光伏發電在城市軌道交通中的應用技術

秦士端

摘 要：海工混凝土結構出現腐蝕性破壞的情況，大多因為海水環境的影響，即海水氯離子滲透于混凝土鋼筋的表面，導致其鈍化膜保護作用喪失，出現一個較為復雜的電化學腐蝕情況。因此，為了有效減少和預防海水腐蝕對混凝土結構產生的消極影響，該文探討海工混凝土結構的腐蝕機理與相應的防腐措施，以供參考。

關鍵詞：地鐵 光伏發電 節能 組件 施工方法

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0090-02

近年來，北京城市軌道交通發展迅猛，到2020年運營里程將達到998.5 km，已成為緩解城市交通擁堵的最佳選擇和市民出行重要的公共交通工具。隨著科技的進步和社會的發展，人們在節約能源、減少排放、環境保護方面意識逐漸增強，在城市軌道交通系統中，節能減排、提高效益已勢在必行。

1 說明

北京軌道交通燕房線起點為燕化產業基地內的燕化站，終點為閻村北站。線路全長16.6 km（含房山線西延伸段2.2 km），均為高架線，全線共設車站9座，在停車場設置光伏發電系統。

燕房線光伏發電系統光伏組件安裝在北京軌道交通燕房線（主線）工程閻村北停車場停車列檢庫屋面上，選用JAP6 60-250/3BB型光伏組件共計2 400塊，項目容量為600 kWp。

燕房線光伏發電系統采用400 V低壓并網運行方式，光伏發電系統所發電能并入停車列檢庫內跟隨所400 V母線側。

2 光伏發電系統組成

燕房線停車場光伏發電系統容量為600 kWp，采用固定式太陽能電池方陣。600 kWp光伏發電系統共安裝2 400塊250 Wp太陽能電池組件，24臺直流匯流箱，2臺直流配電柜，6臺100 kW并網逆變器，2臺交流配電柜，1套綜合監控系統，充分利用光伏發電系統電氣原理。

3 光伏發電系統發電原理

光伏發電是指利用太陽能電池這種半導體電子器件的P-N結光生伏伏特效應原理有效地吸收太陽光輻射能，通過轉換裝置使之轉變成電能的直接發電方式，是當今太陽光發電的主流，具有可再生、無污染等優勢。

4 光伏發電系統施工方法

4.1 光伏組件支架安裝

（1）鋼支架安裝過程中不應強行敲打，不應氣割擴孔，熱鍍鋅支架現場不宜打孔，安裝過程中注意保護防腐層。（2）手動可調式支架調整動應靈活，高度角調節范圍應滿足設計要求。（3）光伏組件支架傾斜角度偏差不應大于±1°。（4）支架安裝的允許偏差應符合表1規定。（5）支架與預埋件之間安裝牢固、可靠。

4.2 光伏組件安裝

（1）安裝前準備：①支架安裝驗收合格。②光伏組件的外觀和各部件應完好無損。

（2）安裝符合下列要求：①光伏組件應按照設計圖紙的型號、規格進行安裝。②光伏組件固定螺栓的力矩值應符合設計文件的規定。③光伏組件安裝允許偏差應符合下表2規定。

（3）光伏組件間的接線要求：①光伏組件連接數量和路徑符合設計要求。②光伏組件間插接件應連接牢固。③外接電纜同插接件連接處應搪錫。④光伏組件組串后對組件串的開路電壓和短路電流進行測試。⑤光伏組件間連接線固定整體美觀。⑥同一組件或組件串正負極不得短接。

4.3 接地連接

（1）光伏系統電纜支架、線槽支架、光伏組件、鋼梁、梯架、均應可靠接地。（2）光伏設備室接地主干線制作同變電所接地，過門處應預埋接地扁鋼，扁鋼搭接長度為寬度的2倍，焊接連接時應3面搭焊，接地扁鋼應與接地極可靠連接，表面刷黃綠雙色漆。（3）光伏線槽支架應采用鍍鋅扁鋼全部連通并接地，連接方法為螺栓連接，搭接長度為扁鋼寬度的2倍，直線段隔50 m設置一處Ω型伸縮補償彎。（4）電纜井內電纜梯架與夾層內電纜支架、屋頂線槽支架用扁鋼連通接地，采用螺栓連接。（5）光伏組件應采用接地短連線串聯并可靠連接至線槽支架接地扁鋼。（6）鋼梁采用直徑φ10鍍鋅圓鋼與屋頂防雷網連接，搭接長度為圓鋼直徑的6倍，雙面施焊。

4.4 光伏設備基礎制作

（1）光伏設備預埋件及預留孔的位置和尺寸符合設計要求，預埋件固定牢固。（2）光伏設備預埋件基礎槽鋼安裝允許偏差符合下表3規定。（3）基礎槽鋼安裝后，頂部應高出裝修底面10 mm，基礎槽鋼應有明顯的接地。

4.5 匯流箱安裝

（1）匯流箱安裝前應檢查箱內元器件無損壞，連接線無松動，開關機及熔斷器斷開。（2）匯流箱進線端、出線端、接地端絕緣電阻不應小于20 MΩ。（3）匯流箱安裝位置符合設計要求，支架及固定螺栓采用防腐件。（4）匯流箱安裝垂直偏差應小于1.5 mm。（5）匯流箱內光伏組件串的電纜接引前，必須確認光伏組件側和逆變器側均有明顯斷開點。（6）匯流箱柜門應采用接地線與箱體連接。

4.6 逆變器及低壓配電柜安裝

（1）設備安裝方向符合設計規定，逆變器及基礎槽鋼固定牢固可靠。（2）逆變器應可靠接地，交流側接口處應有絕緣保護。（3）配電柜安裝標準參照變電所設備安裝允許誤差標準。

4.7 線槽安裝

（1）光伏線槽連接螺栓應防腐處理。（2）線槽連接處應用裸編織軟銅跨接地線連接。（3）線槽支架用扁鋼連接并可靠接地，線槽支架與鋼梁可靠焊接，焊點防腐處理。（4）電纜線槽直線段每30 m設置一處伸縮節，轉彎處應滿足電纜彎曲半徑要求。

4.8 電纜敷設

（1）電纜標志牌齊全、正確、清晰。（2）電纜固定、彎曲半徑、有關距離等應符合設計要求。（3）電纜防火措施應符合設計要求。（4）逆變器交流側和直流側電纜接線前應檢查電纜絕緣，校對電纜相序和極性。（5）逆變器直流側電纜接線前必須確認匯流箱側有明顯斷開點。

5 燕房線光伏發電系統運行情況

目前燕房線停車場光伏發電系統已投入運行，設備運行良好，已發電45萬kWh，年發電量50萬kWh以上。在城市軌道交通系統中，大大降低了運營成本，取得了優異的經濟效果及節能效果。

6 光伏市場推廣應用前景分析

城市軌道交通光伏發電系統發電節能技術研究，作為我國城市軌道交通領域的一種節能技術措施，節能效果明顯。目前節約能源、減少環境污染已經是社會的共識，軌道交通用電量大和環境污染已引起國內外軌道交通界的關注，在車輛段各單體建筑屋頂及高架線車站頂部設置光伏發電系統已成為現代軌道交通降低能耗技術發展的方向，也是城市軌道交通向綠色環保發展的必然趨勢。

在經濟上，它減少城市軌道交通運營電費的支出，也是城市軌道交通向經濟合理發展的必然要求。隨著全國各大中城市城市軌道交通的普及和發展，光伏發電在軌道交通領域具有廣闊應用前景。

參考文獻

[1] GB 50794-2012，光伏發電站施工規范[M].中國計劃出版社，2012.