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光能發(fā)電是當(dāng)今世界的尖端科技，將為全人類徹底解決“能源危機(jī)”“環(huán)境污染”和“可持續(xù)發(fā)展”等三大世界難題，將做出歷史性、跨世代的偉大貢獻(xiàn)，將為人類利用新能源、新技術(shù)方面進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代，在現(xiàn)實(shí)的發(fā)展中存在這若干的核心問題。

　　1太陽能資源數(shù)據(jù)及評(píng)估

　　1.1太陽能資源數(shù)據(jù)

　　太陽能輻射數(shù)據(jù)可以從縣級(jí)氣象臺(tái)取得，也可以從國(guó)家氣象局取得。從氣象局取得的數(shù)據(jù)為水平面的輻射數(shù)據(jù)，包括：水平面總輻射、水平面直接輻射和水平面散射輻射。

　　太陽能資源數(shù)據(jù)主要包括：各月的太陽能`總輻射量（輻照度）或太陽能總輻射量和輻射強(qiáng)度的每月日平均值。與其相關(guān)的氣候狀況的數(shù)據(jù)主要包括：年平均氣溫，年平均最高氣溫，年平均最低氣溫，一年內(nèi)最長(zhǎng)連續(xù)陰天數(shù)（含降水或降雪天），年平均風(fēng)速，年最大風(fēng)速，年冰雹次數(shù)，年沙暴日數(shù)。其中，太陽能總輻射量的各月數(shù)值是必不可少的。此外，還應(yīng)提供上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)最近5~10年的累計(jì)數(shù)據(jù)，以評(píng)估太陽能資源數(shù)和氣候狀況數(shù)據(jù)的有效性。

　　1.2太陽能資源數(shù)據(jù)有效性的評(píng)估

　　將氣象臺(tái)或相關(guān)部門提供的太陽能資源數(shù)據(jù)用于光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在某些情況下仍需對(duì)其有效性進(jìn)行評(píng)估。

　　首先，當(dāng)一個(gè)具體場(chǎng)地的太陽能資源數(shù)據(jù)不夠完整或缺少多年的累積數(shù)據(jù)，就必須對(duì)太陽輻射的有效性和量值進(jìn)行評(píng)估。

　　其次，雖然當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源數(shù)據(jù)比較完整，而且太陽輻射情況也較好，但由于候選場(chǎng)地處于多山地區(qū)或附近存在明顯影響太陽輻射的地形地貌。在這種情況下要通過研究候選場(chǎng)地周圍鄰近地區(qū)的平均數(shù)據(jù)變化，來評(píng)估當(dāng)?shù)靥柲苜Y源數(shù)據(jù)的有效性。

　　再次，從氣象部門得到的數(shù)據(jù)是水平面的數(shù)據(jù)，包括：水平面直接輻射和水平面散射輻射，從而得到水平面上總輻射量數(shù)據(jù)。但是，在太陽能光伏發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用中，為了得到更多的發(fā)電量和電池組件自清潔的需要，固定安裝的方陣通常是傾斜的，這就需要計(jì)算得出傾斜面上的太陽能輻射量（通常要大于水平面上的輻射量）。但是，這一計(jì)算過程非常復(fù)雜，所以人們常常直接采用水平面上的數(shù)據(jù)，或者采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單換算，這對(duì)計(jì)算的精度產(chǎn)生了影響。近些年來，已經(jīng)開發(fā)了一些軟件，不但可以方便地解決這些計(jì)算問題，其數(shù)據(jù)庫(kù)中還往往儲(chǔ)存大量不同地區(qū)的太陽能輻射數(shù)據(jù)，有些還具有光伏系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)功能。

　　2光伏系統(tǒng)的選址和場(chǎng)地評(píng)估

　　2.1在光伏系統(tǒng)選址時(shí)需消除陰影影響

　　太陽能電池依賴于日光照射而發(fā)電，當(dāng)投射到電池板上的日光被遮擋時(shí)，方陣功率輸出特性將受到嚴(yán)重影響，在電池板上的一個(gè)小小陰影也能夠使其性能大大降低，因此，在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝過程中仔細(xì)地確定陽光通路和避開陰影，對(duì)保證方陣的額定功率和降低光伏系統(tǒng)發(fā)電成本極為重要。

　　場(chǎng)地出現(xiàn)的陰影經(jīng)常來自樹木、草木、附近的建筑，還有太陽收集器的撐桿和金屬線等。作為一般原則，確定從上午9點(diǎn)～下午3點(diǎn)沒有陰影為好。在冬季的月份當(dāng)太陽的仰角低，電池板被遮擋經(jīng)常是一個(gè)比較大的問題，應(yīng)引起光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和光伏電站運(yùn)行人員的重視。中國(guó)位于地球的北半球，對(duì)太陽能電池方陣發(fā)電最不利的陰影出現(xiàn)在12月21日（即冬至）前后一段時(shí)間。

　　為消除陰影影響，選擇場(chǎng)地后必須確認(rèn)以下條件是否滿足：（1）在一年的任何月份，投向太陽能電池方陣的陽光都不會(huì)被遮擋;（2）每天上午9點(diǎn)～下午3點(diǎn)太陽能電池板上無陰影;（3）識(shí)別上午9點(diǎn)~下午3點(diǎn)遮擋太陽能電池方陣的障礙物，消除陰影來源;（4）如無法消除產(chǎn)生陰影的因素，也可考慮移動(dòng)太陽能電池方陣或增加容量，以彌補(bǔ)由于陰影造成的損失。

　　2.2光伏系統(tǒng)場(chǎng)地的評(píng)估

　　在對(duì)光伏系統(tǒng)場(chǎng)地評(píng)估時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行以下評(píng)估。

　?。?）一般日照條件評(píng)估

　　當(dāng)依據(jù)要求收集到候選場(chǎng)地的太陽能資源數(shù)據(jù)后，還應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)觀察場(chǎng)地附近地障礙物，評(píng)估太陽陰影對(duì)太陽能電池方陣發(fā)電的影響，并提出避開障礙物或移開障礙物的建議。通過在屋頂、墻上或院子里或直接觀測(cè)，為滿足方陣的全年日照條件尋找一個(gè)最佳方位。

　　在北半球正南是太陽能電池方陣最基本的方位。如果確保方陣面向正南或0°方位角，則每天的日照性能將是最好的。然而，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯挠绊懖⒆屑?xì)評(píng)價(jià)，例如：如杲場(chǎng)地附近早晨有霧籠罩，則需要調(diào)整方陣略微偏向西南，以獲取滯后中午一段時(shí)間的更為有效的太陽輻射。

　?。?）測(cè)算方陣運(yùn)行時(shí)間

　　太陽能電池方陣接受陽光照射時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)每日可發(fā)出的電能就越多。因此當(dāng)方陣在場(chǎng)地的方位和高度初步確定后，需要評(píng)估和測(cè)定太陽能電池板在不同季節(jié)里每日的可運(yùn)行時(shí)間。

　　（3）太陽窗

　　在評(píng)價(jià)場(chǎng)地時(shí)，必須選擇一個(gè)日照好、全天無陰影的時(shí)間作為太陽能電池方陣的運(yùn)行時(shí)間。這個(gè)最適宣的時(shí)間區(qū)間稱為“大陽窗”。

　　“太陽窗”概念可以放映場(chǎng)地的日照時(shí)間和路徑狀況。依據(jù)場(chǎng)地日照條件的不同，太陽窗可以選在上午9點(diǎn)~下午3點(diǎn)，也可以選在上午8:20～下午3:20等。在夏季里，太陽升起早日落卻很晚，日照時(shí)問比冬季要長(zhǎng)得多，因此夏季的太陽窗比冬季的太陽窗開得天也就是方陣的可運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。太陽窗大小除受季節(jié)影響外，還與場(chǎng)地周圍的環(huán)境條件有關(guān)：例如：場(chǎng)地東西兩側(cè)的高山、樹林和高大建筑物等都會(huì)減少太陽能電池方陣的運(yùn)行時(shí)間。一年四季的太陽窗時(shí)間是不同的。欲準(zhǔn)確地測(cè)定太陽窗，首先需要向氣象部門詢問當(dāng)?shù)夭煌竟?jié)日出、日落時(shí)的太陽方位角和正午的太陽高度角，然后再根據(jù)場(chǎng)地的具體條件加以修正。如果僅需要近似的場(chǎng)地“太陽窗”時(shí)間，則通過目測(cè)即可。

　　如果僅從日照的時(shí)間長(zhǎng)短評(píng)價(jià)場(chǎng)地，則”太陽窗“時(shí)間段達(dá)到上午9點(diǎn)～下午3點(diǎn)已經(jīng)滿足光伏系統(tǒng)發(fā)電條件。當(dāng)”太陽窗“時(shí)間段達(dá)到上午10點(diǎn)～下午2點(diǎn)時(shí)，說明該場(chǎng)之妁日照時(shí)間太短，應(yīng)檢查或清除周圍的障礙物或者考慮另外選擇場(chǎng)地。

（4）運(yùn)輸條件

　　安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)考慮交通和運(yùn)輸條件，附近應(yīng)有公路，便于光伏組件、控制柜、蓄電池等沒備的運(yùn)輸。如果卡車不能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，至少農(nóng)用車可以到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

　?。?）供電條件

　　安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)離供電村莊較近，供電半徑不應(yīng)超過l千米，要考慮運(yùn)行人員來往方便、低壓電纜的輸電損耗，另外要對(duì)供電負(fù)荷及增容潛力等作詳細(xì)調(diào)研。對(duì)于離網(wǎng)獨(dú)立村落電站，電網(wǎng)在短期內(nèi)不會(huì)延伸至此，以免不必要的重復(fù)建設(shè)和將來的電站搬遷等問題。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　3選定蓄電池容量和蓄電池組安裝

　　3.1選定蓄電池容量

　　設(shè)計(jì)人員要評(píng)估系統(tǒng)負(fù)載對(duì)蓄電池容量的需求。確定蓄電池容量時(shí)，首先要測(cè)定接人系統(tǒng)的負(fù)載每天需要多少電量;其次根據(jù)氣候條件確定蓄電池需要存儲(chǔ)多少天的電量。測(cè)量時(shí)注意蓄電池容量會(huì)受到諸多囚素影響，如：放電率、放電深度、溫度、蓄電池老化和控制器效能等。當(dāng)然，所需要的蓄電池容量也受負(fù)載規(guī)模的影響，減少負(fù)載就會(huì)減少需要的蓄電池容量。同時(shí)在確定蓄電池容量時(shí)，并不是容量愈大愈好，過大的蓄電池容量規(guī)模也會(huì)產(chǎn)生問題。因此，恰當(dāng)合理地確定光伏系統(tǒng)蓄電池容量是一項(xiàng)重要而細(xì)致的工作，必須認(rèn)真對(duì)待。

　　3.2安裝蓄電池的洼意事項(xiàng)

　?。╨）加完電解液的蓄電池應(yīng)該將加液孔的蓋子擰緊，以防止雜質(zhì)掉進(jìn)蓄電池內(nèi)部。膠塞上的通氣孔必須保持暢通。

　?。?）各接線夾頭和蓄電池極柱必須保持緊密接觸。連接導(dǎo)線接好后，需在各連接點(diǎn)上抹上一層薄的凡士林油膜，以防連接點(diǎn)銹蝕。

　　（3）蓄電池應(yīng)放在室內(nèi)通風(fēng)良好、不受陽光直射的地方。距離熱源不應(yīng)少于2米，室內(nèi)溫度應(yīng)保持在10～25C之間。

　　（4）蓄電池與地面之間應(yīng)采取絕緣措施，例如，可以墊置木板或者其他絕緣物體，以免因?yàn)樾铍姵嘏c地面短路而放電。

　?。?）放置蓄電池的位置應(yīng)該選擇在離太陽能電池方陣較近的地方。連接導(dǎo)線應(yīng)該盡量縮短，選擇的導(dǎo)線直徑不可太細(xì)，以盡量減少不必要的線路損耗。

　?。?）不能將酸性蓄電池和堿性蓄電池同時(shí)安置在同一房間內(nèi)。

　?。?）對(duì)安置蓄電池較多的蓄電池室，冬天不允許采用明火取暖，而宜采用火墻、太陽能房等方式提高室內(nèi)溫度，并保持良好的通風(fēng)條件。

　　4充電控制器性能和防止遭受雷擊的措施

　　4.1充電控制器性能的好壞對(duì)系統(tǒng)有著很大影響

　　對(duì)光伏充電控制器性能的評(píng)價(jià)主要可以從可靠性、易維護(hù)性和充電效能三方面考慮。一個(gè)質(zhì)量?jī)?yōu)良、安全可靠、不易出故障的光伏充電控制器顯然是對(duì)光伏系統(tǒng)整體性能的有效保證，尤其是蓄電池充放電電壓控制‘點(diǎn)等關(guān)鍵設(shè)定的穩(wěn)定性直接關(guān)系著蓄電池的使用安全和壽命。一個(gè)構(gòu)造清晰，出故障后容易修理的易維護(hù)的光伏充電控制器也可以從另一個(gè)方面提高光伏系統(tǒng)的性能。而光伏充電控制器的自身能耗和充電控制策略的優(yōu)良，則直接影響到光伏系統(tǒng)本身可提供的電能的多少，低功耗高效率的光伏充電控制器可以提高光伏組件的利用率，進(jìn)而提高光伏系統(tǒng)的整體性能。

　　4.2防止充電控制器遭受雷擊的措施

　　要防止雷擊首先要了解雷電人侵電力系統(tǒng)的途經(jīng)，雷電人侵一般有直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波侵人三種方式。

　　直擊雷是指直接落到太陽能電池方陣、低壓配電線路、電氣設(shè)各及其配線等處，以及在其近旁的雷擊。直擊雷的電流峰值在15～20kA以下的大約占5O%，也可觀測(cè)到200～30OkA范圍的雷擊。由于這樣雷擊的能量非常大，作為防直擊雷的措施有安裝避雷針等。

　　感應(yīng)雷分為由靜電感應(yīng)形成的雷和由電磁感應(yīng)形成的雷。由靜電感應(yīng)形成的雷是因雷云形成，例如電纜感應(yīng)產(chǎn)生的正電荷和雷擊產(chǎn)生的地表的電荷中和后剩下來形成雷電浪涌。由電磁感應(yīng)形成的雷，是由于落到電纜附近的雷擊產(chǎn)生的雷電電流使電纜感應(yīng)形成雷電浪涌。

　　光伏充電控制器一端連接蓄電池，一端連接太陽能電池方陣。蓄電池由于安裝在建筑物室內(nèi)，只要建筑物按建筑規(guī)范設(shè)置了建筑物防雷措施，蓄電池基本沒有遭受雷擊的可能，所以充電控制器連接蓄電池的一側(cè)不用特別的防雷措施。

　　而太陽能電池方陣安裝在室外露天，光伏組件邊框一般為鋁制，光伏安裝支架一般為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這就大大增加了遭受雷擊的可能性。為防止直擊雷擊中太陽能電池方陣，光伏安裝場(chǎng)地應(yīng)該設(shè)置避雷針，避雷針應(yīng)該可靠接地，使雷電電流可以安全快速地入地;為了保證電氣設(shè)各的安全，避雷針的接地應(yīng)該和電氣設(shè)各的保護(hù)地分開，并保持足夠的安全距離。為防止感應(yīng)雷造成的危害，光伏電纜應(yīng)該設(shè)置金屬橋架，并可靠接地;光伏場(chǎng)地控制器應(yīng)該具有封閉的金屬外殼，并可靠接地，同時(shí)保證接地點(diǎn)等電位連接。為防止雷電波侵人造成的危害，光伏控制器在光伏進(jìn)線的人口處應(yīng)該安裝防雷器件，如壓敏電阻或防雷模塊，并可靠接地。