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彩钢板屋顶光伏发电的影响及阵列设计

人气:发表时间:2017-11-06
1、前言
2013年6月14日,国务院总理主持召开国务院常务会议,会上部署大气污染防治十条措施,颁布纾困光伏中企的国六条措施,并特别针对光伏企业,提出“做优做强”的观念。2013年6月16日,在北京召开的关于分布式光伏发电示范区工作会议中,国家能源局办颁布了《分布式光伏发电示范区工作方案》。
彩钢板
2、开展分布式光伏屋顶示范区发电意义
分布式光伏屋顶示范区即利用彩钢板屋顶通过安装太阳能电池板进行太阳能光伏发电,全部自发自用。太阳能发电有利于加快能源结构调整的步伐,加大清洁能源供应,弥补保定一次能源短缺的不足。
示范区项目,利用太阳能发电,每发1万度电就可以替代约4吨标准煤,减少因火力发电产生的污染物排放。此示范区分布式光伏发电项目25年共计节约燃煤59.86万吨、减排CO2:155.64万吨、减排SO2:1.3万吨、减排氮化物:0.59万吨。
示范区建设涉及到工商企业、学校和商超等公共场所、居民用户等领域,覆盖面广、受众多,调动各方人士参与分布式光伏电站建设的积极性,有利于将”节约、绿色消费方式和生活习惯“普及给大众,动员全民参与环境保护和监督。
3、对彩钢板屋顶光伏发电的影响因素
在对彩钢板屋顶进行光伏发电设计时需要考虑以下几个因素:
(1)气象条件影响分析
分布式光伏发电示范项目选用逆变器的工作环境温度范围为-25℃-60℃,选用太阳能电池组件的工作范围为-40℃-85℃。正常情况下,太阳能电池组件的板面工作温度比环境温度高30℃左右。
一般需要根据示范项目所在地区最低最高气温数据进行校核,太阳能电池组件和逆变器的工作温度可控制在允许范围内。
(2)风速影响分析
当太阳能电池组件周围的空气处于流动状态时,可增强组件的强制对流散热,降低太阳能电池组件板面工作温度,从而在一定程度上提高发电量。但由于太阳能电池组件迎风面积较大,当风速过高时,支架设计必须考虑风荷载的影响。并以太阳能电池组件支架及基础等的抗风能力在21m/s风速下不损坏为基本原则。
(3)雷暴的影响
根据太阳能电池组件布置的区域面积及运行要求,合理设计防雷接地系统。
(4)降雪的影响
降雪天气时,太阳辐射也会相应降低,会直接影响太阳能组件的工作,降雪后由于积雪的覆盖也会导致太阳能电池组件所接受的太阳辐量降低,对光伏系统的发电量有一定影响。需考虑采取电池组件积雪清除的措施。
4、太阳能电池组件支架方案的设计原则
太阳能电池组件支架安装布置于钢结构彩钢屋面。太阳能电池组件支架按风荷载、雪荷载最不利组合考虑,支架各部分按构件进行相关计算及截面选型,支架设计做到安全可靠、经济合理。
对于轻钢结构厂房屋面,为了充分利用屋顶面积,增加光伏装机容量,光伏组件通过扣件与屋面压型钢板连接。用250Wp多晶硅普通电池组件加铝合金龙骨等附件重量为17.0kg/m²,组件方阵安装方式为间隔安装,此种安装方式可降低部分平均荷载,因此满足光伏组件铺设要求,结构做法见下图:
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