屋顶光伏发电系统的设计和安装指南研究

丁德明

[摘要]屋顶光伏发电系统的设计和安装指南，是美国加州能源委员会所下达的关于对光伏系统进行安装过程做出指导的规范，属于目前世界范围最为发达的安装技术。光伏发电系统可以直接将太阳能转化成为电能，住宅光伏系统主要是利用光伏屋顶的这种形式满足于住户的用电需求，可以在其中配置蓄电池，继而在电网出现停电情况时保持供电。

[关键词]屋顶光伏发电系统；设计；安装

文章编号：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0028 - 02

1 屋顶光伏发电系统的设计问题

1.1 无蓄电池并网系统

该种系统只有在电网能够正常使用的时候才可以实现运行。由于电网当中的电能损耗比较小，因此该系统通常能够给用户节约更多电费方面的花费。不过出现电力中断情况的话，这个系统就会完全处于关闭状态，在电网恢复之后才能够正常使用。图l为无蓄电池光伏发电供电系统原理图。

该系统主要由以下几个部件所构成：①光伏阵列。光伏阵列主要是由光伏组件所构成的，而光伏组件是利用太阳能电池片依据特定的方法连接在一起，然后进行密封。一般情况之下，一个阵列是由很多个光伏组件利用支架实现连接的。②平衡系统。平衡系统主要是用于将光伏组件融入进家用建筑系统以及电气系统当中的线路和支架。供电线路系统主要用于对逆变器两端的交流开关、直流开关、太阳能电池形成过流保护。绝大部分系统都具备保护控制这项功能，这是由于各个组件的设置都需要在源电路当中有熔断保护。有一部分逆变器也具备熔断保护以及其它的一些控制功能。⑧逆变器。该设备主要负责让光伏阵列所产生的直流电转变成为能够供给家用电器利用的交流电。④测量仪表。对系统运行的实时状态、用户的实际用电状况做出测量以及呈现。⑤公共电网开关。

1.2 蓄电池并网系统

该系统主要是在无蓄电池并网的基础之上融入蓄电池，从而实现储能的作用，就算是在电网出现断电问题，系统也可以给特殊负载供给应急用电。在电力中断的情况之下，该系统会跟电网之间相互脱离，组成一个相对独立的供电线路，利用专用配电线路实现电能的供给。光伏发电系统所产生的电能可以应用在沿街商业当中，从而在最大程度之上缩短投资回收周期。

2 屋顶光伏发电系统安装

2.1 屋顶结构

屋顶属于对光伏阵列加以设置最适宜的位置。如果为斜面形式的屋顶，需要将光伏阵列设置为跟屋顶表面保持平行的位置，然后利用支架使其保持跟屋顶数公分的距离，从而更好的实现冷却。而要是水平屋顶的话，可以设置能够对倾斜角度形成优化的支架。在屋顶对光伏系统进行设置需要切实关注到屋顶的具体结构以及其防渗层所具备的气密性。通常情况之下，每一个100W的光伏组件都需要设置一个用于支撑的托架。而对于新建的建筑来说，支撑托架一般可以在对屋顶盖板完成安装之后，对防水材料进行敷设之前设置。

2.2 遮荫结构

遮荫结构可以是天井，亦或是双层遮阳网格，在这些位置，光伏阵列起到了遮阳的作用。如果安装光伏阵列的角度相对遮阳结构更为陡峭，就需要针对屋顶结构做出合理化改进，继而更好的适应风力载荷。光伏阵列在重量方面通常是15～ 25kg/m2这个质量范围处，在遮荫支持结构所具备的负重极限以内。对屋顶支架安装所形成的劳动力成本应该被算到天井覆盖整体的建设费用当中。所有的建设成本往往会高出屋顶安装所投入的费用，不过遮荫结构所能起到的应用价值将会很好的抵消这部分多余的投入。还需要对一些其它的问题做出考虑，比如简化阵列维护、导线连接以及组件接线等，需要确保其美观性，通常不应该种植那些爬藤类植物，防止让组件以及接线受到干扰。

3 结语

总而言之，屋顶光伏发电系统可以有效将太阳能转化为电能供人们使用，对能源的节约具有十分重要的意义。相关从业人员应该积极探索，对屋顶光伏发电系统的设计和安装指南相关内容做出更为具体的研究，继而结合我国光伏发电发展的实际情况，创建出一套符合我国国情的设计以及安装体系，为新能源行业的发展贡献出自己的力量。

参考文獻：

[1]李世民，花亚萍，屋顶光伏发电系统的设计和安装指南[J].阳光能源，2010，（02）：54 - 58.

[2]张臻宇，杨国华，车超，等.屋顶光伏发电系统的经济及环境效益研究[J].电力科技与环保，2016，32（ 04）：53 - 55.