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1 太陽能光電建築介紹
1.1太陽能光電建築的應用
太陽能光電建築是指將光伏發電與建築物相結合，在建築物的外圍結構表麵上布設光伏器件產生電力，從而使“建築物產生綠色能源”。
光伏與建築的結合有如下兩種方式，都可以通過並網逆變器、控製裝置與公共電網聯接起來組成並網發電係統。
（1）一種是建築與光伏係統相結合（如圖1），把封裝好的的光伏組件（平板或曲麵板）安裝在居民住宅或建築物的屋頂上，組成光伏發電係統；
（2）另外一種是建築與光伏器件相結合（如圖2），是將光伏器件與建築材料集成化，用光伏器件直接代替建築材料，即光伏建築一體化（BIPV），如將太陽光伏電池製作成光伏玻璃幕牆、taiyangnengdianchiwadeng，zheyangbujinkekaifaheyingyongxinnengyuan，haikeyuzhuangshimeihuaheweiyiti，dadaojienenghuanbaoxiaoguo，shijinhoudefazhanguangfujianzhuyitihuadequshi。
1.2太陽能光電建築的優點
從建築、技術和經濟角度來看，太陽能光電建築有以下諸多優點：
（1）可以有效地利用建築物屋頂和幕牆，無需占用寶貴的土地資源，這對於土地昂貴的城市建築尤其重要；
（2）可原地發電、原(yuan)地(di)用(yong)電(dian)，在(zai)一(yi)定(ding)距(ju)離(li)範(fan)圍(wei)內(nei)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)電(dian)站(zhan)送(song)電(dian)網(wang)的(de)投(tou)資(zi)。對(dui)於(yu)聯(lian)網(wang)戶(hu)用(yong)係(xi)統(tong)，光(guang)伏(fu)陣(zhen)列(lie)所(suo)發(fa)電(dian)力(li)既(ji)可(ke)供(gong)給(gei)本(ben)建(jian)築(zhu)物(wu)負(fu)載(zai)使(shi)用(yong)，也(ye)可(ke)送(song)入(ru)電(dian)網(wang)；
（3）nengyouxiaodijianshaojianzhunenghao，shixianjianzhujieneng。guangfubingwangfadianxitongzaibaitianyangguangzhaosheshifadian，gaishiduanyeshidianwangyongdiangaofengqi，congershuhuangaofengdianlixuqiu；
（4）光(guang)伏(fu)組(zu)件(jian)一(yi)般(ban)安(an)裝(zhuang)在(zai)建(jian)築(zhu)的(de)屋(wu)頂(ding)及(ji)牆(qiang)的(de)南(nan)立(li)麵(mian)上(shang)直(zhi)接(jie)吸(xi)收(shou)太(tai)陽(yang)能(neng)，因(yin)此(ci)建(jian)築(zhu)集(ji)成(cheng)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)不(bu)僅(jin)提(ti)供(gong)了(le)電(dian)力(li)，而(er)且(qie)還(hai)降(jiang)低(di)了(le)牆(qiang)麵(mian)及(ji)屋(wu)頂(ding)的(de)溫(wen)升(sheng)；
（5）並網光伏發電係統沒有噪音、沒有汙染物排放、不消耗任何燃料，具有綠色環保概念，可增加樓盤的綜合品質。
1.3光伏與建築結合的幾種安裝方式
財政補貼將重點支持太陽能光電建築一體化安裝且發電主要用於解決建築用能的項目，從項目類型上主要包括三類：
一是建材型，指將太陽能電池與瓦、磚、卷材、玻璃等建築材料複合在一起成為不可分割的建築構件或建築材料，如光伏瓦、光伏磚、光伏屋麵卷材、玻璃光伏幕牆、光伏采光頂等；
二er是shi構gou件jian型xing，指zhi與yu建jian築zhu構gou件jian組zu合he在zai一yi起qi或huo獨du立li成cheng為wei建jian築zhu構gou件jian的de光guang伏fu構gou件jian，如ru以yi標biao準zhun普pu通tong光guang伏fu組zu件jian或huo根gen據ju建jian築zhu要yao求qiu定ding製zhi的de光guang伏fu組zu件jian構gou成cheng雨yu篷peng構gou件jian、遮陽構件等；
三是與屋頂、牆麵結合安裝型，指在平屋頂上安裝、坡屋麵上順坡架空安裝以及在牆麵上與牆麵平行安裝等形式。
2 並網發電係統設計方案介紹
2.1並網發電方式介紹
目mu前qian，太tai陽yang能neng光guang電dian建jian築zhu的de發fa電dian係xi統tong設she計ji容rong量liang可ke以yi從cong幾ji千qian瓦wa到dao幾ji百bai千qian瓦wa，甚shen至zhi上shang兆zhao瓦wa，由you於yu國guo內nei的de光guang伏fu與yu建jian築zhu結jie合he形xing式shi各ge種zhong各ge樣yang，設she備bei的de選xuan型xing需xu根gen據ju光guang伏fu陣zhen列lie安an裝zhuang的de實shi際ji情qing況kuang（如組件規格、安裝朝向等）進行優化設計，大致可分為兩種並網發電方式。
（1）集中式並網發電
這zhe種zhong並bing網wang方fang式shi適shi合he於yu在zai建jian築zhu物wu上shang安an裝zhuang朝chao向xiang相xiang同tong且qie規gui格ge相xiang同tong的de光guang伏fu陣zhen列lie，在zai電dian氣qi設she計ji時shi，采cai用yong單dan台tai逆ni變bian器qi集ji中zhong並bing網wang發fa電dian方fang案an實shi現xian聯lian網wang功gong能neng，如ru圖tu3所示。
（2）分布式並網發電
這zhe種zhong並bing網wang方fang式shi適shi合he於yu在zai建jian築zhu物wu上shang安an裝zhuang不bu同tong朝chao向xiang或huo不bu同tong規gui格ge的de的de光guang伏fu陣zhen列lie，在zai電dian氣qi設she計ji時shi，可ke將jiang同tong一yi朝chao向xiang且qie規gui格ge相xiang同tong的de光guang伏fu陣zhen列lie通tong過guo單dan台tai逆ni變bian器qi集ji中zhong並bing網wang發fa電dian，采cai用yong多duo台tai逆ni變bian器qi分fen布bu式shi並bing網wang發fa電dian方fang案an實shi現xian聯lian網wang功gong能neng，如ru圖tu4所示。
2.2光伏陣列彙流的設計
為(wei)了(le)減(jian)少(shao)直(zhi)流(liu)側(ce)電(dian)纜(lan)的(de)接(jie)線(xian)數(shu)量(liang)，提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)發(fa)電(dian)效(xiao)率(lv)，大(da)型(xing)的(de)光(guang)伏(fu)並(bing)網(wang)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)設(she)計(ji)光(guang)伏(fu)陣(zhen)列(lie)彙(hui)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)，該(gai)裝(zhuang)置(zhi)就(jiu)是(shi)將(jiang)一(yi)定(ding)數(shu)量(liang)的(de)電(dian)池(chi)串(chuan)列(lie)彙(hui)流(liu)成(cheng)1路直流輸出。
太陽能光伏電站主要由光伏電池陣列、彙流箱、低壓直流櫃、逆變櫃、交流低壓櫃、升壓變壓器等組成，最後產生的高壓交流直接並入電網。針對每個環節電力參數檢測的需要，安科瑞公司推出了AGF係列光伏彙流采集裝置、PZ係列直流檢測儀表及ACR係列電力質量分析儀，分別應用於彙流箱、直流櫃及交流櫃中，並通過Acrel-2000 V8.0光伏發電監測係統實現後台集中監控。
2.2.1 APV-M係列智能光伏彙流箱
在光伏發電係統中，數量龐大的光伏電池組件進行串並組合達到需要的電壓電流值，以使發電效率達到最佳。APV-M係xi列lie智zhi能neng光guang伏fu彙hui流liu箱xiang主zhu要yao作zuo用yong就jiu是shi對dui光guang伏fu電dian池chi陣zhen列lie的de輸shu入ru進jin行xing一yi級ji彙hui流liu，用yong於yu減jian少shao光guang電dian池chi陣zhen列lie接jie入ru到dao逆ni變bian器qi的de連lian線xian，優you化hua係xi統tong結jie構gou，提ti高gao可ke靠kao性xing和he可ke維wei護hu性xing。在zai提ti供gong彙hui流liu防fang雷lei功gong能neng的de同tong時shi，還hai監jian測ce了le光guang電dian池chi板ban運yun行xing狀zhuang態tai，彙hui流liu後hou電dian流liu、電壓、功率，防雷器狀態、直流斷路器狀態采集，繼電器接點輸出等功能，並帶有風速、溫度、輻照儀等傳感器接口功能供客戶選擇，裝置標配有RS485接口，可以把測量和采集到的數據上傳到監控係統。
2.2.1.1 產品特點
◆符合《CGC/GF002：2010》光伏方陣彙流箱技術規範
◆防水等級為IP65，滿足室內外安裝要求
◆測量元件采用霍爾傳感器，隔離測量最大16路輸入
◆光伏專用熔斷器，耐壓DC1kV，熔斷電流可選擇
◆可選電壓測量功能，最高測量電壓DC1kV
◆提供外部傳感器輸入接口，可測量輻照、溫度、風速等
◆具有RS485通訊接口，使用Modbus-RTU通訊協議
◆多種供電方式（DC24V、AC/DC220V、DC880V）可選擇，適用於家用屋頂太陽能或大型光伏電站應用
◆可根據客戶需求配用國外ABB等廠家的光伏專用直流斷路器，光伏專用直流熔斷器、防雷保護器等等。
2.2.1.2 產品功能
◆光伏電池串開路報警，狀態檢測
◆帶開關量輸入，用於采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點狀態
◆帶繼電器輸出，可以設定為點動方式，用於驅動直流斷路器的自動分合閘
◆提供溫度、輻照、風速等類型傳感器輸入接口
◆可輸出DC24V電源給外部傳感器供電
◆就地數碼管循環顯示每通道的輸入電流，並具有自動關閉節能顯示模式
2.2.1.3 技術參數
2.2.2 光伏電站電力監控係統
Acrel-2000 V8.0光伏發電監測係統是上海安科瑞電氣股份有限公司針對太陽能發電係統開發的軟件平台，可對太陽能光伏電站裏的電池陣列、彙流箱、逆變器、交直流配電櫃、太陽跟蹤控製係統等設備進行實時監測和控製，通過各種樣式的圖表及數據快速掌握電站的運行情況，其友好的用戶界麵、強大的分析功能、完善的故障報警確保了太陽能光伏發電係統的完全可靠和穩定運行。
2.2.2.1 光伏發電監測係統軟件功能
●實時監測太陽能電池板的電壓、電流及其運行狀況
●防雷器狀態、斷路器狀態采集與顯示
●實時監控逆變器工作狀態，監測其故障信息
●係統詳細運行參數顯示
●故障記錄及報警
●具有電量累計、係統分析、曆史記錄功能
●簡單易用的參數設置功能
●係統輸出電流、電壓，瞬時發電功率、累計發電量，CO2、SO2減排量
2.2.2.2 軟件界麵
係統運行主畫麵
監控係統提供功能選擇畫麵，並對光伏陣列現場環境進行實時監測與顯示，如室外溫度值、濕度百分比、光照度及陣列表麵溫度值等；
彙流監測係統畫麵
監控係統可分區域實時監測各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息，並對故障點進行異常顯示與報警提示；
逆變器監測畫麵
監控係統可繪製顯示逆變器電壓―時間曲線、功率―時間曲線等，直流側輸入電流實時曲線、交流側逆變輸出電流曲線，並采集與顯示日發電量等電參量；
事件記錄監測畫麵
監控係統可針對光伏發電現場的各種事件進行記錄，如：通訊采集異常、開關變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，並可對越限報警進行更改設置；
曲線、棒圖分析畫麵
監控係統對光伏發電的發電量可形成月棒圖及年度棒圖顯示，並折算成二氧化碳、二氧化硫減排量值；並可查看太陽輻射強度趨勢曲線、風速變化趨勢曲線顯示
3 國內光伏建築一體化的應用案例
3.1上海臨港新城兆瓦級光伏電站
3.2上海世博會園區中國館和主題館MW級光伏並網發電係統
3.3奧運鳥巢105kW光伏並網電站
3.4上海太陽能工程中心MW級光伏電站
3.5上海虹橋樞紐6.68兆瓦光伏電站
參考文獻：
[1]上海安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2011.10版.
[2]陽光電源股份有限公司產品手冊
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