摘要：随着社会的快速发展，对于能源的需求也日益增多，然而传统的火电、水电等发电及能源方式都会带来一系列的环境问题，严重影响人们的生活质量。加大对于可再生能源的开发利用，减少化石能源的利用是现今乃至今后一段时间能源发展的重点。太阳能发电技术是可再生能源发展的重点方向之一，经过多年的发展，太阳能发电已经形成了以太阳能光发电与太阳能热发电为主的两种基本发电技术，做好太阳能发电技术的应用关键是要解决好太阳能设备的独立运行与设备的安全并网运行。本文将在分析太阳能电站组成的基础上对独立型太阳能光伏发电站的建设过程及注意事项进行分析阐述。
关键词：太阳能光伏发电系统；安装工艺
1 太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵、控制器和逆变器组成。
（1）太阳能电池方阵
在有光照（无论是太阳光还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，如同
一个能量转换器。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
（2）控制器
控制器对整个系统实施过程控制，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，控制器还应具备温度补偿的功能。
（3）逆变器
由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，当负载是交流负载时，逆变器是将直流电转换成交流电的必不可少的设备。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电；并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统；正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
2 太阳能光伏系统设计
2.1影响设计的诸多因素
太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度（即大气质量）、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响，其能量在一日、一月和一年内都有很大的变化，甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。太阳能电池方阵的光电转换效率，受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池电压浮动的影响，而这三者在一天内都会发生变化，所以太阳能电池方阵的光电转换效率也是变量。蓄电池组也是工作在浮充电状态下的，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。太阳能电池充放电控制器由电子元器件制造而成，它本身也需要耗能，而使用的元器件的性能、质量等也关系到耗能的大小，从而影响到充电的效率等。负载的用电情况，也视用途而定，如通信中继站、无人气象站等，有固定的设备耗电量。而有些设备如灯塔、航标灯、民用照明及生活用电等设备，用电量是经常有变化的。
2.2太阳能光伏系统设计方案
2.2.1光伏离网系统设计计算
系统设计计算应包括：蓄电池选型计算、太阳能组件选型计算、控制器选型计算、逆变选型计算等，这些计算可根据用户的要求来提供。
①蓄电池容量的计算
在独立供电系统中储能主要依靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量的简单计算可利用下面的公式
Cbat=负载耗电量×备电时间÷系统电压÷逆变效率÷放电深度
浅循环蓄电池的放电深度：0.5；深循环蓄电池放电深度：0.7；逆变效率：0.9。
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②太阳能组件容量的计算
太阳能组件容量的计算可依据下面的公式：
光伏方阵总功率=每天用电量÷标准日照÷系统转换效率
考虑到供电的可靠性，对求得的组件容量进行修正，一般容量扩大5%-15%，本系统计算中取容量扩大10%。
③太阳能控制器容量的计算
输入电流=组件的峰值电流×并联块数×安全系数
④逆变器容量的计算
由于我国当地的用电电压为AC220V，所以选择输出电压为AC220V的离网逆变器，考虑到用户负载中有感性负载，在启动过程时有较大的冲击电流，同时考虑系统的临时增加负载的情况，所以逆变器功率应相对选择较大的。
2.2.2光伏并网系统设计
本设计在遵循技术先进、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。
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。
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。
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。
并网系统设计根据有效面积计算实际安装太阳能电池组件的容量，并根据此计算选配逆变器的参数，计算方法和离网系统计算大致相同。在并网系统里没有蓄电池和控制器，太阳能电池组件发出的电能经过逆变后直接并入电网。
3 独立型太阳能光伏发电系统安装主要要点
3.1 独立型太阳能光伏发电系统的设计及建设顺序
独立型太阳能光伏发电系统的设计及建设顺序如图1所示。
3.2 独立型太阳能光伏发电系统支架基础施工
独立型太阳能光伏发电系统电池方阵基座应当使用混凝土浇筑而成，对于混凝土基座的离地高度和水平偏差需要符合设计要求规范，电池方阵基座选用地脚螺栓进行固定，埋设与外漏需符合设计规范要求，在完成地脚螺栓的混凝土浇筑固定后需要养护至少5天以上确保其凝固强度后才能完成对于独立型太阳能光伏发电系统机架的安装。
在独立型太阳能光伏发电系统太阳能支架安装时需要注意：（1）对于独立型太阳能光伏发电系统方阵机架的方位角和倾斜角需要满足设计要求。（2）在安装独立型太阳能光伏发电系统的机架时，要注意需要将底部的水平度控制在3mm/m的范围内，当水平度超出允许范围内时应当使用垫铁进行调平。（3）独立型太阳能光伏发电系统机架的固定部分表面应尽可能使其平整避免其对电池片造成损坏。（4）对于独立型太阳能光伏发电系统机架的固定部分应加装防松垫片提高其连接的可靠性。（5）对于独立型太阳能光伏发电系统中带有对日跟踪装置的太阳能电池方阵，应对跟踪装置进行定期的检查，确保其向日性能。（6）对于独立型太阳能光伏发电系统机架与地面的角度可以固定也可以根据季节的变化进行相应的调整，以使得太阳能面板能够极可能的增大太阳光的接受面积和光照时间，提高独立型太阳能光伏发电系统的发电效率。
结束语：综上所述，就太阳能光伏发电系统安装工艺这方面而言，不仅为社会节约了能源，还为减少污染做出了巨大的贡献，太阳能源这项发电系统还是存在不完善的地方，相信在以后的日子中，通过科学技术人员的不断努力，这项技术会成为最重要的一项技术之一。
参考文献：
[1]冯垛生 太阳能发电原理与应用 人民邮电出版社 2007（7）：9
[2]崔容强 并网型太阳能光伏发电系统 中国建筑工业出版社 2007（2）：69-72
[3]王长贵 世界光伏发电技术现状与发展趋势 新能源 2000（1）：22
论文作者:关卜凡
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：太阳能论文; 系统论文; 太阳能电池论文; 光伏论文; 逆变器论文; 独立论文; 方阵论文; 《电力设备》2018年第27期论文;