝了二次施工对建筑造成的破坏和影响。12太阳能建筑在国际上的发展策略121太阳能能源在中国建筑中的发展方向我国太阳能源在建筑的利用始于70年代中期，建成实验性建筑80年代初建成的大兴刘民营“新能源村”清华、天大、北京太阳能研究所和西德联合设计。我国的第一幢被动式太阳房建成于1977年，地点在甘肃省民勤县，是一栋南窗直接受益结合实体集热蓄热墙的组合式太阳房。在20世纪80年代初，又通过国际合作项目，如中德新能源村、联合国开发署支持的甘肃太阳能采暖降温研究基地的建立使太阳房得到进一步发展。在“六五”、“七五”、“八五”，包括到“十一五”期间，国家科技攻关计划中都列入了太阳能建筑项目，取得了一系列成效。当前，我国被动式太阳房已进入规模普及阶段。由群体太阳能建筑向太阳能住宅小区、太阳村、太阳城发展。特别是常规能源相对缺乏、经济相对落后、环境污染比较严重的西部地区，发展速度更为迅速，有的地区年平均递增率达15。另外，我国首座全太阳能建筑已在北京落成，其占地8000平方米。该全太阳能建筑，主体建筑室内的洗浴、供热、供电等所有能源都由太阳能来提供。太阳能新村建筑南墙、屋顶坡面等位置都安装着数个太阳能集热器。这些集热器在夏季可为空调设备提供驱动热源，在冬季可为采暖提供保障。此外，建筑内还安装了全国最大的太阳能发电系统，投入运营后可提供50千瓦的电力，满足日常用电所需。该工程是奥运场馆的试验性建筑，并且今年我国奥运场馆的部分项目也将使用太阳能技术。目前，在江苏，浙江，安徽，山东和北京等地已有一些太阳热水器生产厂商主动联合当地的建筑设计院进行太阳热水器与小区住宅一体化设计的试点和示范,取得了较好的效果。总之，太阳能在降低建筑能耗上的作用是不可低估的，相对其他可再生能源来说，太阳能具有一些特有的优势，更利于与建筑结合，应用到建筑领域，因而大力发展太阳能是我国乃至全世界发展可再生能源、实现建筑能源管理的重要方向。122太阳能在西方国家的发展美国MIT于30年代开始研究；90年代达到25栋。美国作为一个发达国家，建筑用能已占全国总能耗的3090，对经济发展形成了一定的制约作用。因此，美国太阳能建筑的发展极为迅速。为了减少能耗，降低污染、调整能源结构，实现环境保护的可持续发展，美国对太阳能作了积极的探索，其中“百万太阳能屋顶计划”就是规模最大、涉及部分最多、正在逐步实现的项目计划。该计划是美国面向21世纪的一项由政府倡导、发展的中长期计划。到2010年，百万屋顶计划将生产相当于23个燃煤发电厂的电力，不仅满足建筑物自身的电力需求，而且有的地方已经在出售由太阳能所产生的电力。最近，美国科学家又把寻找新能源的目光投向了浩瀚太空。科学家设想，通过向太空发射带有能量搜集装置的卫星，装置在巨型卫星上的太阳能电池板可以搜集太空能量，并将其搜集的能量转化为微波传送回地球，再转化为直流电，从而为人类提供“廉价、清洁、安全、可靠、可持续、可增加”的能源。欧美国家对太阳能开发和利用走在世界的前列。在太阳能的利用过程中，热利用技术是很重要的一块内容，针对太阳能热水系统初始投资大，回收时间较长，尚未制定用于太阳采暖的标准以及一些决策者对太阳能知识不了解，太阳能热水系统还未完全被消费者接受等问题，欧洲一些国家克服障碍，推动太阳能热水器的应用。现在欧洲一些国家普遍认为被动式太阳能采暖技术将成为本世纪建筑设计的趋向，世界上普遍认为使用“热泵”具有节约能源、节约材料、减轻城市空气污染等优势，对建筑供热是一种很有发展前途的热源设备。将热泵与太阳能集热器联合运行，这样可以解决冬季太阳能供热中存在的水温低、利用时间短、利用经济性差等问题。德国建筑学家设计制造成功一种向日葵式的旋转房屋。它装有如同雷达一样的红外线跟踪器，只要天一亮，房屋上的马达就开始启动，使房屋迎着太阳缓慢转动，始终与太阳保持最佳角度，使阳光最大限度地照进屋内。夜间，房屋又在不知不觉中慢慢复位。这种建筑能够充分利用太阳能，保证房屋的日常供热和用电，又能将光能储存起来，供阴雨天和夜晚使用。13太阳能光伏发电技术在建筑中的技术应用及存在的问题131太阳能光伏发电技术在建筑中的技术应用目前，太阳能光伏发电技术与建筑物相结合研究最多的是建筑光伏一体化系统（），该系统能将太阳能发电机组完美的集成于建筑物的墙面或屋顶上，其工作原理与普通的光伏发电系统完全相同，唯一区别是太阳能组件既被用作系统发电机，又被用作建筑物外墙材料。用于系统的光伏构件既可以是透明的也可以是半透明的，这样光线依然能透过光伏构件进入室内，不影响室内采光。采用系统，可就地发电、就地使用，且具有诸多优点利用太阳作为能源发电可达到节能与环保的要求；节省了电网投资和减少了输送损失；彩色光伏模块可取代昂贵的外饰材料，不仅具有装饰效果而且降低太阳能发电系统成本；缓解电力需求；作为建筑物外围护具备隔音隔热的作用；改善室内热环境，建筑光伏一体化系统成本较高，短时期内在建筑中难以应用，其高额成本主要源自光电转换系统价格较高，并不存在太多设计上的难度。从我国目前状况来看，对这种太阳能利用的方式的研究也应保持在小规模，仅以跟踪国际研究为主。太阳能光热技术在建筑节能中应用最为广泛的是太阳能热水及被动太阳能采暖技术。为了同时满足用户的需求和城市景观的要求，太阳能热水系统开始向实用、美观和与建筑有机结合的方向发展，与建筑的一体化结合已成为太阳能热水系统发展的目标和方向；太阳能发电系统对太阳能的光电转化率低下，光和热被大量的流失掉，而热电热的能量二次转化增加了能量在转换和传输的过程中的损失，使得太阳能的利用率更为低下，针对以上情况，国内外学者提出太阳墙、光伏组件与建筑墙体一体化，集发电、采暖、通风与建筑护围结构有机结合的太阳能系统。我国世纪年代就开始研究开发和示范被动太阳能采暖建筑，至今已推广约万（建筑面积）。目前被动太阳能房开始由群体建筑向住宅小区发。132太阳能光伏发电技术在建筑中存在的问题1）造价高2）太阳能发电的成本高3）太阳能光伏发电的不稳定性，受天气影响4）充电控制器遭受雷击5）管理体制过于分散、激励政策体系不健全、全民教育与理念传播不够等都是制约太阳能建筑发展的相关因素。6）节能设计标准不规范等因素制约太阳能建筑发展第二章太阳能光伏发电建筑一体化概述21光伏建筑定义与原则211光伏建筑的定义是一种新的建筑方式随光伏技术发展应运而生。将太阳能发电光伏产品集成或结合到建筑物的技术，在建筑物的外围结构表面上布设光伏器件产生电力，从而使建筑物产生绿色能源，这就是太阳能光电建筑。主要是根据节能、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。212光伏建筑的原则建筑本身应该具有美学形式，而光伏发电系统与建筑的整合使建筑外观更加具有魅力。建筑中的光伏组件的使用很好地利用了太阳能，极大地节省了建筑对能源的使用，而且还丰富了建筑立面设计和立面荚学，BIPV设计应以遵守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，任何对建筑本身产生损害和不良影响的设计都是不合格的设计。213光伏和建筑的结合方式1）光伏系统覆盖在建筑屋顶上，组成光伏发电系统，叫作BAPVBUILDINGATTACHEDPHOTOVOLTAICS。比如屋顶的光伏电站。如图21312）建筑材料与光伏器件相集成，用光伏器件直接代替建筑材料，即光伏建筑一体化，叫作BIPVBUILDINGINTEGRATEDPHOTOVOLTAICS这样不仅可开发和应用新能。比如将太阳光伏电池与玻璃幕墙、窗户玻璃、屋瓦等集成在一起，源，还可与装饰美化合为一体，达到节能环保效果，是今后的发展光伏应用发展的趋势。如图2132图2131图2132214传统建筑与现代光伏工程技术和理念的融合引入建筑整合设计方法，发展太阳能与建筑集成技术。建筑整合设计是指将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程，以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。BIPV首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。建筑应该从设计一开始，就要将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素加以设计，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中一体设计，使太阳能系统成为建筑组成不可分割的一部分，达到与建筑物的完美结合。22光伏建筑系统的设计表22太阳能光伏系统分类分类方式分类备注并网光伏系统与公共电网之间应设隔离装置是否介入公共电网独立光伏系统带有储能装置系统按是否有储能装置不带有储能装置系统直流系统交流系统按负荷形式交直流混合系统小型装机系统装机容量20KW中型系统20KW装机容量100KW按系统装机容量大小大型系统装机容量100KW宜设置独立机房，机房内应设置配电柜、仪表柜、并网逆变器、监视器以及储蓄装置（限带有储蓄装置系统）等逆流光伏系统大型逆流并网光伏系统应配置两台调度电话按是否允许通过上级变压器向主电网馈电非逆流光伏系统集中并网系统按并网光伏系统在电网中的位置分散并网系统221当地气候参数的搜集在设计之前应该收集当地气象数据资料，包括当地的太阳能辐射以及温度变化等。一般来说，气象资料无法做出长期观测，只能根据以往1020年的平均值作为设计依据。但是，很少有独立光伏发电系统建设在太阳辐射资料齐全的城市，而偏远地区的太阳辐射数据可能与邻近城市的数据资料并不类似。因此在设计过程中要考虑这一类的偏差因素。另外，从当地气象部门得到的气象数据资料，一般只有水平面得太阳辐射量，需要根据理论计算换算出光伏板表面的实际辐射量。222负载情况分析负载计算是独立太阳能光伏发电系统设计的重要内容之一。通常的办法是列出负载的名称，功率要求额定工作电压和每天的用电小时数。然后将负载和工作电压进行分组，计算每组的总功率要求。再选一天系统的工作电压，计算整个系统在这一天工作电压下所要求的平均安时数。在交流负载为主的系统中直流系统电压应当与选的逆变器输入电压相适应。一般独立太阳能光伏发电系统，交流负载工作电压为220V，直流负载电压为12V或其倍数。223光伏组件最佳斜角确定光伏版的安装形式有固定安装和自动跟踪两种。对于固定式光伏系统一旦完成，光伏板的方位角和倾斜角就无法改变，而安装了跟踪装置的太阳能光伏供电系统可以自动跟踪太阳的方位，使光伏板一直朝向太阳光，接收最大的太阳辐射值。224光伏发电系统整体设计原则应根据新建建筑或既有建筑的使用功能、电网条件、负荷性质和系统运行方式等因素，确定光伏系统为安装型、建材型或构件型。23太阳能发电（光伏）的施工及维修231太阳能光伏建筑施工个流程施工安装人员必须根据现场的实际情况来选择即将被使用的实际光伏板类型，并计算阵列中模组的数量。此外电池板的倾斜角，遮挡阴影与通风将影响阵列的电气特性，改变系统的绩效。因此施工人员可以按以下顺序指定和安装1根据设计需要选择适合的太阳能光伏板，然后为光伏阵列选择适当的安装方法与安装场所，包括安装地点占用面积的选择，建筑体的支撑强度。地面安装光伏电池板时应考虑防止雷击的措施；2选择蓄电池的类型，及蓄电池组的安装场所；3选择必要的功率调节元器件，逆变装置，接线盒及控制柜的安装位置；4指定相关的安全装置与开关设备；5进行电力线路系统配置，指定电缆线尺寸和类型；6准备完整的零件与工具一览表，以便订货和核实；232光伏电池板的安装及维护光伏发电系统中的光伏阵列式以不同类型，尺寸与形状出现。安装过程中，太阳能电池板的表面应该有覆盖物，从而减小电池板电气性能的损伤。同时，电池板的安装与布线应力求简单，个别电池板的替换应该不需要撤销整个光伏阵列。1）光伏电池板的安装及维护要考虑的问题光伏阵列的安装位置；光伏阵列的安装类型；支撑结构和地基；光伏阵列的安装间距；遮挡对光伏系统的影响。要轻拿轻放太阳能电池按，避免碰撞敲击划伤电池板，影响其发电的性能，以及缩短使用寿命。应该定期用清水冲洗，然后用布轻轻的擦干。、太阳能电池板组件接线盒要定期检查，避免风化。233蓄电池的安装与维护放置蓄电池的位置应选择在离太阳能电池方阵较近的地方；蓄电池应放在通风良好，不受阳光直射的地方；不能直接放在潮湿的地面上，要放置在专门场所避免与金属物接触；各接线夹头和蓄电池电极必须保持紧密接触；由熟练技术人员担任指导做好初充电工程。234逆变器的安装1）在安装时应注意事项检查线经是否符合要求；检查各部件及端子在运输中是否有松动；检查应绝缘的地方是否绝缘良好；检查系统的接地是否符合规定；应该保证周围内没有任何其他电力电子设备的干扰。2）在进行维修注意事项首先断开逆变器与电网的电气连接，然后断开直流侧电气连接；操作前初步目视检查设备有无损坏或其它危险状态；内部元件放电完毕方可进行维修工作；避免不必要的电路板接触；235电子线路的安装首先把电池串的母线接到太阳板的母线上，以便最大限度的减小插件的芯数以及最大限度的提高电输出的分辨率，然后把不断增加的线路连接起来，朝着负载的方向线路的规模逐渐增大。在布线时应该谨慎小心，不得在锐边上布线，应配备热伸缩环，提供足够数量和质量的导线的固定点。处于内部的导线将要在较高的温度下工作，因此，采用的线号应当降低使用。24太阳能发电（光伏）建筑设计241一般规定光伏发电系统在工业和民用建筑中发的规划设计应该根据建设地点的地理、气候及太阳日照资源等条件因素，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。应结合建筑的功能、外观、安装场地以及周围环境条件，合理选择光伏组件的类型、色泽及安装位置，不得影响所安装部位的建筑功能，外观应与建筑统一协调，让光伏系统成为建筑的有机组成部分。光伏系统设计应与建筑设计、建筑结构设计等相关专业要密切配合,共同来确定光伏系统各组成部分在建筑中的位置；安装在建筑各部位或直接构成建筑围护结构的光伏组件，应满足建筑该部位的使用功能、建筑节能、结构安全及使用功能和电气安全等要求，并应配置带电警告标识及电气安全防护设施，以免造成不必要的严重后果。光伏组件的使用期限应符合国家、行业的有关现行标准的规定。242规划设计太阳能系统规划设计应进行太阳能辐射、建筑物、电网等方面的评估。在建筑物上安装光伏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的投影遮挡投射到光伏组件上的阳光；要尽量避免对建筑本身或者是周围建筑物群体的二次辐射光污染。243建筑设计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；并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；1）光伏组件在安装屋顶设置应满足以下要求应保障屋面排水通畅；采用固定式或可调节式安装支架；其支架基座下应增设附加防水层；满足冬至日上午900至下午1500不遮挡太阳光在在光伏组件的投射；周围屋面、检修到及建筑物本身屋面出口和和光伏方阵之间的人行道要曾设保护层，人行道也应铺设保护层；2）光伏组件安装在墙面及窗面上应满足以下要求墙面或窗结构主体上的预埋件牢固连接锚固，并不应影响墙体的保温构造和节能效果；光伏组件应有适宜的倾斜角度；避免光伏构件对房屋本身的采光系统和日照要求的影响；尽量与墙体或窗的装饰材料、颜色、分格等协调，做到不影响建筑本身的美观；不能影响窗面采光、通风、节能等围护结构功能要求。244结构设计应根据光伏系统的类型，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