光伏发电设计 | 关于光伏系统安装的31个知识点！

1、如何选择户用分布式光伏系统并网系统的并网电压？

户用分布式光伏系统并网电压主要由系统装机容量所决定，具体并网电压需根据电网公司的接入系统批复确定。

 

2、光伏阵列安装倾角由什么决定？

光伏阵列的安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定，由于安装条件限制，组件安装倾角不能达到最佳时可适当调整角度，非朝南的屋顶发电量会受到较大影响。

省会城市纬度及最佳倾角

城市

纬度ф

最佳倾角

城市

纬度ф

最佳倾角

哈尔滨

45.68

ф+1

杭州

30.23

ф-5

长春

43.90

ф+1

南昌

28.67

ф-9

沈阳

41.77

ф+1

福州

26.08

ф-7

北京

39.8

ф+1

济南

36.68

ф-2

天津

39.10

ф+1

郑州

34.72

ф-3

呼和浩特

40.78

ф+1

武汉

30.63

ф-6

太原

37.78

ф+2

长沙

28.20

ф-8

乌鲁木齐

43.78

ф+1

广州

23.13

ф-4

西宁

36.75

ф+4

海口

20.03

ф-5

兰州

36.05

ф+2

南宁

22.82

ф-6

银川

38.48

ф+1

成都

30.67

ф-9

西安

34.30

ф­-2

贵阳

26.58

ф-10

上海

31.17

ф-5

昆明

25.02

ф-6

南京

32.00

ф-4

拉萨

29.70

ф+6

合肥

31.85

ф-5

3、光伏阵列的朝向如何确定？对发电系统有何影响？

由于影响光伏发电的主要原因为日照量，所以组件安装时应向阳光最充足的方向安装。不同安装角度对光伏组件的发电效率亦有影响。下图展示了中国南方某城市光伏组件各朝向的不同效率。（注意：不同地点和不同气候条件下，不同朝向的光伏电池发电效率是不同的。)

4、如何选用光伏组件？

根据安装现场的具体情况可选用不同类型、不同规格的光伏组件，安装现场的有效利用面积决定组件的规格尺寸，单位面积内想安装更大容量的话可选用高效率组件。根据现有建筑的外观也可选择不同边框颜色的组件，根据现场的串并联接线方式确定组件的接插件长度。

组件的选用，需综合考虑安装面积，装机容量，成本等要素。一般来讲应选用信誉度好，质量好，有认证（含防火等级），质保售后服务好的组件产品。

5、对于户用分布式光伏系统，如何选择光伏逆变器？如建筑在设计初期未考虑光伏并网逆变器的安装场地，该如何选择光伏逆变器？

光伏逆变器一般选择户外型，采用自然冷却方式，外壳防护等级高（通常需达到IP65)，安装所需要的环境改造很少，成本较低；同时，由于逆变器安装在室外，逆变器运行产生的噪音对用户的影响也会大大降低，但需要良好的设备防护。

一般根据系统的要求配置对应功率段的逆变器，选择的逆变器功率应该与光伏电池方阵的最大功率匹配，一般选取光伏逆变器的额定输出功率与输入总功率相近，（通常超配控制在1.3以内），这样可以节约成本。

另一方面，逆变器容量大小的选择，可以根据安装条件进行优化。如在设计初期不清楚安装场地，未全面考虑到安装场地应尽可能地选择小功率的光伏逆变器，实现多路独立功率追踪，必要时选择微型逆变器，实现更小单元的最大功率追踪，从而保障后期因场地不够大或是不够规则等引起的串并联失配等问题。

6、光伏系统逆变器安装应该注意哪些问题？

逆变器作为光伏系统的核心部件，直接影响系统发电量，应该注意以下几点：

（1）由于逆变器与电网连接改变了逆变器阻抗特性，易造成逆变器自身谐振，多发生于多台逆变器并联；

（2）逆变器安装后一定要有专人复检，并标记及记录；

（3）逆变器通风风道与外风道连接处应采用软连接，防止机械震动造成机械噪声；

（4）当逆变器噪声增大、有异味时，应引起注意，检查逆变器内部故障，找出原因酌情处理；

（5）安装调试时注意对逆变器漏电、接地、相序等的检测；

（6）逆变器调试时至少满足2人同时在场，注意操作人员的安全防护。

7、什么是光伏逆变器的MPPT？在户用分布式光伏系统中，当光伏方阵的类型、安装朝向及安装倾角不同或部分组件有遮挡时，选择何种逆变器可使用户获得最大的发电收益？

光伏方阵的输出电压、电流会随太阳辐照度和环境温度等的变化而变化，对因上述原因产生的输出电压与电流的变化进行跟踪控制，使阵列一直保持在最大功率输出的自动调整行为，就是最大功率点跟踪，即 MPPT( Maximum Power Point Tracking )。

在户用分布式光伏系统中，由于屋顶的限制，当光伏方阵的类型、安装朝向及安装倾角不同，或部分组件在某些时间段被遮挡时，宜选用具有多路独立MPPT控制功能的光伏逆变器，可以更加灵活地配置系统，降低潜在的系统效率损失和发电损失，提高发电效率，为用户获得最大的发电收益。

8、对于与建筑结合的户用分布式光伏系统，如何考虑光伏组件的颜色、透光、尺寸和形状？

颜色方面可以尽量选择与建筑颜色一致或相近的。对于透光，要考虑建筑对光线的要求，既满足室内对光线的需求，避免二次照明，也要充分利用建筑空间和面积，合理选择尺寸和形状，做好平衡和优化，以及专业的技术设计。

9、考虑屋面承载力，户用分布式光伏系统施工时应该注意哪些问题？

建筑屋面承载力大小状况决定了屋面最大可承受的压力范围和户用分布式光伏系统的安装容量，宜考虑：

10、在彩钢板屋顶安装光伏组件有哪些注意事项？

在彩钢板屋顶安装光伏组件需要考虑以下几个问题：

（1）在彩钢板屋顶安装光伏系统要综合考虑彩钢板的自身寿命是否能够满足光伏系统寿命的要求；

（2）对已有一定使用年限的屋面的锈蚀情况、防水体系完好情况进行勘察、评估，对存在隐患的结构进行加固或完全修复；

（3）光伏组件贴着彩钢板直接平铺安装，需要考虑光伏组件的通风散热，减少彩钢板屋顶温度对光伏组件发电效率以及相关器件、材料的影响；

（4）光伏组件安装过程中应该避免对彩钢板的破坏造成漏水。一旦漏水由于彩钢板夹层岩棉（其他填充物）的吸收发生渗水位置的转移，对漏水位置判断难度大；

（5）彩钢板的机械强度弱，在光伏系统的安装过程中减少对彩钢板的破坏，避免彩钢板机械变形影响光伏系统的结构稳定性；

（6）当组件小角度安装时，在雨后宜及时处理组件边缘积尘，以免灰尘积累造成热斑；

（7）安装前制定彩钢板屋顶寿命到期后更换便捷的预案。

11、光伏阵列的设计与安装要考虑风速的影响吗？安装户用分布式光伏系统时应如何考虑建筑荷载和抗风能力要求？

在建筑物屋顶安装光伏阵列，必须考虑建筑物屋顶的载荷，同时考虑气流在遇到建筑物后产生的紊流和速度变化对光伏阵列的安全性影响。只有充分考虑当地风况、地貌地形以及计划安装光伏阵列的建筑物在周边环境的相对位置，才能确保光伏阵列和周边生命财产的安全。

12、如何决定户用分布式光伏系统的装机容量？

户用分布式光伏系统装机容量的大小，取决于用电设备负载、屋顶的样式和屋顶面积，并结合电网公司的批复意见，确定最终安装容量。一般情况下平面屋顶安装量约为100~300瓦/平方米。

13、如何估算户用分布式光伏系统的发电量？

要估算光伏发电系统的发电量，需要知道系统安装当地的峰值日照时数（将光伏组件面上接收到的太阳能总辐射量，折算成辐照度1000W/m2下的小时数），系统效率，系统安装容量。

例如10kW的光伏并网系统，安装地点为北京，峰值日照时数为4小时，光伏并网系统效率约为80%，所以该系统日发电量计算公式=组件安装容量×峰值日照时数×系统效率=10×4×0.8=32kWh，约为32度电。

14、户用分布式光伏系统并网后，怎么区分家里当前用的电是来自电网还是自己家的太阳能电池组件？

在户用分布式光伏系统安装完成后，电网公司会进行并网的检验验收，验收合格后会在业主家安装两块电表（或双向电表，后面有描述），两块电表会分别对光伏系统的发电和市电的用电量进行独立计量。最简单的办法是看电表，只要光伏系统端电表走字，就是在使用光伏电池组件发的电。

15、安装后如果连续阴雨或者雾霾，光伏发电系统还会工作吗？会不会电力不足或者断电？

光伏电池组件在一定弱光下也是可以发电的，但是由于连续阴雨或者雾霾天气，太阳光辐照度较低，光伏系统的工作电压如果达不到逆变器的启动电压，那么系统就不会工作。户用分布式光伏系统与配电网是并联运行的，当户用分布式光伏系统不能满足负载需求或由于阴天而不工作时，电网的电将自动补充过来，不存在电力不足与断电问题。

16、冬天天冷时会不会电力不足？

光伏系统的发电量的确受温度的影响，直接影响因素是辐照强度和日照时长以及太阳电池组件的工作温度。冬天难免辐照强度会弱，日照时长会短，一般发电量较夏天会少，这也是很正常的现象。但由于户用分布式光伏系统与电网相连，只要电网有电，家庭负载就不会出现电力不足和断电的情况。

17、户用分布式光伏系统接入会不会影响电能质量？

电能质量即电力系统中电能的质量，系统的主要交直流转换部件为逆变器，逆变器经过电能质量测试仪测试合格后才可投产使用，所以不会对电能质量造成影响。

18、户用分布式光伏系统并网发电后，是否会引起电压波动？若会引起波动该如何避免？

在户用分布式光伏系统装机容量不大、比例不高时，引起的电压波动极小，一般不会影响电网运行。当户用分布式光伏系统电力输出大于就地负荷出现反向送电时，并网点电压升高现象需要引起注意，可采取的措施有：

（1）在设计阶段进行电气计算，校核电压偏差值；

（2）改变接入系统方案，如变更并网点、提高并网电压等级；

（3）改变逆变器功率因数设定值，但可能会影响用户的无功考核；

（4）配用电网络改造；

（5）适当减小光伏安装容量。

19、户用分布式光伏系统是否会出现谐波影响，该如何避免 ?

户用分布式光伏系统通过逆变器并网运行，现代光伏并网逆变器主要基于电力电子器件设计，会输出少量谐波电流。国家标准规定光伏并网逆变器输出电流谐波含量不超过5%，国内先进厂商的逆变器产品输出电流谐波含量一般不超过3%，因此质量合格的逆变器产品不会输出过量谐波电流。

20、可以将白天户用分布式光伏系统所发的电力储存起来用作夜晚照明吗？

可以将白天户用分布式光伏系统所发的电力储存起来用作夜晚照明，这需要添加控制器和蓄电池等电器元件。白天控制器将光伏所发电力储存在蓄电池中，晚上控制器将蓄电池所储电力释放出来供照明使用。在没有储能设备的情况下，如果电网断电，系统将停止工作，但是若把其中的并网逆变器换成智能微网逆变器（并网与离网混合逆变器），系统依然可以正常运转。

21、在既有建筑上安装户用分布式光伏系统需要另行布线吗？如何和家中已有的电气系统连接？

光伏系统的线路分为直流部分和交流部分，这两部分线路是需要单独布线的。交流部分要与电网进行连接，并网点设在用户侧电表位置，最终与用户家中已有电气系统连接。

22、设计工程师在根据客户要求进行系统设计时，需要客户提供哪些资料？

系统设计时需要客户提供的资料分为必选项和可选项两部分。必选项部分包括项目安装地点、建筑周围环境、建筑建设年份、屋顶类型、屋顶载荷、接入电压等级和屋顶照片等。可选项部分包括平均每月用电需求、屋顶结构、CAD图纸、屋顶表面情况、电表箱照片等。当然，可选项部分填写得越详细，越有助于更加合理地进行优化设计，更好地提高发电量。

23、系统建好之后会由何单位去验收？验收时主要关注哪些地方？

国家能源主管部门鼓励地市级或县级能源主管部门结合当地实际，建立与并网接入申请、并网调试和验收、电费和补贴发放与结算等相结合的分布式光伏发电项目备案、竣工验收等一站式服务体系，简化办理流程，提高管理效率。验收时主要由项目业主和电网企业组织开展，重点关注并网电性能、工程的建设质量、组件认证、逆变器认证与技术参数、防雷接地、消防安全、组件防火认证等内容。

24、安装过程是怎么进行的？

户用分布式光伏系统的安装过程是：基础的安装，支架的安装，组件的安装，逆变器等电器设备的安装，连接线路的安装，电网接入系统及计量装置的安装。

25、户用分布式光伏系统一般点多面广，在施工管理方面会有哪些困难？如何解决？

“点多面广”是户用分布式光伏系统的基本特性。目前国内建筑屋面外形尺寸、材料结构、归属权千差万别，业主社会层次、习俗和语言等差异化大，给户用分布式光伏系统设计和施工带来了很多困难。对此，部分项目单位已经总结出了一套相对有效的施工组织方案，其中包括：设计原则与规范、施工安装原则与规范、质量管理原则与规范和验收流程原则与规范等。少数单位已经通过网络平台实现了集电站安装指导、系统配套选型、发电收益计算等一站式服务。

26、安装过程需要注意哪些电气安全要求？会不会漏电对人身产生危险？如何解决？

只要有阳光，光伏组件就会发电，而且由于串接电压的积累，相应的对地电压也会很高。因此，安装过程应严格遵守系统供应商提供的安装使用说明书，由专业安装人员完成。设备的接线部分均使用专业的接插件进行安装，防护等级为IP65，电气设备也均有空气开关进行保护，可防止漏电电流对人身造成伤害。同时，注意雨雪天气的防护。具体要求如下：

（1）在安装组件时，请使用绝缘工具，不要戴金属饰品；

（2）请勿在有负载的情况下断开电气连接；

（3）必须保持接插头干燥和清洁，不要将其他金属物体插入接插头内，或者以其他任何方式来进行电气连接；

（4）不要触摸或操作玻璃破碎、边框脱落和背板受损的光伏组件，除非组件断开了电气连接并且您穿着个人防护装备；

（5）如果组件是潮湿的，请勿触碰组件，除非是在清洁组件的时候，但是需要按照组件清洗手册的要求操作；

（6）在没有佩戴个人防护装置或者橡胶手套的时候，一定不能触碰潮湿的接插头。

27、选择安装户用分布式光伏系统的建筑屋顶时，需要特别考虑哪些因素？

在建筑屋顶安装户用分布式光伏系统，增加了屋顶的承重和荷载，需要特别考虑如下因素：

（1）建筑屋顶的承重和荷载是否能够满足光伏系统的设计要求，宜由原设计单位进行复核；

（2）建筑屋顶的附加物（如排风口、电梯室)、女儿墙等是否遮挡太阳光对光伏组件的照射；

（3）建筑物的周围是否有其他高的建筑物、树、电线杆等外部因素的遮挡；

（4）光伏系统高出建筑屋顶，且不能影响相邻建筑的采光条件；

（5）光伏系统区域应设立明显警示标志，宜杜绝非专业人员单独进入屋顶光伏系统区域；

（6）光伏方阵的布置，应考虑留出检修维护通道，同时保证屋面安全疏散通道的畅通；

（7）光伏组件支架的基础，不能影响屋面的雨水排放系统，同时不能破坏屋面的保温防水性能；

（8）光伏方阵不能跨越建筑的变形缝安装；

（9）光伏组件与屋面之间应有一定的通风降温空间，满足组件工作温度的要求；

（10）还需兼顾光伏建筑的美观性。

28、户用分布式光伏系统与建筑结合时如何满足建筑隔热隔音的要求？是否会影响室内采光？

（1）采用不同玻璃材质和结构控制隔热和隔音。户用分布式系统设备户内型的噪声应不大于65分贝，户外型的噪声由用户和制造厂协议确定，满足广大用户的需求。与建筑结合时可设计隔音与隔热层，满足不同用户个性化需求。

（2）采用不同的电池片及组件排布方式来调整透光率。分布式与建筑结合时会留出采光区域，不会影响室内采光。

29、与建筑结合的户用分布式光伏系统如何防雷？

雷电主要分为两种危害：直接雷击和感应雷击。

直击雷的防护在高大的建筑物上设立金属避雷入地导线，可将巨大的雷雨云层电荷释放掉。

间接雷的防护：在光伏系统中加入防雷器，也就是在逆变器、电表箱等电器设备中增加防雷模块，用以防护间接雷击。

30、什么是双向电表？为什么需要双向电表？

双向计量电能表就是能够计量用电和发电的电能表。功率和电能都是有方向的，从用电的角度看，耗电的算为正功率或正电能，发电的算为负功率或负电能，该电表可以通过显示屏分别读出正向电量和反向电量并将电量数据存储起来。

安装双向电表的原因是由于光伏发出的电存在不能全部被用户消耗的情况，而余下的电能则需要输送给电网，电表需要计量一个数字；在光伏发电不能满足用户需求时则需要使用电网的电，这又需要计量另一个数字，普通单块电表不能达到这一要求，所以需要使用具有双向电表计量功能的智能电表。

31、户用分布式光伏系统具体有效防雷措施有哪些？

光伏系统当遭到雷击，会导致设备毁坏，系统无法正常运行，光伏电站的防雷击措施是必不可少的。光伏系统的防雷措施可以包括如下措施：

（1）光伏方阵与支架可靠连接后接地；

（2）光伏电表箱内加装防雷器并可靠接地；

（3）光伏逆变器可靠接地。

若既有建筑物的接地系统已经很完备，在建筑物上安装的光伏系统一般无需另外铺设接地系统，而是将光伏系统的接地线与建筑物的接地系统相连；对于是否必须架设防直击雷的接闪器（避雷针），应视具体情况而定。

来源：网络

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