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古瑞瓦特4招轻松解决工商业屋顶复杂问题
2019-09-24

随着工商业光伏不断推进,大型的、平坦的、朝向好的、无遮挡的水泥或者彩钢屋顶越来越少,剩下的可能是多角度的、多朝向的、有遮挡的、多种结构的屋顶。如何在这些复杂屋顶设计好光伏电站?既要控制成本,又要保证发电量,还要安全可靠,是设计师和投资方最关心的问题。

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多角度的、多朝向的屋顶

根据电路串联原理,同一个回路,电流的大小是由最小的一块组件决定的。在设计时,需让每台逆变器的每个回路的组件型号、安装角度,组串数量都保持一致。逆变器每个MPPT回路都是独立运行的,相互之间不干扰,因此不同的MPPT回路可以不一样。

在地形复杂的屋顶,可以根据局部一致性的组件数量,选择多台逆变器,或多路MPPT的逆变器。目前逆变器技术成熟,已经解决了多台逆变器并联的谐波问题,不同功率的逆变器,在电网端并在一起,也没有任何问题。

三相逆变器和单相逆变器,也可并在一起。我国工商业和民用系统中,绝大多数是TN系统。并网逆变器接入电网,三相逆变器是3根火线,1根零线,一根地线;单相逆变器是1根火线,1根零线,一根地线。如果已有三相电网,单相逆变器只要接入1根相线(即火线),和1根零线一根地线即可,因此电气上不存在问题。

三相四线制有功电度表与单相电度表不同之处,只是它由三个驱动元件和装在同一转轴上的三个铝盘所组成,它的读数直接反映了三相所消耗的电能。三相是单独测量,允许三相不一样,因此如果一相功率增加了,不会影响另外两相。

注意事项:单相逆变器接入电网,要注意两个问题,一是三相不平衡的问题,因此要尽量把单相逆变器接入负荷最大的那一相;二是如果负载三相是平衡的,单相功率不宜太大,最好不要超过负载功率。

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有阴影遮挡的屋顶

光伏电站施工过程中,应查看周围是否存在高大建筑、塔杆或树木对光伏组件形成阴影,以免造成光伏组串发电量损失,并且每个光伏组串的太阳能电池板要保持同水平高度相互串联,以防由于部分遮光,造成整个光伏组串发电量受损。如果条件限制,不得不在有阴影的地方安装太阳能组件,可采取以下方法,尽量减少损失。

(1)太阳都是中午前后最强,在11点到15点的发电量占了80%以上,早晚的光线则弱一点,如果可以调整组件角度,尽量让阴影避开发电高峰时间,这样可减少一部分损失。

(2)让可能有阴影的组件,集中在一台逆变器,或集中在一个MPPT回路上,这样有阴影的组件,便不会影响正常的组件。

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安装角度不是最佳的屋项

光伏组件的安装角度包含两个角度:倾角、方位角。倾角(高度角):光伏组件与水平地面之间的夹角。方位角:光伏组件的朝向与正南方向的夹角。无论是倾角的变化,还是方位角的变化,都会对光伏项目发电量造成影响。

由上图可看到,假定组件在最佳安装角度时效率是100%,如果倾角不对,发电量损失就比较大,垂直安装效率只有59%。

在北方高纬度地区的工业彩钢厂房,倾斜角度一般只有10度左右,如果按照这个角度去安装光伏组件,光伏效率比较低,损失比较大,这时可采用彩钢瓦带角度太阳能支架,适当增加安装角度,提高光伏系统的效率。但在设计时,需注意几点,在沿海地区,要注意台风,因为角度升高会产生负风压,支架的抗风设计要超过当地的最强台风载荷;在北方地区,要注意积雪的影响,雪载荷和融雪通道。

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承载不足的屋顶

目前分布式光伏存在的几个痛点:有些效益好的企业屋顶可能比较旧,满足不了载荷的要求,安装光伏要加固屋顶,但厂家可能不同意停产加固;一些机场、商场等屋顶都是玻璃顶,业主既想安装光伏,又不想破坏以前的玻璃结构。该如何解决这些痛点呢?

目前有一种晶硅柔性组件,没有玻璃,采用优异的N型单晶电池厚度,只有150-160微米,可弯曲,且很轻,每平方米只有4公斤左右,组件的效率与常规晶硅组件差别不大,但重量比常规的双玻组件轻80%以上,适合安装在承重不足的屋顶。玻璃屋顶也可用,用结构胶粘上去即可,安装简单,且不增加额外的承重。

总结

只要思想不滑坡,办法总比困难多。面对越来越复杂的屋顶,光伏行业发挥了集体的智慧和力量,攻克了一个又一个难关,如逆变器厂家攻克多机并联谐波问题,支架厂家发明彩钢瓦带角度太阳能支架,组件厂家发明晶硅柔性组件,使光伏行业的应用越来越广。

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