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古瑞瓦特4招輕松解決工商業屋頂復雜問題
2019-09-24

隨著工商業光伏不斷推進,大型的、平坦的、朝向好的、無遮擋的水泥或者彩鋼屋頂越來越少,剩下的可能是多角度的、多朝向的、有遮擋的、多種結構的屋頂。如何在這些復雜屋頂設計好光伏電站?既要控制成本,又要保證發電量,還要安全可靠,是設計師和投資方最關心的問題。

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多角度的、多朝向的屋頂

根據電路串聯原理,同一個回路,電流的大小是由最小的一塊組件決定的。在設計時,需讓每臺逆變器的每個回路的組件型號、安裝角度,組串數量都保持一致。逆變器每個MPPT回路都是獨立運行的,相互之間不干擾,因此不同的MPPT回路可以不一樣。

在地形復雜的屋頂,可以根據局部一致性的組件數量,選擇多臺逆變器,或多路MPPT的逆變器。目前逆變器技術成熟,已經解決了多臺逆變器并聯的諧波問題,不同功率的逆變器,在電網端并在一起,也沒有任何問題。

三相逆變器和單相逆變器,也可并在一起。我國工商業和民用系統中,絕大多數是TN系統。并網逆變器接入電網,三相逆變器是3根火線,1根零線,一根地線;單相逆變器是1根火線,1根零線,一根地線。如果已有三相電網,單相逆變器只要接入1根相線(即火線),和1根零線一根地線即可,因此電氣上不存在問題。

三相四線制有功電度表與單相電度表不同之處,只是它由三個驅動元件和裝在同一轉軸上的三個鋁盤所組成,它的讀數直接反映了三相所消耗的電能。三相是單獨測量,允許三相不一樣,因此如果一相功率增加了,不會影響另外兩相。

注意事項:單相逆變器接入電網,要注意兩個問題,一是三相不平衡的問題,因此要盡量把單相逆變器接入負荷最大的那一相;二是如果負載三相是平衡的,單相功率不宜太大,最好不要超過負載功率。

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有陰影遮擋的屋頂

光伏電站施工過程中,應查看周圍是否存在高大建筑、塔桿或樹木對光伏組件形成陰影,以免造成光伏組串發電量損失,并且每個光伏組串的太陽能電池板要保持同水平高度相互串聯,以防由于部分遮光,造成整個光伏組串發電量受損。如果條件限制,不得不在有陰影的地方安裝太陽能組件,可采取以下方法,盡量減少損失。

(1)太陽都是中午前后最強,在11點到15點的發電量占了80%以上,早晚的光線則弱一點,如果可以調整組件角度,盡量讓陰影避開發電高峰時間,這樣可減少一部分損失。

(2)讓可能有陰影的組件,集中在一臺逆變器,或集中在一個MPPT回路上,這樣有陰影的組件,便不會影響正常的組件。

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安裝角度不是最佳的屋項

光伏組件的安裝角度包含兩個角度:傾角、方位角。傾角(高度角):光伏組件與水平地面之間的夾角。方位角:光伏組件的朝向與正南方向的夾角。無論是傾角的變化,還是方位角的變化,都會對光伏項目發電量造成影響。

由上圖可看到,假定組件在最佳安裝角度時效率是100%,如果傾角不對,發電量損失就比較大,垂直安裝效率只有59%。

在北方高緯度地區的工業彩鋼廠房,傾斜角度一般只有10度左右,如果按照這個角度去安裝光伏組件,光伏效率比較低,損失比較大,這時可采用彩鋼瓦帶角度太陽能支架,適當增加安裝角度,提高光伏系統的效率。但在設計時,需注意幾點,在沿海地區,要注意臺風,因為角度升高會產生負風壓,支架的抗風設計要超過當地的最強臺風載荷;在北方地區,要注意積雪的影響,雪載荷和融雪通道。

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承載不足的屋頂

目前分布式光伏存在的幾個痛點:有些效益好的企業屋頂可能比較舊,滿足不了載荷的要求,安裝光伏要加固屋頂,但廠家可能不同意停產加固;一些機場、商場等屋頂都是玻璃頂,業主既想安裝光伏,又不想破壞以前的玻璃結構。該如何解決這些痛點呢?

目前有一種晶硅柔性組件,沒有玻璃,采用優異的N型單晶電池厚度,只有150-160微米,可彎曲,且很輕,每平方米只有4公斤左右,組件的效率與常規晶硅組件差別不大,但重量比常規的雙玻組件輕80%以上,適合安裝在承重不足的屋頂。玻璃屋頂也可用,用結構膠粘上去即可,安裝簡單,且不增加額外的承重。

總結

只要思想不滑坡,辦法總比困難多。面對越來越復雜的屋頂,光伏行業發揮了集體的智慧和力量,攻克了一個又一個難關,如逆變器廠家攻克多機并聯諧波問題,支架廠家發明彩鋼瓦帶角度太陽能支架,組件廠家發明晶硅柔性組件,使光伏行業的應用越來越廣。

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