光伏屋顶项目发电系统设计与分析
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ａ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＰＶ Ｒｏｏｆ
王艳国
山西省电力 文章编号：ＺＫＳ０２３２０７５
勃测设计院 摘 要基于建筑屋顶面积大、无遮阳等具有可利用光伏屋顶发电的有利条件， 文以山西某市职中校区内的建筑物为例，从气象条件、系统运行方式、光伏电池方瞄
设计及并网电气设计等方面提出了综合优化设计方案。
Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｑ ｔｈｅ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｌａｒｑｅ ｒｏｏｆ ａｒｅａ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｑ ｗｉｔｈ ｒｉｏ ｓｈａｄｅ ｔ（
ｍａｋｅ ｕｓｅ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｒｏｏｆ ｑｅｎｅｒａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｔａｋｉｎ￣ｌ ｔｈｅ ｓｈａｎｘｉ ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ｓｃｈｏｏｌ ｏ
ｂｕｉｌｄｉｎｃｌ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ａ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｒｏｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｓｉｑｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｒ
ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ，ｔｈｅ ｓｏｌａ ｒ ｅｎｅｒｑｖ ｃｅｌｌ ａｒｒａｙ ａｎｔ
ａｒｉｄ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ，ｅｔｃ
ＡＥ Ｔ Ｗ １ １
关键词 光伏屋顶，光伏发电单元，光伏方阵
ＰＶ ｒｏｏｆ，ＰＶ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔ，ＰＶ ａ ｒｒａｙ
引言 光伏建筑一体化发电技术是将太阳
能光伏发电与建筑结合在一起。城市太
阳能光伏发电中光伏建筑一体化发电占 整个太阳能发电的比例较大。
光伏与建筑物相结合有以下两种形
式 一种是建筑与光伏相结合Ｂ Ａ Ｐ Ｖ
（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ），另外一种
是建筑与光伏器件相结合ＢＩＰＶ一（Ｂｕｉｌｄｉｎｑ
ｆｎｔｅｑｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）。ＢＡＰＶ与ＢＩＰＶ的 区别前者是光伏方阵附着在建筑物上，
光伏发电在建筑屋顶中的应用有何特点
在当今能源转型的大背景下，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源获取方式，正逐渐在各个领域得到广泛应用。其中，将光伏发电系统安装在建筑屋顶上，成为了一种既实用又具有创新性的应用模式。那么，光伏发电在建筑屋顶中的应用究竟有哪些特点呢？
首先，从能源利用效率的角度来看，建筑屋顶安装光伏发电系统具有显著的优势。由于屋顶通常能够接收到较为充足的阳光照射，而且相对开阔，没有太多遮挡物，这为光伏发电板提供了理想的工作环境。与地面安装的光伏发电设施相比，屋顶光伏发电系统更接近用电负荷中心，减少了电能在传输过程中的损耗。这意味着，从屋顶光伏发电系统产生的电能能够更高效地被建筑内部的电器设备所使用，提高了能源的整体利用效率。
其次，在空间利用方面，屋顶光伏发电展现出了极高的价值。对于城市中的建筑来说，土地资源往往十分紧张，而屋顶通常处于闲置状态。通过在屋顶安装光伏发电板，能够充分利用这一原本被浪费的空间，实现“变废为宝”。而且，这种利用方式不会额外占用地面空间，不会对建筑周边的环境和景观造成太大影响。对于农村地区的建筑，屋顶光伏发电同样能够在不影响农业生产和农村生活的前提下，为居民提供清洁的电能。
再者，屋顶光伏发电具有良好的适应性和灵活性。不同类型、不同规模的建筑屋顶都可以安装光伏发电系统，无论是住宅、商业大楼、工厂还是学校、医院等公共建筑。而且，根据屋顶的面积、形状和朝向等因素，可以灵活设计和布置光伏发电板的安装方式，以最大程度地提高发电效率。此外，光伏发电系统的规模也可以根据建筑的用电需求和屋顶的承载能力进行调整，从几千瓦的小型系统到兆瓦级的大型系统都能够实现。
在经济方面，屋顶光伏发电为建筑所有者带来了一定的经济效益。一方面，通过光伏发电，建筑可以减少对外部电网的电能依赖，从而降低电费支出。尤其是在电价较高的地区，这种节省效果更为明显。另一方面，对于一些多余的发电量，还可以通过上网卖给电网公司获得收益。此外，许多国家和地区为了鼓励光伏发电的发展，出台了一系列的补贴政策和优惠措施，进一步提高了屋顶光伏发电的经济可行性。
屋面分布式太阳能光伏发电系统设计
屋面分布式太阳能发电系统一般为采用并网发电系统，只要利用太阳能电池方阵在光照的条件下产生直流电，接入到逆变器转换成交流电，通过交流汇流箱与并网柜，接入到公网电网，实现并网发电。随着国家对清洁能源的大力扶持，及对环保的要求越来越严格，清洁能源得到的全面的快速发展。在清洁能源中，太阳能、风能、潮汐能、水能、地热能等能源中，太阳能是一种较成熟，也比较容易利用及大面积发展的清洁能源。太阳能发电系统一般可设置在地面、水面、建筑屋面。本次以屋面分布式太阳能系统设计进行分析。
一、并网系统基本原理
太阳能光伏发电系统可以分为两类。一类是并网发电系统，即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂；另一类是独立式发电系统，即在自己的闭路系统内部形成电路。屋面太阳能光伏发电系统一般为并网发电系统。屋面分布式太阳能发电系统主要由太阳能电池组件、逆变器、交流汇流箱、交流并网柜和通讯监控系统等部分组成。其工作原理是太阳能电池方阵在光照的条件下产生直流电，通过逆变器转换成交流电输出汇流到交流汇流箱，再通过并网柜与外网进行连接，各设备运行情况由通讯监控系统进行监控和记录。
1.设计原则 光伏并网工程设计遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则：①先进性原则:随着太阳能技术的发展，太阳能电源设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证系统具有较长的生命周期。②实用性原则:太阳能电源系统设计充分考虑我国太阳能电源设备生产现状，选用有大规模实际工程应用经验的产品，采用先进成熟的技术，保证产品的稳定性、可靠性和可维性。③经济性原则:太阳能电源系统设计在保证系统各项技术指标的前提下，努力降低工程、设备成本，提高系统的性能价格比保证用户的投资效益。④安全可靠原则:安全是首要考虑的因素；选用的结构应充分考虑风荷载、温度应力和地震作用对屋面的影响，设计安全系数保证满足国家规定及工程的要求。⑤环保节能原则:本项目利用太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音，是一种净能源，与环境有很好的相容性。⑥结构轻巧而稳定原则:结构稳定可以保证结构的安全，同时也会产生一种结构稳定所特有的美感，失稳的结构会给人带来危机感，造成人的紧张，使人很不愉快。但过于保守、粗放的设计则又显得笨拙、累赘、缺乏灵气，也会使人不愉快。
实用标准文档
文案大全 4000W屋顶光伏发电系统方案说明书
一、系统方案
（一）光伏发电简介
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。
光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统
（1）独立光伏发电系统 实用标准文档
文案大全 独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统
（2）并网光伏发电系统
并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。
（二）背景与系统介绍
（1）背景
一南宁市家庭用户，屋面类型为水泥屋面。主要电器设备为一盏功率为60W普通照明灯和一台功率为300W电视机。
（2）用电量分析
电灯和电视机每天平均使用5小时，每天用电量为：（60W+300W）x 5h=1800Wh（即1.8度）,考虑到特殊情况的每天最大用电量为2.5度电。
（3）装机容量的确定
据南宁气象数据统计，南宁最大连续阴雨天气为3天，光伏发电在阴雨天连续提供的电量应达到：（3+1）X 2.5=10（度），因此本光实用标准文档
文案大全 伏发电系统的装机容量设定为4000W，4000W的光伏发电系统日均发电量约11.2度，用户电器按每天运行5小时计算，可满足其正常使用4天。
（4）系统介绍
根据用户用电情况本工程选用离网光伏发电系统。
离网光伏发电系统构成：由太阳能电池组件、光伏控制逆变一体机、蓄电池组、交流配电柜、接地系统、电缆等组成。
