1.概述

近年來，在我國“雙碳”戰(zhàn)略下，光伏電站建設(shè)呈現(xiàn)暴漲形式。主要是因為光伏電站采用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，具有無污染、可再生等特點，能夠利用任何有陽光的閑置區(qū)域，包括地面、樓頂、側(cè)立面和陽臺等，廣泛應(yīng)用在商場、醫(yī)院、住宅區(qū)、工廠、學(xué)校和企事業(yè)單位屋頂?shù)鹊亍Ｆ渲?，?yīng)用最為廣泛的是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。

2.分布式發(fā)電系統(tǒng)介紹及構(gòu)成

分布式光伏發(fā)電特指采用光伏組件，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，它倡導(dǎo)就近發(fā)電，就近并網(wǎng)，就近轉(zhuǎn)換，就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量，同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。

（1）太陽能電池組件

太陽能電池組件是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一，目前應(yīng)用較為廣泛的太陽能電池組件是結(jié)晶硅組件，用鋼化玻璃、EVA及TPT熱壓密封而成，并加裝鋁合金邊框，具有抗風(fēng)、抗冰雹、便于安裝等特點。太陽能電池通常由高純硅材料制成，是一種半導(dǎo)體PN結(jié)器件。按照發(fā)電效率由高至低的順序分為非晶硅薄膜太陽能電池、多晶硅電池、單晶硅電池和薄膜復(fù)合晶硅電池。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，存儲到蓄電池或推動負載工作。

（2）逆變器

光伏并網(wǎng)逆變器是一種將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電子器件，可以將光伏（PV）太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電（AC）的逆變器，可以反饋回商用輸電系統(tǒng)，或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。光伏逆變器是光伏陣列系統(tǒng)中重要的系統(tǒng)平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供電的設(shè)備使用。太陽能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能，例如最大功率點追蹤及孤島效應(yīng)保護的機能。

（3）蓄電池

其主要功能是存儲光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能，并在日照量不足，夜間以及應(yīng)急狀態(tài)下為負載供電。常用的儲能電池有鉛酸蓄電池，堿性蓄電池，鋰電池，超級電容，它們分別應(yīng)用于不同場合或者產(chǎn)品中，目前應(yīng)用最廣是鉛酸蓄電池，發(fā)展最快的是鋰電池，目前主要有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池（鎳鈷錳酸鋰LiNiCoMn）。

（4）并網(wǎng)箱

主要由箱體、電源開關(guān)、并網(wǎng)接觸器、保護裝置、監(jiān)控裝置以及通信設(shè)備等組成。是供光伏電站直接向電網(wǎng)饋電之用的電氣設(shè)備，是光伏發(fā)電系統(tǒng)中重要的組成部分。主要功能為將光伏電站產(chǎn)生的電能進行整流、變流、濾波等處理，并將其直接投入到電網(wǎng)中。同時，光伏電路并網(wǎng)箱還能進行功率調(diào)節(jié)、保護裝置的設(shè)置以及電網(wǎng)監(jiān)控等功能。

（5）光伏支架

光伏支架是支撐光伏電站組件的骨骼，可以將光伏組件固定在屋頂、地面、水面等各種光伏電站應(yīng)用場景，可以使光伏電站穩(wěn)定運行25年時間。是由鋅鋁鎂材質(zhì)的U型鋼或C型鋼及支撐連接配件等組合而成，不僅可以輕易搬運和組裝，還具有易維護、使用壽命長、經(jīng)濟成本低等優(yōu)點，是光伏電站不可或缺的材料配件之一。

3.解決方案

以戶用光伏為例

（1）確定安裝容量

根據(jù)可用面積估算電站的容量，電站不能有建筑、樹木遮擋形成陰影。

（2）選擇并網(wǎng)模式

有自發(fā)自用、余電上網(wǎng)（發(fā)電自用，用不完的賣給電網(wǎng)，適合用電量較大的家庭）和全額上網(wǎng)（發(fā)的電全部賣給電網(wǎng)，適合農(nóng)村租賃市場）兩種模式，根據(jù)自身情況進行選擇。

（3）光伏組件選擇

根據(jù)項目需求、成本、轉(zhuǎn)換效率和可用面積等因素，選擇組件。

（4）逆變器選擇

需要綜合考慮所負載的電器最大的功率和每天的用電量，如果需要將光伏逆變器接入一個5千瓦的電器設(shè)備中，那么需要選擇功率大于5千瓦的逆變器。

（5）選擇并網(wǎng)配電箱

需要了解用戶所需，盡量采用國內(nèi)知名廠家的國產(chǎn)柜型。

（6）選擇交直流線纜

直流電纜要求：直流電纜一般選擇光伏認證專用線纜，目前常用的是PV1-F1*4mm。光伏陣列到逆變器的直流電纜長度應(yīng)盡可能短，以減少線纜上的功率損耗。

交流電纜要求：交流線纜一般選用YJV型電纜，根據(jù)逆變器最大輸出電流，查詢線纜載流量，可確定線纜的型號。

（7）組件排布

組件安裝朝南可以獲得最大的發(fā)電量，需要找到最佳安裝傾角，可使用角度測量儀測量。應(yīng)當借助方案設(shè)計模擬軟件模擬運行，確保冬至日早上9點至下午3點太陽能電池方陣不被遮擋。

（8）選擇支架

支架材質(zhì)使用不銹鋼或者熱鍍鋅鋼材，以起到防腐的目的。還要保證組件的朝向和最佳傾角，以及底部高度，考慮到雨水濺落和組件浸水等問題。

（9）接地保護

電氣接地系統(tǒng)包括：組件邊框接地、逆變器接地、配電柜接地。

組件接地： 組件的鋁合金邊框與支架進行連接，再通過引下線完成可靠接地。

逆變器接地：交流接線端子的PE端和機箱外殼的PE接地。

配電柜接地：使用接地線連至接地排上或者就近框架接地。

（10）防雷接地

光伏電站因安裝在建筑頂部，容易遭受雷擊，需要安裝防雷接地，將浪涌電流導(dǎo)引至地下起到保護系統(tǒng)的作用。