详解太阳能光伏系统设计之初始篇

太阳能光伏系统设计主要包括以下内容：1.太阳能光伏系统分类;2.系统设计信息收集;3.光伏设计软件介绍;4.并网系统设计方。本期主要从太阳能光伏系统分类和系统设计信息收集这两方面加以分析。" 　　 　　目前，太阳能光伏系统主要分为并网光伏系统和离网光伏系统。 　　 　　并网光伏系统：         　　离网(独立)光伏系统：          　　离网(混合)系统：          　　离网(混合)系统：          　　并网(混合)系统：          　　三种系统的优缺点对比：          　　 　　要想了解太阳能光伏系统设计，必须首先弄清楚太阳能光伏发电原理，它的原理也比较简单——基于半导体的光生伏特效应，利用太阳电池将太阳能直接转化为直流电能。          　　 　　晶体硅太阳电池原理示意图 　　 　　首先向大家介绍下光伏发电的特点，主要有以下几个方面： 　　1、主要由电子元器件构成，不涉及机械转动部件，运行没有噪声; 　　2、没有燃烧过程，发电过程不需要燃料; 　　3、发电过程没有废气污染，也没有废水排放; 　　4、设备安装和维护都十分简便，维修保养简单，维护费用低，运行可靠稳定，使用寿命很长达到25年; 　　5、环境条件适应性强，可在不同环境下正常工作; 　　6、能够在长期无人值守的条件下正常稳定工作; 　　7、根据需要很容易进行扩展、扩大发电规模。 　　 　　其次，光伏发电系统按照应用场合、类型区分可分为以下几种模式： 　　1、为无电场合提供电源; 　　2、小型太阳能电子产品; 　　3、大规模光伏发电系统; 　　4、与建筑结合光伏发电系统(BIPV、BAPV) 　　 　　光伏系统设计信息收集，主要包括气象资料收集、地点位置信息、相关建筑信息收集三个方面。 　　 　　气象资料搜集又包括太阳辐射、温度、湿度、风速等几个方面。 　　 　　太阳辐射又分为太阳短波辐射(直射辐射SL、散射辐射Ed、总辐射Eg、短波反射辐射Er)、地球长波辐射(大气长波辐射EL↓、地面长波辐射EL↑)。 　　 　　它们之间的转换公式如下：Eg↓=SL+Ed↓;SL=S?sinHA=S?cosZ;E*=Eg↓+EL↓‐Er↑‐EL↑。           　　 　　太阳辐射资料：          　　 　　温度有日平均温度、日最高温度、日最低温度三种数值，温度对光伏组件的开路电压，输出电流，输出功率，等电性能有很大影响，在后续设计中是很重要的因素，同时又对相关的电气设备的使用环境也有很大影响。 湿度只有日平均相对湿度一个参数，但也有一定影响，湿度对光伏支架的使用寿命和光伏系统的相关电气设备如逆变器等的使用有影响。 　　 　　风速又分为日平均风速，日极大风速，日最大风速三个值，其对光伏设备有一定破坏性，风速越大破坏力越强。这也对BAPV安装的光伏组件的支架的抗风安全性，以及BIPV安装的光伏幕墙、屋顶等结构件的建筑安全性都提出了更高的要求。 　　 　　在谈到安装地点信息收集时，其主要受以下因素影响： 　　 　　1、安装地点建筑物的朝向。在BIPV系统中，受到建筑物本身安装地点的限制，建筑物的朝向通常决定了光伏组件的朝向。 　　 　　2、安装地点的通过性。光伏组件是否能够很顺利的运达光伏阵列安装现场;光伏逆变器等较大的设备是否能够很顺利的运到安装现场;如果不能从楼内运输，是否有起吊的条件等。 安装地点信息一般会受到阴影的影响比较大，诸如建筑物本身的天线、冷却塔、栏杆等是否会对光伏阵列造成阴影;周边的高大树木、建筑物等是否会对光伏阵列造成影响;周边的建筑规划是否有更高大的建筑物会对光伏阵列造成影响，等等这些问题都会对光伏设施造成或多或少的影响，因此在安装光伏设备时必须要加以考虑。 至于建筑信息收集搜集方面，只要是看该建筑是否为节能建筑、建筑物安装地点如楼顶的承重能力如何、建筑物隔热层的要求，以及建筑物上的实际建筑面积以及太阳能光伏组件安装的实际可利用面积等几个方面着手。除以上说到信息之外，在安装地点信息搜集时，还要注意建筑内的防雷接地布置;建筑内的电气布置，如桥架的布局、配电房的位置等;收集相关的结构图纸;并要及时了解业主相关要求，以便于更好的进行施工。