光伏發(fā)電技術(shù)培訓(xùn)

2011光伏發(fā)電技術(shù)進展和政策分析專項培訓(xùn)王斯成國家發(fā)改委能源研究所2011年1月8日北京光伏發(fā)電技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計目前一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點1、光伏發(fā)電的特點

2、光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計（資源評估、系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)備選型、太陽電池、逆變器、匯流箱、組串設(shè)計、發(fā)電量計算、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控等）

3、用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)：“凈電量計量”法、單向雙表計量、最大并網(wǎng)容量、“逆功率”和“防逆流”，德國VDE標(biāo)準等；

4、特殊設(shè)計：遮擋計算、抗風(fēng)計算、防雷和接地等；

5、二氧化碳減排計算

6、RetScreen軟件介紹目錄目前二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點1、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計目前三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計步驟1、在考察的基礎(chǔ)上進行預(yù)可行性研究（RetSchreen）；2、技術(shù)方案確定和設(shè)備選型（太陽電池、逆變器、監(jiān)控、其它設(shè)備、運行方式等）；3、工程設(shè)計：與建筑結(jié)合、土建施工方案、抗風(fēng)能力、防雷接地、電網(wǎng)接入系統(tǒng)；4、特殊設(shè)計：1)對于BIPV和BAPV：并網(wǎng)方式、遮擋計算、專用BIPV組件的安裝設(shè)計、造型和美觀等;2)對于大型光伏電站：占地計算、場地、基礎(chǔ)、機房、圍欄、自動跟蹤系統(tǒng)等。目前四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽能資源評估5目前五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽輻射傳輸過程示意反射散射吸收直射地面反射6目前六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點中國氣象局地面觀測網(wǎng)——日照7目前七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點中國目前可以取得的太陽輻射資料我國1953年開始測量太陽輻射，氣象臺站數(shù)量從解放初的70個發(fā)展到現(xiàn)在的2610個，其中氣象站2300個（縣級氣象站），氣象臺310個。縣級氣象站的主要任務(wù)是對風(fēng)（臺風(fēng)）、氣溫、濕度、降雨、雪、雹、地溫等參數(shù)的觀測和預(yù)報，與太陽輻射相關(guān)的數(shù)據(jù)只有“日照時數(shù)”。日照時數(shù)的測量是用感光紙記錄光強大于120W/m2的時間，分辨率為10分鐘。從國家氣象局網(wǎng)站上可以查到全國122個氣象臺1957-2007年的輻射數(shù)據(jù)（不包括臺灣、香港和澳門）。1993年以前，全國有66個氣象臺有水平面太陽總輻射和散射輻射的數(shù)據(jù)，1993年以后，全國只有17個氣象臺有水平面太陽總輻射和散射輻射的數(shù)據(jù)。8目前八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點布格-朗伯定律:SD’=S0Fm

S0=1350W/m2余弦定律:ST’=SD’COSZm=1/Sin×P/P0Sin=SinSin+CosCosCosN=23.5Sin(360*(284+N)/365)DT’=Dp’(1+CosZ)/2RT’=ρQp’(1-CosZ)/2SQT=ST+DT+RT（直散分離）9目前九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽能資源的單位換算1992年以前的太陽輻射單位：Kcal/cm21992年以后：MJ/m2光伏設(shè)計用輻射單位：kWh/m21卡=4.18焦耳，1焦耳=1ws甘肅武威水平面年輻射量：6141.6MJ/m26141.6106/3600/1000=1706kWh/m21706kWh/m2/365=4.70kWh/天甘肅武威水平面年輻射量：147Kcal/cm21471034.1810000/3600/1000=1706.8kWh/m21706kWh/m2/365=4.70kWh/天10目前十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽能資源數(shù)據(jù)

(10年平均值MJ/m2(kcal/cm2))水平面上的太陽能資源太陽電池方陣傾斜面上的太陽能資源方陣傾斜面上的太陽輻射量由計算機輔助設(shè)計軟件完成（RetScreen）.對于獨立光伏系統(tǒng)：優(yōu)化設(shè)計太陽電池方陣的傾角有利于增加冬天的充電電流，適當(dāng)減少夏季的充電電流，從而有效避免蓄電池的過充電和過放電，也有利于減少蓄電池的冬季儲備容量，減少初投資。對于并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，追求全年發(fā)電量最大，傾角的選擇又不相同。對于聚光太陽電池，要求DNI（DirectNormalInrradiation）的輻射數(shù)據(jù)，我們國家沒有。11目前十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點中國水平面太陽輻射分布圖等級資源帶號年總輻射量（MJ/m2）年總輻射量（kWh/m2）平均日輻射量（kWh/m2）最豐富帶I≥6300≥1750≥4.8很豐富帶II5040–63001400–17503.8–4.8較豐富帶III3780–50401050–14002.9–3.8一般IV<3780<1050<2.912目前十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點全國平均不同發(fā)電系統(tǒng)的年利用小時數(shù)

Fullrunninghrs(peakhrs)fordifferentlocation獨立光伏電站效率：60-65%；Eff.ofstand-alongsys.

建筑并網(wǎng)光伏發(fā)電效率：70-75%；Eff.ofBIPV&BAPV大型并網(wǎng)光伏電站效率：75-80%。Eff.ofLS-PV不同地區(qū)水平面年太陽輻射Horizontal（kWh/m2)傾斜面年太陽輻射Tilted（kWh/m2)獨立光伏電站Stand-along建筑并網(wǎng)系統(tǒng)BIPV&BAPV開闊地并網(wǎng)系統(tǒng)LS-PV西北地區(qū)West1610.801828.41125014501540東南沿海East1364.651502.04100012001250全國平均Average1487.731665.2311001250135013目前十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)備選型14目前十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大型荒漠電站設(shè)備配置和選型太陽電池方陣接線箱直流配電逆變器交流配電數(shù)據(jù)采集、顯示和通信目前十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池16目前十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點

導(dǎo)體絕緣體半導(dǎo)體

NPFGPNNP

N-P+I17目前十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點

太陽電池的結(jié)構(gòu)18目前十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池、組件和方陣19目前十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池的I-V特性及功率曲線I:電流Isc:短路電流Im:最大工作電流V:電壓Voc:開路電壓Vm:最大工作電壓標(biāo)準條件：AM=1.5Q’=1000W/m2T=25C光強I溫度V(-2.5mV/C)20目前二十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽光強與開路電壓和短路電流的關(guān)系I:電流Isc:短路電流Im:最大工作電流V:電壓Voc:開路電壓Vm:最大工作電壓21目前二十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點溫度的影響隨著太陽電池溫度的增加，開路電壓減少，在20-100C范圍，大約每升高1C每片電池的電壓減少2mV；而光電流隨溫度的增加略有上升?？偟膩碚f，溫度升高太陽電池的功率下降，典型功率溫度系數(shù)為－0.35%/C。也就是說，如果太陽電池溫度每升高1C，則功率減少0.35%。

22目前二十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點光強的影響光強與太陽電池組件的光電流成正比，在光強由100W/m2-1000W/m2范圍內(nèi)，光電流始終隨光強的增長而線性增長；而光強對光電壓的影響很小，在溫度固定的條件下，當(dāng)光強在400W/m2-1000W/m2范圍內(nèi)變化，太陽電池組件的開路電壓基本保持恒定。

23目前二十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點串聯(lián)回路太陽電池的熱斑現(xiàn)象

d點，此時工作電流為零，組開路電壓VGd等于電池1和電池2的開路電壓之和；c點，電池1和電池2都有正的功率輸出；b點，此時電池1仍然工作在正功率輸出，而受遮擋的電池2已經(jīng)工作在短路狀態(tài)，沒有功率輸出，但也還沒有成為電池1的負載；a點，此時電池1仍然有正的功率輸出，而電池2上的電壓已經(jīng)反向，電池2成為電池1的負載；應(yīng)當(dāng)注意到，并不是僅在電池組處于短路狀態(tài)才會發(fā)生“熱斑效應(yīng)”，從b點到a點的工作區(qū)間，電池2都處于接收功率的狀態(tài)，如旁路型控制器在蓄電池充滿時將通過旁路開關(guān)將太陽電池短路，此時就很容易形成熱斑。24目前二十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并聯(lián)回路太陽電池的熱斑現(xiàn)象a點，此時電池組的工作電壓為零，短路電流Isc等于電池1和電池2的短路電流之和；b點，電池1和電池2都有正的功率輸出；c點，此時電池1仍然工作在正功率輸出，而受遮擋的電池2已經(jīng)工作在開路狀態(tài)，沒有功率輸出，但也還沒有成為電池1的負載；d點，此時電池1仍然有正的功率輸出，而電池2上的電流已經(jīng)反向，電池2成為電池1的負載，此時電池1的功率全部加到了電池2上，如果這種狀態(tài)持續(xù)時間很長或電池1的功率很大，也會在被遮擋的電池2上造成熱斑損傷。應(yīng)當(dāng)注意到，從c點到d點的工作區(qū)間，電池2都處于接收功率的狀態(tài)。25目前二十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點防止熱斑現(xiàn)象發(fā)生防止熱斑現(xiàn)象的辦法就是加裝旁路二極管和阻斷二極管。旁路二極管的作用是在被遮擋組件一側(cè)提供電流通路；阻斷二極管的作用是阻斷被遮擋組件上的反向電流。26目前二十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點逆變器27目前二十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)逆變器的要求逆變器轉(zhuǎn)換效率可靠性（元器件選擇、保護功能）輸出電流總諧波電子兼容技術(shù)（電磁干擾、防雷、接地、浪涌、漏電等）最大功率點跟蹤技術(shù)（MPPT）電網(wǎng)鎖相技術(shù)孤島檢測和防護并網(wǎng)電路拓撲結(jié)構(gòu)并網(wǎng)系統(tǒng)的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)目前二十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)

（自身帶有隔離變壓器）目前二十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)

（通過升壓變壓器并入高壓電網(wǎng)）目前三十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池的最大功率跟蹤（MPPT）要求：快速、準確和穩(wěn)定目前三十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點孤島現(xiàn)象和防護孤島現(xiàn)象：當(dāng)電網(wǎng)的部分線路因故障或檢修而停電時，停電線路由所連的并網(wǎng)發(fā)電裝置繼續(xù)供電，并連同周圍的負載構(gòu)成一個自給供電的孤島。IEC62116ed1.0（2005）

光伏并網(wǎng)逆變器防孤島測試方法TestingProcedure-IslandingPreventionMeasuresforPowerConditionersusedingridconnectedphotovoltaic(PV)generationsystems32目前三十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大型荒漠電站關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)難點：太陽電池、逆變器、監(jiān)控系統(tǒng)、自動跟蹤、電站工程建設(shè)、電網(wǎng)接入系統(tǒng)。目前三十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點超大規(guī)模光伏發(fā)電（VLS-PV)超大規(guī)模光伏發(fā)電（VLS-PV）是國際能源機構(gòu)（IEA）的第8項任務(wù)（Task8），主要研究、追蹤超大規(guī)模光伏發(fā)電的技術(shù)和信息，并開展國際間的交流和合作。。VLS-PV

是指10MWp以上的光伏發(fā)電系統(tǒng)，一般指荒漠光伏電站。目前三十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大規(guī)模光伏電站（LS-PV）技術(shù)特點1、在輸電網(wǎng)（發(fā)電側(cè)）并網(wǎng)，電流是單方向的；沒有儲能系統(tǒng)；2、并入中壓電網(wǎng)（10kV，35kV，110kV);3、不能自發(fā)自用和“凈電表計量”，只能給出“上網(wǎng)電價”；4、少量自用電從電網(wǎng)?。ㄐ∮?%）（BIPV的大部分電自用）；5、一般功率很大，1MW以上；6、一般都是無人值守；7、要求離負荷中心較近，就地消化；8、一般占用荒地；9、自動跟蹤和聚光電池一般都是用在荒漠電站；10、帶有氣象和運行數(shù)據(jù)自動監(jiān)測系統(tǒng)和遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。目前三十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大型并網(wǎng)光伏電站配置目前三十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大型荒漠電站設(shè)備配置和選型太陽電池方陣接線箱直流配電逆變器交流配電箱式變壓器數(shù)據(jù)顯示和通信目前三十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點光伏電站的組串設(shè)計目前三十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點1、取決于逆變器的直流輸入電壓范圍和最高允許電壓；

2、取決于光伏組件的Vm和Voc；

3、取決于當(dāng)?shù)囟景滋熳畹蜏囟?。目前三十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點電站場地整理1、爐渣鋪墊、壓實2、只對道路進行處理3、不做任何處理4、依勢而建，沒有平整。目前四十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點ConstructionPhases建設(shè)階段(1)

EarthMoving平整土地Ifnecessary,useofheavymachinery如需要，使用重型機械Nosealing/coatingneeded不需覆蓋土地Constructionsiteneedsstorageplaceforequipment施工地點需安排設(shè)備堆放場地

Geodesy,Geology,MicroClimate測量，地質(zhì)，微氣候Basicsforconstructiondrawings&scheduling施工圖的基礎(chǔ)StaticAnalyses(WindSpeed,WeightofSnow)influencematerialcosts靜力分析（風(fēng)速、雪重）影響材料成本PartofEnergyYieldCalculation產(chǎn)電量計算Source:PhoenixSolar41目前四十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池支架水泥地基簡單地埋直接埋地水泥墩地扦固定目前四十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點ConstructionPhases建設(shè)階段(2)

Ramming打樁Deploymentofenvironmentallyfriendlyrammingtechnologies開發(fā)了環(huán)境友好的打樁技術(shù)Levelingoffgeologicalspecialties按地質(zhì)特性調(diào)整Ideallyfacilitatestheexactalignmentofsupportbeams使得樁基的對直非常方便Source:PhoenixSolar43目前四十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點ConstructionPhases建設(shè)階段(3)

ErectionofSystemsInstallationofmainbeams

ErectionofSystems

Installationofangel-irondependingongeographicalpositionInstallationofcrossbeamsSource:PhoenixSolar44目前四十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點電站機房預(yù)制機房混凝土機房木制機房沒有機房目前四十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點電纜鋪設(shè)目前四十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點ConstructionPhases建設(shè)階段

Electrical-TechnicalWorks電氣連接Constructionandinstallationofdistribution-,transformer,andinverters安裝配電箱、變壓器和逆變器InstallationofCables

敷設(shè)電纜Preparingfinalinstallation準備最后的安裝Digoutearthcablechannels開挖電纜溝LayingofStrings&Strapping放入電纜Source:PhoenixSolar47目前四十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大型電站組串匯流箱目前四十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點防雷（組串）匯流箱目前四十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大型電站組串匯流箱目前五十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點大型電站組串匯流箱？直流保險目前五十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池的反向電流能力一塊36片電池串聯(lián)而成的太陽電池組件，額定工作電流為5A，其反向?qū)妷海炊O管的正向?qū)妷海?8V，所能承受的反向電流為20A（需要測定）；太陽電池組件的正向開路電壓為21V，假定2塊組件并聯(lián)，其中1塊被遮擋，在標(biāo)準日照下另一塊組件對其注入的反向電流大約僅有2A（需要測定），則無保護條件下可以并聯(lián)的組件數(shù)量最多為10塊。目前五十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池的反向電流能力（RCA）越來越多的光伏組件供應(yīng)商開始在數(shù)據(jù)清單中標(biāo)注這一參數(shù)。對于小型或中型電站，這一參數(shù)沒有什么意義。大多數(shù)供應(yīng)商認為IEC61215中10.3節(jié)的絕緣電阻測試已經(jīng)足夠了，但是對于大型光伏電站來說是不夠的。對于沒有安裝組串保險或阻斷二極管的組串，RCA的數(shù)值將決定組串的數(shù)量！如果安裝組串保險，則使得系統(tǒng)變得更復(fù)雜。新標(biāo)準ENIEC50380中3.6.2節(jié)明確規(guī)定組件必須標(biāo)注反向電流能力（RCA）的數(shù)值。反向電流能力的數(shù)值越高，沒有保險的組串的并聯(lián)數(shù)也就可以越大。當(dāng)每個組串被遮擋時，不會由于熱斑而損壞。注意：詢問組件供應(yīng)商，如果安裝保險，應(yīng)當(dāng)是什么型號。目前五十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池的反向電流能力（RCA）

并聯(lián)連接的組串應(yīng)當(dāng)有保護，即直流保險。

注意：“光伏保險”的技術(shù)參數(shù)尚不存在。一般來說組串之間出現(xiàn)的短暫的電流屬于“緩升的短路電流”。因此，由持續(xù)電弧引起的過熱/退火/接線盒和電纜的燒毀都可能發(fā)生！

注意：一般來說可以在組件供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)表上查到推薦的電流值，設(shè)法找到推薦的保險類型。

例外：在不安裝保險的情況下，就應(yīng)當(dāng)提供反向電流能力參數(shù)。對于并聯(lián)組串，組串的并聯(lián)數(shù)不應(yīng)當(dāng)超過其反向電流承受值的60%。例如：組件的反向電流能力（RCA）=25A

組件的短路電流=6A

組串的并聯(lián)數(shù)： 4(=RCA100%)

正確的組串?dāng)?shù)=3 (=RCA72%)，大約28%安全系數(shù)。目前五十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點無錫尚德太陽電池組件說明書樣本maximumseriesfuserating

目前五十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點IEC61730-2“光伏組件安全性鑒定”第二部分：試驗要求10.9ReversecurrentoverloadTestMST26反向電流過載試驗10.9.1PurposeModulescontainelectricallyconductivematerial,containedinaninsulatingsystem.Underreversecurrentfaultconditions,thetabbingandcellsofthemoduleareforcedtodissipateenergyasheat,priortocircuitinterruptionbyanover-currentprotectorinstalledinthesystem.Thistestisintendedtodeterminetheacceptabilityoftheriskofignitionorfirefromthiscondition.AlaboratoryDCpowersupplyshallbeconnectedtothemodulewithpositiveoutputconnectedtothepositiveterminalofthemodule.Thereversetestscurrent(Itest)shallbeequalto135%ofthemodule’sovercurrentprotectionrating,asprovidedbythemanufacturer.ThetestsupplycurrentshouldbelimitedtothevalueofItest,andthetestsupplyvoltageshallbeincreasedtocausethereversecurrenttoflowthroughthemodule.Thetestshallbecontinuedfor2h,oruntilultimateresultsareknown,whicheveroccursfirst.NOTEConcerningthemaximumovercurrentprotectionrating,see12.2ofIEC61730-1.目前五十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點直流配電柜目前五十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點防雷和接地目前五十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點ConstructionPhases建設(shè)階段(5)

InstallationofModulesandSecuringofPlant安裝組件和防護SecuritySystems:安保系統(tǒng),fences,cameras&motiondetectors柵欄、監(jiān)視器、移動探頭Source:PhoenixSolar59目前五十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點電站圍欄

60目前六十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點電網(wǎng)接入系統(tǒng)目前六十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點自動跟蹤系統(tǒng)和聚光電池目前六十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點不同跟蹤方式全年太陽能收益對比固定緯度角：比水平面提高14%；單軸水平跟蹤：提高40%；單軸跟蹤傾緯度角：提高51%；雙軸高精度跟蹤：提高56%。緯度：33.43oN，經(jīng)度：112.02oE，海拔：339米。美國Arizona州PhenixWBANNo.：23183氣象站1961-1990的測試數(shù)據(jù)：緯度：33.43oN，經(jīng)度：112.02oW，海拔：339米，氣壓：974毫巴63目前六十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點自動跟蹤系統(tǒng)分類太陽電池方陣可以固定向南安裝，可以安裝成不同的向日跟蹤系統(tǒng)。分為地平坐標(biāo)系和赤道坐標(biāo)系。

1、地平坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)

以地平面為參照系，跟蹤的是2個參數(shù)：太陽高度角（太陽射線與地平面的夾角）和太陽方位角（太陽射線在地面上的投影與正南方向的夾角）。地平坐標(biāo)跟蹤分為：方位角跟蹤和全跟蹤。Sin=SinSin+CosCosCosSinβ=CosSin/Cos目前六十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點地平坐標(biāo)示意圖65目前六十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點赤道坐標(biāo)系圖示2、赤道坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)

以赤道平面為參照系，跟蹤的是2個參數(shù)：太陽赤緯角（太陽射線與赤道平面的夾角）和太陽時角（地球自轉(zhuǎn)的角度，正午為零，上午為正，下午為負）。赤道坐標(biāo)跟蹤分為極軸跟蹤、全跟蹤和水平軸跟蹤。目前六十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點極軸坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)原理圖全跟蹤極軸跟蹤極軸跟蹤的最大跟蹤誤差為：±23.5度；COS23.5=0.917,僅有8.3%，全年平均誤差：4%。目前六十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點平板自動向日跟蹤系統(tǒng)68目前六十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點極軸跟蹤系統(tǒng)連排極軸跟蹤系統(tǒng)獨立極軸跟蹤系統(tǒng)69目前六十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點固定支架和單軸自動跟蹤支架的比較自動跟蹤支架固定支架70目前七十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點高倍聚光太陽電池400X500X250X250X目前七十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點低倍聚光太陽電池目前七十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點關(guān)于數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)測目前七十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點IEEE1547規(guī)定，功率超過250kW的分布式電源必須安裝監(jiān)測系統(tǒng)，以監(jiān)視DR的接入狀態(tài)、有功、無功輸出和連接點的電壓。

目前七十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)測系統(tǒng)工作界面宣傳界面目前七十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點美國

Springevell5.0MW

光伏電站網(wǎng)站76目前七十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點與建筑結(jié)合的光伏系統(tǒng)BIPV和BAPV關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)難點：太陽電池、特殊BIPV組件、逆變器、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、與建筑結(jié)合的設(shè)計。目前七十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點什么地方可以安裝太陽電池附加的特性：太陽電池與建筑結(jié)合后還具有最為重要的特性————發(fā)電。傳統(tǒng)的建筑材料被太陽電池組件替代后還具有獨特的光學(xué)效果。.安裝方式

ona inaslopedona inaflatinfrontof cold/warmglazedsunshadeslopedroof roof flatroofroofthefacade facade roof78目前七十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點所需要的安裝面積RequiredareaforPVgeneratorswithdifferentcelltypes不同朝向安裝的太陽電池的發(fā)電量:假定向南傾斜緯度角安裝的太陽電池發(fā)電量為100；其它朝向全年發(fā)電量均有不同程度的減少。79目前七十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點組件的遮擋和通風(fēng)好的通風(fēng)條件對于冷卻太陽電池組件很重要：溫度升高將減少發(fā)電量；組件溫度取決于安裝方式。Facadeintegration,

noventilationRoofintegration,noventil.ationOn/infacade,poorventil.On/infacade,

goodventilationOn/inroof,

poorventilationOn/inroof,goodventil.Onroof

withlargegapFreestanding應(yīng)當(dāng)盡量避免遮擋：對于晶體硅太陽電池，很小的遮擋就會引起很大的功率損失；遮擋對于薄膜電池的影響要小得多。80目前八十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)光伏建筑的電氣方案1：“上網(wǎng)電價”方式特點：1、電網(wǎng)公司以高電價收購PV電量；2、用戶繳納常規(guī)低價電費；3、PV電表接在用戶電表之前（電網(wǎng)一側(cè)）。81目前八十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)光伏建筑的電氣方案2：“凈電表計量”方案特點：1、電力公司不用高價收購PV電量；2、允許抵消用電量（自發(fā)自用）；

3、PV計量電表裝在用戶電表之后（負載一側(cè)）。82目前八十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“凈電表計量”三相電接線方案逆變器太陽電池用戶繳費的電表計量PV電量的電表83目前八十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點數(shù)字式“防逆流”保護裝置電源電壓：交流220V單相(－15%~＋10%)頻率：50Hz1Hz裝置額定數(shù)據(jù)交流電流：5A交流電壓：100V頻率：50Hz功耗：

0.5VA／相測量精度交流電流：

0.5%交流電壓：

0.5%有功功率：

3%無功功率：

3%頻率：

0.01Hz主要功能方向功率保護電量計量故障記錄保護控制信號輸出：常開或常閉觸點3對。靈敏度：“逆向”電流：200mA

響應(yīng)時間：0.2秒84目前八十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“金太陽工程”并網(wǎng)發(fā)電圖解1、電力公司只同建筑業(yè)主結(jié)算；2、PV開發(fā)商同建筑業(yè)主結(jié)算；3、由電力公司確定并網(wǎng)點和電能計量裝置。85目前八十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“金太陽示范工程”

技術(shù)經(jīng)濟分析目前八十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點光伏發(fā)電在用戶側(cè)并網(wǎng)的一些基本概念目前八十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“上網(wǎng)電價”（Feed-inTariff）政策和并網(wǎng)方式何謂“凈電量計量法”？（NetMetering)“光電建筑”項目和“金太陽工程”執(zhí)行的是什么政策？何謂“逆流”、“逆功率”？如何實現(xiàn)“逆功率保護”？一些基本概念的澄清目前八十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)光伏建筑的電氣方案1：“上網(wǎng)電價”方式特點：1、電網(wǎng)公司以高電價收購PV電量；2、用戶繳納常規(guī)低價電費；3、PV電表接在用戶電表之前（電網(wǎng)一側(cè)）。89目前八十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)方案2：“凈電量”方式“Net-Metering”Model特點：1、不給特殊電價；2、允許抵消電量“自發(fā)自用”；3、PV電表接在電表負載一側(cè)。。1、NospecialFITforPV；2、ReducepowerconsumptionfromgridbyPV；3、PVconnectgridatloadside。90目前九十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)光伏建筑的電氣方案2：“凈電量計量”方案特點：1、電力公司不用高價收購PV電量；

2、允許抵消用電量（自發(fā)自用）；

3、PV計量電表裝在用戶電表之后（負載一側(cè)）。91目前九十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點美國的“凈電量計量”法1、什么是“凈電量計量”?“凈電量計量”是一種付費管理模式，具有自己發(fā)電能力的用戶，當(dāng)多余的自發(fā)電量反向流到電力配電網(wǎng)（系統(tǒng)）時，用戶能夠得到費用以減少電費支出。自己發(fā)電以減少電費支出包括2個方面：你自己發(fā)的電替代了你原來必須付費的電網(wǎng)的電量，以及你自己發(fā)的電反送到電網(wǎng)里，從而減少了你的電費。2、“凈電量計量”是如何實現(xiàn)的?如果你希望按照“凈電量”法付費，你自己的發(fā)電系統(tǒng)必須接到地方電網(wǎng)的配電系統(tǒng)。無論何時，只要你自己的發(fā)電系統(tǒng)的電力大于你的負荷，多余的電量就會反向流過你自家的電表，并使其倒轉(zhuǎn)。電表的倒轉(zhuǎn)就使得每個月的電表讀數(shù)減少，于是就節(jié)省了你的電費。3、當(dāng)電表倒轉(zhuǎn)超過了正轉(zhuǎn)又當(dāng)如何?在這樣的情況下，電表的月讀數(shù)將會少于上一次（收費時）電表的讀數(shù)，于是你的電費帳單上會顯示電力公司應(yīng)當(dāng)向你付費。4、電力公司如何向你付費?應(yīng)當(dāng)向你支付的費用（或多發(fā)的電量）可以結(jié)轉(zhuǎn)到下個月用于抵消你的電費。作為凈電量計量用戶，你也可以要求一年或12個月結(jié)算一次。

92目前九十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點美國的“凈電量計量”法1、什么是“凈電量計量”?“凈電量計量”是一種簡單計量發(fā)電電量和消耗電量的方式或者說是一種自己擁有可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，如光伏發(fā)電系統(tǒng)，的商業(yè)模式。凈電量計量條件下，光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電量將推著用戶計費電表倒轉(zhuǎn)，用戶可以將這些富余電量儲存以備需要的時候使用。這就保證了發(fā)電用戶發(fā)出的所有電量都具有零售電價的價值。2、按照聯(lián)邦法案（PURPA，210節(jié)），電力用戶可以使用自己的光伏系統(tǒng)發(fā)出的電為自己的照明和其它電器設(shè)備供電，從而抵消如果自己不發(fā)電而必須以零售電價支付給電力公司的電量。但是如果用戶發(fā)出了過剩的電量（滿足了自己的用電需求之外），是不允許采用“凈電量計量”模式運行的，此時電力公司將以“替代成本”躉購多余電量，這個躉購電價要遠遠低于零售電價。超出自用的電量應(yīng)當(dāng)另外計量，額外的電表的費用應(yīng)由用戶支付。(看來，美國的電力公司在一開始也是同樣的頑固)3、“凈電量計量”法簡化了上述模式，即允許自發(fā)電用戶在付費周期內(nèi)，將某時多發(fā)的電量抵消其它時間消費的電量。換句話講，就是用戶在付費時段內(nèi)支付凈消耗的電量。（注：付費周期可以是月，也可以是年，在付費周期內(nèi)，電表有時正轉(zhuǎn)，有時反轉(zhuǎn)，自己發(fā)出的總電量小于總用電量，用戶按照凈用電量付費。）93目前九十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點關(guān)于實施金太陽示范工程的通知

財建〔2009〕397號

2009年7月16日用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏發(fā)電項目所發(fā)電量原則上自發(fā)自用

，富余電量及并入公共電網(wǎng)的大型光伏發(fā)電項目所發(fā)電量均按國家核定的當(dāng)?shù)孛摿蛉济簷C組標(biāo)桿上網(wǎng)電價全額收購。

自發(fā)自用：沒有疑問，在負載側(cè)并網(wǎng)，直接被負載消耗。富余電量？電表是否可以雙向計量？是否所有反向電流都屬于“富余電量”？還是按照結(jié)算周期定義“富余電量”？94目前九十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“金太陽工程”并網(wǎng)發(fā)電圖解1、電力公司只同建筑業(yè)主結(jié)算；2、PV開發(fā)商同建筑業(yè)主結(jié)算；3、由電力公司確定并網(wǎng)點和電能計量裝置。防逆流95目前九十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“金太陽工程”并網(wǎng)發(fā)電計量方式96目前九十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“金太陽工程”并網(wǎng)點（1）多個建筑、多個業(yè)主，多點計量。注:

圖中黃色屋頂上的光伏板代表整個并網(wǎng)光伏系統(tǒng),含光伏組件、逆變器、隔離變壓器、配電系統(tǒng)等。

97目前九十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“金太陽工程”并網(wǎng)點（2）多個建筑、單一業(yè)主，單點計量。注:

圖中黃色屋頂上的光伏板代表整個并網(wǎng)光伏系統(tǒng),含光伏組件、逆變器、隔離變壓器、配電系統(tǒng)等。

98目前九十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“金太陽工程”并網(wǎng)點（3）多個建筑、單一業(yè)主，單點計量。注:

圖中黃色屋頂上的光伏板代表整個并網(wǎng)光伏系統(tǒng),含光伏組件、逆變器、隔離變壓器、配電系統(tǒng)等。

99目前九十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點關(guān)于最大接入容量目前一百頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點關(guān)于適用于“凈電量”模式的可再生能源系統(tǒng)的規(guī)模：所有電力公司都應(yīng)該為具有可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的用戶發(fā)電商提供”凈電量”模式的服務(wù)，即按照該州接入電網(wǎng)的規(guī)范允許可再生能源發(fā)電系統(tǒng)接入并并聯(lián)運行。然而所接入的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的額定容量不得超過用戶發(fā)電商的進戶線路的容量。對于接入容量的限制，說明如下

一些州并沒有強制限制參與“凈電量”運行的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的容量。對于那些強制限制系統(tǒng)容量的州，限制規(guī)模小到25kW，大到80MW，然而，大部分的州將最大容量限定在2MW。101目前一百零一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點102目前一百零二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)的容量限制（USA）TheUnitedStatesdoesnothaveuniformregulationsforinterconnectionacrossjurisdictions(statesandutilities).

Ingeneral,small(under2MW)solarsysteminterconnectionruleshavethefollowingcharacteristics:1.Astreamlinedinterconnectionapplicationprocessthatensuresthatthedistributioncircuithasnomorethan15percentofitscapacityasdistributedgeneration.2.AninverterthatcompliedwithUL/IEEE1574standards,whichensures"anti-islanding."3.AlockableACdisconnecttoallowutilitypersonneltolockoutthegeneration.(Althoughthesemaynolongerberequiredinsomejurisdictions).ThesesimpleruleshaveworkedwellfortheUStodate,withalmostnodocumentedproblemsduetodistributedgeneration.The15percentrulehasbeenadoptedatthefederallevel,andaleadingutility(SouthernCaliforniaEdison)isusingthisrulewhendevelopingitsowndistributionsystemconnectedsolarsystems.分布式發(fā)電系統(tǒng)的容量不能超過配電線路額定容量的15%。103目前一百零三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點按照傳統(tǒng)經(jīng)驗，分布式發(fā)電系統(tǒng)的容量不能超過峰值負荷的15%。104目前一百零四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點關(guān)于“逆功率”和“防逆流”目前一百零五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“逆功率”的概念

IEEE1547分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準1、并入輸電網(wǎng)的光伏系統(tǒng)類似于大型風(fēng)電場和大型光伏電站，沒有逆流的問題，只能向中壓電網(wǎng)送電，也沒有雙向計量的問題。2、在負載側(cè)并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)復(fù)雜，既有管理模式的問題也有“逆流”技術(shù)問題。106目前一百零六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點不同的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)—二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（點供電網(wǎng)絡(luò)）

一個負荷區(qū)由多臺配電變壓器供電（在次級測并聯(lián)）。優(yōu)點：供電可靠性高，缺點：造價高，必須防“逆流”。有分布式發(fā)電系統(tǒng)的情況下必須防止誤動作。107目前一百零七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點不同的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)—放射型配電網(wǎng)

中國絕大部分都是屬于放射型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個供電區(qū)域由一臺配電變壓器供電。優(yōu)點：互不干擾，缺點：支路發(fā)生問題后不能及時恢復(fù)，必須等到修復(fù)。108目前一百零八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“凈電表計量”三相電接線方案逆變器太陽電池用戶繳費的電表計量PV電量的電表在變壓器次級并網(wǎng)，有放逆流功能時，不需要加裝逆流計量電度表。109目前一百零九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點數(shù)字式“防逆流”保護裝置電源電壓：交流220V單相(－15%~＋10%)頻率：50Hz1Hz裝置額定數(shù)據(jù)交流電流：5A交流電壓：100V頻率：50Hz功耗：

0.5VA／相測量精度交流電流：

0.5%交流電壓：

0.5%有功功率：

3%無功功率：

3%頻率：

0.01Hz主要功能方向功率保護電量計量故障記錄保護控制信號輸出：常開或常閉觸點3對。靈敏度：“逆向”電流：200mA

響應(yīng)時間：0.2秒110目前一百一十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“逆流”的發(fā)生1HighvoltageduetoDG:Highvoltagesmaybecausedbyreversepowerflow.Underlight

loadforalocationwheretheprimaryvoltageisalreadyhigh,thevoltagerisecanbeenough

topushthevoltageabovenominallimits.ThiscanevenhappenforasmallDGlocatedon

thesecondarybecauseofthevoltagedropalongtheservicedrop,thesecondarywiring,and

thedistributiontransformer.分布式發(fā)電系統(tǒng)引起的高電壓：反向功率流可能引起高電壓。當(dāng)負載很輕的時候，此時初級電壓已經(jīng)很高了，這個高電壓足以超過電壓的上限。當(dāng)次級側(cè)的分布式發(fā)電功率很小的時候，也有可能引起高電壓，這是由于架空線路、次級線包和配電變壓器上的電壓降引起的。111目前一百一十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“逆流”的發(fā)生2“StudyonD-UPFCintheClusteredPVSystemwithGrid

”Reversepowerflowfromthegrid-connectedphotovoltaic

(PV)systemsincreasesthevoltageofpowerdistributionline.InthecasethatlargenumbersofresidentialPVsystemsareconnectedtothepowergridwithinasmallarea,thissituationcalled“clustered”.并網(wǎng)“集群光伏系統(tǒng)”功率流控制器的研究一文指出：光伏系統(tǒng)的反向功率流將引起配電線路電壓的上升，尤其是當(dāng)眾多戶用光伏系統(tǒng)集中在一個小區(qū)域內(nèi)并網(wǎng)，這被稱作“集群”。這個控制器在發(fā)生“逆功率流”情況下也能穩(wěn)定配電網(wǎng)的電壓。112目前一百一十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點“防逆流”的措施KeepthePVsystemsizedlowerthantheminimumdaytimeloadatthecustomermeter.Indoingso,thesystemisdesignedtoensurethatthesiteloadisalwaysdrawingsomepowerfromtheutilitygridwithessentiallynochanceofexportingenergyfromthePVsystemtothenetwork.將光伏輸出設(shè)計成在白天總是小于負荷。Installaminimumimportrelay(MIR)orareversepowerrelay(RPR).（IEEE1547）安裝最小正向電流斷路器或逆向功率斷路器。Installadynamicallycontrolledinverter(DCI).ThisinvertercontrolstheoutputofthePVsysteminverter(s).ThistypeofsystemmonitorsthelevelofenergycomingintothecustomerlocationandwillrampdownthePVenergyproductioniftheloaddropsbelowaspecificthreshold.安裝動態(tài)功率可調(diào)逆變器。當(dāng)負荷小到一定，逐級斷開光伏。AllowsmallerPVsystemstoconnecttoanetwork.MostsmallPVsystems,of30kilowatts(kW)orless.減少光伏系統(tǒng)的安裝功率（30kW或更小）。113目前一百一十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點允許“逆流”的情況下Usenon-unitypowerfactoroperationtogivePVinvertersvoltagecontrolcapability.Inverterscanphase-shifttheiroutputtosupplyvolt-amperesreactive(VArs)to(ordrawthemfrom)theutility.However,tosignificantlyreducevoltageincrease,thePVinverterwouldneedtobedesignedforadditionalapparentpowercapability(e.g.,a5-kilowattinvertermightneeda6-to7-kilovolt-ampererating).要求逆變器必須具有無功補償功能，以防止“逆流”情況下網(wǎng)壓升高。目前國內(nèi)電網(wǎng)要求：對于大型光伏電站，功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍在超前或滯后0.98，對于小型電站要求功率因數(shù)接近1，且不調(diào)整。StudyonD-UPFCintheClusteredPVSystemwithGridKyungsooLee,KosukeKurokawaTokyoUniversityofAgriculture&Technology,2-24-16Naka-cho,Koganei-shi,Tokyo184-8588,JapanAbstract:Reversepowerflowfromthegrid-connectedphotovoltaic(PV)systemsincreasesthevoltageofpowerdistributionline.ThispaperproposesD-UPFC(Distribution-UnifiedPowerFlowController)tosolvetheover-voltageconditionwhentheclusteredPVsystemisinjectedtothedistributionsystem.為防止“逆流”情況下配電網(wǎng)電壓升高，已有很多公司開發(fā)了穩(wěn)定電壓的控制裝置。114目前一百一十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點光伏電站接入中壓輸電網(wǎng)目前一百一十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并入中壓電網(wǎng)（10kV-110kV）的光伏系統(tǒng)一般屬于類似大型荒漠光伏電站和風(fēng)電場的光伏發(fā)電站。光伏發(fā)電站的功率潮流是單向的，不存在“逆功率流”的問題，“凈電量計量”法也不適用，管理辦法與大型電站一樣，只能以“上網(wǎng)電價”將電量賣給電網(wǎng)公司，不可能“自發(fā)自用”。

德國已經(jīng)公布了BDEW標(biāo)準“發(fā)電站接入中壓電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)定”（Generatingplantsconnectedtothemedium-voltagenetwork），對于接入中壓電網(wǎng)（1kV-60kV）的發(fā)電站（包括風(fēng)力發(fā)電、水電站、生物質(zhì)發(fā)電、燃氣輪機和光伏發(fā)電）做出了技術(shù)規(guī)定，包括電壓、頻率等電能質(zhì)量，有功無功調(diào)節(jié)能力，低電壓穿越能力等。

目前一百一十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點低電壓穿越能力（Low-voltageRideThrough）第二類發(fā)電裝置（PV）的電網(wǎng)連接點117目前一百一十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點有功功率調(diào)節(jié)（ActivePowerControl）118目前一百一十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點無功功率調(diào)節(jié)（ReactivePowerControl）119目前一百一十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點并網(wǎng)點的最大允許短路電流（Max.AdmissibleShort-CircuitCurrent）并網(wǎng)點的最大允許短路電流由于光伏電站的接入增加了，這有可能超過線路允許的短路電流值，需要重新計算和核實。一般同步發(fā)電機的短路電流是額定電流的8倍左右，而光伏電站的短路電流則基本與額定工作電流相當(dāng)，因此一般情況下，對于光伏電站不需要增設(shè)限制短路電流的裝置。120目前一百二十頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點4、特殊設(shè)計

（遮擋和占地計算、抗風(fēng)能力設(shè)計、系統(tǒng)的防雷接地）目前一百二十一頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池方陣間距計算計算當(dāng)太陽電池子陣前后安裝時的最小間距D。一般確定原則：冬至當(dāng)天早9：00至下午3：00太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。目前一百二十二頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點按照國家標(biāo)準公式計算間距：當(dāng)光伏電站功率較大，需要前后排布太陽電池方陣，或當(dāng)太陽電池方陣附近有高達建筑物或樹木的情況下，需要計算建筑物或樹木的陰影，以確定方陣間的距離或太陽電池方陣與建筑物的距離。一般確定原則：冬至當(dāng)天早9：00至下午3：00太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。計算公式如下：太陽高度角的公式：sin=sinsin+coscoscos太陽方位角的公式：sinβ=cossin/cos式中：為當(dāng)?shù)鼐暥?；為太陽赤緯，冬至日的太陽赤緯?23.5度；為時角，上午9:00的時角為45度。D=cosβ×L，L=H/tan，

=arcsin(sinsin+coscoscos)123目前一百二十三頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池方陣抗風(fēng)能力設(shè)計

（依據(jù)：GB50009-2006建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》）

1、需要計算受風(fēng)梁在受風(fēng)條件下的彎曲應(yīng)力和彎曲度；2、需要計算支撐臂在順風(fēng)條件下的壓曲強度和逆風(fēng)條件下的拉伸強度；3、需要計算在受風(fēng)條件下螺栓的剪切力（折斷力）的耐受強度。目前一百二十四頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池支架抗風(fēng)能力的設(shè)計1、受風(fēng)梁彎曲強度和彎曲度的計算

彎曲力矩M：M=WL2/8（Nm）W：單位長度上的風(fēng)壓（N/m）L：跨距長度（m）彎曲應(yīng)力P：P=M/Z（N/cm2）Z：角鋼的截面系數(shù)彎曲度A：A=（5WtL3）/（384EIm）（cm）Wt：受風(fēng)梁上的總風(fēng)壓（N）L：跨距長度（m）E：材料的縱向彈性系數(shù)（N/cm2）Im：橫截面二次力矩(cm4)2、支撐臂的壓曲荷載（順風(fēng)時）

歐拉公式計算支架所能承受的壓曲荷載：Pk=n

2

（EIm）/L2(N)n：有支撐條件決定的系數(shù)，緊密無松動為1；Im：截面軸向二次力矩(cm4)；E：材料的縱向彈性系數(shù)（N/cm2）L：軸長（cm）總荷重（W+G）/2應(yīng)小于Pk。3、支撐臂的拉伸強度（逆風(fēng)時）拉伸張力B

（N/cm2）:B=W/AW：每根支撐梁所承受的風(fēng)壓（N）A：支撐臂的截面積（cm2）4、安裝螺栓的強度（逆風(fēng)時）

雖然有4只螺栓，但受理最大的是后面2根。所以有：螺栓最大折斷力：

=1/2W/A（N/cm2）W：總的逆向風(fēng)壓（N）A：螺栓截面積（cm2）目前一百二十五頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點

Q：設(shè)計用風(fēng)壓（N/m2）

Aw：受風(fēng)面積（m2）

設(shè)計用風(fēng)壓Q：

Q=QoHIQo：基準風(fēng)壓

H：高度修正系數(shù)

I：

環(huán)境系數(shù)

I環(huán)境系數(shù)：

對風(fēng)無遮擋的空曠地帶：1.15

對風(fēng)有少量遮擋：

0.9

對風(fēng)有較大遮擋：

0.7H高度修正系數(shù)：太陽電池支架抗風(fēng)能力的設(shè)計風(fēng)壓荷載

太陽電池方陣支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計要考慮風(fēng)壓荷載，防止因強風(fēng)導(dǎo)致普破壞。

作用于太陽電池陣列的風(fēng)壓荷載由下式計算：

W=CwQAwW：風(fēng)壓荷載（N）

Cw：風(fēng)荷載體型系數(shù)

風(fēng)荷載體型系數(shù)順風(fēng)方陣傾角逆風(fēng)0.79150.940.87301.181.06451.43風(fēng)壓高度修正系數(shù)距離地面高度地面粗糙度類別（m）ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84

Qo基準風(fēng)壓：基準高度為10米

Qo=1/2

Vo2：空氣密度（NS2/m4）

冬季空氣密度取：1.274（NS2/m4）Vo：地面10米處50年最大風(fēng)速（m/S）

?。?2（m/S）目前一百二十六頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點BAPV的安裝方式生根不生根目前一百二十七頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點BAPV的安裝方式G:GravityofPVArrayG=mg(N)m=水泥墩+光伏組件+光伏支架g=9.8m/s2

方陣面積：Aw=2.63

6=15.78預(yù)制混凝土敦：0.37×0.37×

0.6×2.5=0.205噸=205kgG=(205×8+12×16+300)×9.8=20894N目前一百二十八頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點太陽電池支架抗風(fēng)能力的設(shè)計最大風(fēng)速：30米/s(12級風(fēng)）體型系數(shù)Cw：逆風(fēng)25度取：1.1環(huán)境系數(shù)I：無遮擋?。?.15高度系數(shù)：20米，粗糙度B，?。?.25：空氣密度（冬季）1.27

（NS2/m4）

Qo=1/2

Vo2=572N/m2方陣面積：Aw=2.63

6=15.78m2Q=QoHI=5721.251.15=821.5N/m2W=CwQAw=1.1821.515.78=14260NG=(205×8+12×16+300)×9.8=20894N目前一百二十九頁\總數(shù)一百四十七頁\編于十一點不生根方陣水泥墩重量計算支點W=CwQAw=1.1821.515.78=14260NG=(205×8+12×16+300)×9.8=20894N力矩平衡：W×動力臂=14260×1.75=24