淺談太陽能光伏發電在工業廠房屋頂上的應用

石寶彥

【摘 要】 隨著人類社會的發展，傳統的能源日漸枯竭，太陽能作為一種可再生清潔能源，得到了廣泛的應用。本文以寧鋼工業廠房屋頂并網太陽能光伏發電系統為例，介紹了屋頂并網太陽能光伏發電系統的工程案例，并對其應用進行了分析。

【關鍵詞】 屋頂光伏發電 光伏組件 逆變器 并網

隨著人類社會的快速發展，人類對能源需求也在不斷的增長，但是傳統的化石燃料日漸枯竭，全球性的能源危機日趨加劇，加之近幾年我國出現的霧霾天氣，造成PM2.5嚴重超標，環境污染已嚴重影響了人們的正常生活，因此，尋求新的可再生能源替代傳統能源，已經得到了人們廣泛的共識，我國政府也已將此列入到國家可持續發展的戰略層面上。太陽能作為一種理想的可再生清潔能源，已在世界范圍得到了廣泛應用，其中利用太陽能光伏發電，特別是在建筑屋頂上的應用越來越廣泛。本文以寧鋼光伏發電能源合同管理項目為基礎，結合工程實際，對太陽能光伏發電在工業廠房屋頂上應用進行討論。

1 光伏發電系統簡介

本光伏發電工程是屬寧波市北侖區20MWp用戶側集中連片光伏發電項目的一部分，其利用我公司廠區內連鑄板坯庫和熱軋廠房屋面建設太陽能光伏發電系統，整套系統包括從光伏發電組件到10kV高壓并網開關，包含了光電轉換系統、直流系統、逆變系統、交流升壓系統等所有的子系統。

2.3 光伏組件的布置

結合連鑄板坯庫和熱軋廠屋面實際情況，光伏組件的布置采用固定式安裝方式，使用專用夾具固定座，將鋁合金導軌通過夾塊固定在屋面彩鋼瓦上，電池組件通過單、雙側專用壓塊固定在導軌上，與屋面平行鋪設。導軌與屋面彩鋼瓦聯結夾具采用角弛Ⅲ型板形鋁合金專用夾具。此安裝結構的優點是：支架系統簡單，安裝簡便，不破壞屋面彩鋼瓦的結構，有效解決了防水問題。根據屋面情況，將電池組件布設成不同的方陣，以20串16并或20串12并的組合接入每一個匯流箱，再將處于相同發電條件的7個（或9個）匯流箱接入直流配電柜。電池方陣間預留有電纜橋架安裝通道和日常維護通道。考慮到寧波地處沿海，特別是在臺風季節，廠房頂上風很大，為防止大風造成廠房屋面彩鋼瓦和電池組件的損壞，對有光伏組件安裝的廠房屋面彩鋼瓦采取抗風加固措施。

2.4 并網接入點的選擇

屋頂光伏發電系統在選擇并網接入點時，充分考慮熱軋廠房、連鑄板坯庫和煉鋼區域變電所的地理位置，并根據光伏組件在廠房屋頂的安裝容量的大小和布設，以及組網匯流后電纜的走向和長度，從節約電纜，降低電壓損失，同時方便日后的運行管理與設備維護，節省維運成本考慮，系統采用將熱軋廠房、連鑄板坯庫屋頂的光伏容量經匯流、逆變升壓后，通過1回出線接入煉鋼35kV區域變電所10kV的II段母線。

2.5 防雷接地

為了確保光伏發電系統設備的安全，本項目采取了以下防雷保護措施。（1）直擊雷的防護：將安裝在廠房屋頂上光伏發電系統包括所有電池組件的支架與廠房建筑的避雷帶可靠連接，以達到防雷擊的目的。 （2）感應雷的防護：太陽能光伏發電系統的雷電浪涌入侵途徑，除電池陣列外，還有配電線路和接地線等。在線路防雷設計上要求直流側的正負極均懸空，不接地，在匯流箱內設置浪涌保護器，防止雷電引起的線路過電壓，在并網接入控制柜中安裝避雷裝置，以防護從低壓配電線路侵入的雷電波及浪涌。所用機柜（逆變器、變壓器、并網開關柜等）分別通過兩處接地點與現有廠房接地系統可靠連接，接地電阻不大于1Ω。

2.6 監測系統

光伏發電監控系統包括站控層和就地層兩部分。站控層是光伏發電系統的監控、管理中心，就地層直接采集處理現場數據，通過網絡傳遞到站控層，同時接受站控層發來的指令控制操作設備。其功能有：數據采集與處理、控制操作、報警、時鐘同步、遠動通訊等。

3 結語

寧鋼工業廠房屋頂光伏發電項目已投運8個月，目前運行狀況良好。它的投運既促進企業的節能減排，又降低了企業成本。但是利用現有工業廠房屋面建設光伏發電，存在著光伏陣列的安裝角度問題，影響了光伏陣列的利用率，還有生產區域中的粉塵和廢氣等對光伏板的污染，將會影響發電效率，需定期沖洗保持光伏板面的潔凈。廠房屋面上風大，光伏設備安全加固措施要保證，特別是防雷接地裝置必須可靠。總之，隨著我國政府對光伏發電的大力支持，利用工業廠房屋頂建設光伏發電，一定會有大的發展。

參考文獻：

[1]夏海東，周圣枝，楊曼.智能變電站屋頂光伏發電系統應用研究.湖北電力，2011.12.

[2]李超鋒.萬科總部大樓屋頂光伏發電技術應用分析.建筑節能，3013.7.endprint

【摘 要】 隨著人類社會的發展，傳統的能源日漸枯竭，太陽能作為一種可再生清潔能源，得到了廣泛的應用。本文以寧鋼工業廠房屋頂并網太陽能光伏發電系統為例，介紹了屋頂并網太陽能光伏發電系統的工程案例，并對其應用進行了分析。

【關鍵詞】 屋頂光伏發電 光伏組件 逆變器 并網

隨著人類社會的快速發展，人類對能源需求也在不斷的增長，但是傳統的化石燃料日漸枯竭，全球性的能源危機日趨加劇，加之近幾年我國出現的霧霾天氣，造成PM2.5嚴重超標，環境污染已嚴重影響了人們的正常生活，因此，尋求新的可再生能源替代傳統能源，已經得到了人們廣泛的共識，我國政府也已將此列入到國家可持續發展的戰略層面上。太陽能作為一種理想的可再生清潔能源，已在世界范圍得到了廣泛應用，其中利用太陽能光伏發電，特別是在建筑屋頂上的應用越來越廣泛。本文以寧鋼光伏發電能源合同管理項目為基礎，結合工程實際，對太陽能光伏發電在工業廠房屋頂上應用進行討論。

1 光伏發電系統簡介

本光伏發電工程是屬寧波市北侖區20MWp用戶側集中連片光伏發電項目的一部分，其利用我公司廠區內連鑄板坯庫和熱軋廠房屋面建設太陽能光伏發電系統，整套系統包括從光伏發電組件到10kV高壓并網開關，包含了光電轉換系統、直流系統、逆變系統、交流升壓系統等所有的子系統。

2.3 光伏組件的布置

結合連鑄板坯庫和熱軋廠屋面實際情況，光伏組件的布置采用固定式安裝方式，使用專用夾具固定座，將鋁合金導軌通過夾塊固定在屋面彩鋼瓦上，電池組件通過單、雙側專用壓塊固定在導軌上，與屋面平行鋪設。導軌與屋面彩鋼瓦聯結夾具采用角弛Ⅲ型板形鋁合金專用夾具。此安裝結構的優點是：支架系統簡單，安裝簡便，不破壞屋面彩鋼瓦的結構，有效解決了防水問題。根據屋面情況，將電池組件布設成不同的方陣，以20串16并或20串12并的組合接入每一個匯流箱，再將處于相同發電條件的7個（或9個）匯流箱接入直流配電柜。電池方陣間預留有電纜橋架安裝通道和日常維護通道。考慮到寧波地處沿海，特別是在臺風季節，廠房頂上風很大，為防止大風造成廠房屋面彩鋼瓦和電池組件的損壞，對有光伏組件安裝的廠房屋面彩鋼瓦采取抗風加固措施。

2.4 并網接入點的選擇

屋頂光伏發電系統在選擇并網接入點時，充分考慮熱軋廠房、連鑄板坯庫和煉鋼區域變電所的地理位置，并根據光伏組件在廠房屋頂的安裝容量的大小和布設，以及組網匯流后電纜的走向和長度，從節約電纜，降低電壓損失，同時方便日后的運行管理與設備維護，節省維運成本考慮，系統采用將熱軋廠房、連鑄板坯庫屋頂的光伏容量經匯流、逆變升壓后，通過1回出線接入煉鋼35kV區域變電所10kV的II段母線。

2.5 防雷接地

為了確保光伏發電系統設備的安全，本項目采取了以下防雷保護措施。（1）直擊雷的防護：將安裝在廠房屋頂上光伏發電系統包括所有電池組件的支架與廠房建筑的避雷帶可靠連接，以達到防雷擊的目的。 （2）感應雷的防護：太陽能光伏發電系統的雷電浪涌入侵途徑，除電池陣列外，還有配電線路和接地線等。在線路防雷設計上要求直流側的正負極均懸空，不接地，在匯流箱內設置浪涌保護器，防止雷電引起的線路過電壓，在并網接入控制柜中安裝避雷裝置，以防護從低壓配電線路侵入的雷電波及浪涌。所用機柜（逆變器、變壓器、并網開關柜等）分別通過兩處接地點與現有廠房接地系統可靠連接，接地電阻不大于1Ω。

2.6 監測系統

光伏發電監控系統包括站控層和就地層兩部分。站控層是光伏發電系統的監控、管理中心，就地層直接采集處理現場數據，通過網絡傳遞到站控層，同時接受站控層發來的指令控制操作設備。其功能有：數據采集與處理、控制操作、報警、時鐘同步、遠動通訊等。

3 結語

寧鋼工業廠房屋頂光伏發電項目已投運8個月，目前運行狀況良好。它的投運既促進企業的節能減排，又降低了企業成本。但是利用現有工業廠房屋面建設光伏發電，存在著光伏陣列的安裝角度問題，影響了光伏陣列的利用率，還有生產區域中的粉塵和廢氣等對光伏板的污染，將會影響發電效率，需定期沖洗保持光伏板面的潔凈。廠房屋面上風大，光伏設備安全加固措施要保證，特別是防雷接地裝置必須可靠。總之，隨著我國政府對光伏發電的大力支持，利用工業廠房屋頂建設光伏發電，一定會有大的發展。

參考文獻：

[1]夏海東，周圣枝，楊曼.智能變電站屋頂光伏發電系統應用研究.湖北電力，2011.12.

[2]李超鋒.萬科總部大樓屋頂光伏發電技術應用分析.建筑節能，3013.7.endprint

【摘 要】 隨著人類社會的發展，傳統的能源日漸枯竭，太陽能作為一種可再生清潔能源，得到了廣泛的應用。本文以寧鋼工業廠房屋頂并網太陽能光伏發電系統為例，介紹了屋頂并網太陽能光伏發電系統的工程案例，并對其應用進行了分析。

【關鍵詞】 屋頂光伏發電 光伏組件 逆變器 并網

隨著人類社會的快速發展，人類對能源需求也在不斷的增長，但是傳統的化石燃料日漸枯竭，全球性的能源危機日趨加劇，加之近幾年我國出現的霧霾天氣，造成PM2.5嚴重超標，環境污染已嚴重影響了人們的正常生活，因此，尋求新的可再生能源替代傳統能源，已經得到了人們廣泛的共識，我國政府也已將此列入到國家可持續發展的戰略層面上。太陽能作為一種理想的可再生清潔能源，已在世界范圍得到了廣泛應用，其中利用太陽能光伏發電，特別是在建筑屋頂上的應用越來越廣泛。本文以寧鋼光伏發電能源合同管理項目為基礎，結合工程實際，對太陽能光伏發電在工業廠房屋頂上應用進行討論。

1 光伏發電系統簡介

本光伏發電工程是屬寧波市北侖區20MWp用戶側集中連片光伏發電項目的一部分，其利用我公司廠區內連鑄板坯庫和熱軋廠房屋面建設太陽能光伏發電系統，整套系統包括從光伏發電組件到10kV高壓并網開關，包含了光電轉換系統、直流系統、逆變系統、交流升壓系統等所有的子系統。

2.3 光伏組件的布置

結合連鑄板坯庫和熱軋廠屋面實際情況，光伏組件的布置采用固定式安裝方式，使用專用夾具固定座，將鋁合金導軌通過夾塊固定在屋面彩鋼瓦上，電池組件通過單、雙側專用壓塊固定在導軌上，與屋面平行鋪設。導軌與屋面彩鋼瓦聯結夾具采用角弛Ⅲ型板形鋁合金專用夾具。此安裝結構的優點是：支架系統簡單，安裝簡便，不破壞屋面彩鋼瓦的結構，有效解決了防水問題。根據屋面情況，將電池組件布設成不同的方陣，以20串16并或20串12并的組合接入每一個匯流箱，再將處于相同發電條件的7個（或9個）匯流箱接入直流配電柜。電池方陣間預留有電纜橋架安裝通道和日常維護通道。考慮到寧波地處沿海，特別是在臺風季節，廠房頂上風很大，為防止大風造成廠房屋面彩鋼瓦和電池組件的損壞，對有光伏組件安裝的廠房屋面彩鋼瓦采取抗風加固措施。

2.4 并網接入點的選擇

屋頂光伏發電系統在選擇并網接入點時，充分考慮熱軋廠房、連鑄板坯庫和煉鋼區域變電所的地理位置，并根據光伏組件在廠房屋頂的安裝容量的大小和布設，以及組網匯流后電纜的走向和長度，從節約電纜，降低電壓損失，同時方便日后的運行管理與設備維護，節省維運成本考慮，系統采用將熱軋廠房、連鑄板坯庫屋頂的光伏容量經匯流、逆變升壓后，通過1回出線接入煉鋼35kV區域變電所10kV的II段母線。

2.5 防雷接地

為了確保光伏發電系統設備的安全，本項目采取了以下防雷保護措施。（1）直擊雷的防護：將安裝在廠房屋頂上光伏發電系統包括所有電池組件的支架與廠房建筑的避雷帶可靠連接，以達到防雷擊的目的。 （2）感應雷的防護：太陽能光伏發電系統的雷電浪涌入侵途徑，除電池陣列外，還有配電線路和接地線等。在線路防雷設計上要求直流側的正負極均懸空，不接地，在匯流箱內設置浪涌保護器，防止雷電引起的線路過電壓，在并網接入控制柜中安裝避雷裝置，以防護從低壓配電線路侵入的雷電波及浪涌。所用機柜（逆變器、變壓器、并網開關柜等）分別通過兩處接地點與現有廠房接地系統可靠連接，接地電阻不大于1Ω。

2.6 監測系統

光伏發電監控系統包括站控層和就地層兩部分。站控層是光伏發電系統的監控、管理中心，就地層直接采集處理現場數據，通過網絡傳遞到站控層，同時接受站控層發來的指令控制操作設備。其功能有：數據采集與處理、控制操作、報警、時鐘同步、遠動通訊等。

3 結語

寧鋼工業廠房屋頂光伏發電項目已投運8個月，目前運行狀況良好。它的投運既促進企業的節能減排，又降低了企業成本。但是利用現有工業廠房屋面建設光伏發電，存在著光伏陣列的安裝角度問題，影響了光伏陣列的利用率，還有生產區域中的粉塵和廢氣等對光伏板的污染，將會影響發電效率，需定期沖洗保持光伏板面的潔凈。廠房屋面上風大，光伏設備安全加固措施要保證，特別是防雷接地裝置必須可靠。總之，隨著我國政府對光伏發電的大力支持，利用工業廠房屋頂建設光伏發電，一定會有大的發展。

參考文獻：

[1]夏海東，周圣枝，楊曼.智能變電站屋頂光伏發電系統應用研究.湖北電力，2011.12.

[2]李超鋒.萬科總部大樓屋頂光伏發電技術應用分析.建筑節能，3013.7.endprint