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屋顶光伏发电系统的设计和安装指南

甘肃省科学院自然能源研究所李世民花亚萍编译

前言
这是一份美国加利福尼亚州能源委
员会推出的指导光伏系统安装的规范，
它代表了当前发达国家屋顶光伏系统安
装的水平。我们把这个手册翻译出来，希
望能为我国的同行在建设屋顶光伏电站
时提供参考。
光伏发电系统是将太阳光直接转换
成电流。住宅光伏系统以光伏屋顶的形式
可以满足住户部分或者全部的日常用电
需求，光伏系统还可以配置备用蓄电池，
可以在电网停电时对负载继续供电。
该手册主要针对家用并网光伏系统

提出了一系列设计和安装等方面的解决相荚名称
方案，并为安装者提供了如何选择光伏标题典繁的井网光伏系统电气
蝴嘲期：
产品的方法和指南，帮助他们准确安装技验：I桕妥圈：
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家用光伏发电系统，从而使设计系统发：EXI
j葶辩：
挥潜能。

一
、安装屋顶光伏系统要遵循的基图1典型的并网光伏系统电气图
本步骤
1．确保屋顶或其他安装位置的面积地电网的并网需求。这种系统一般来说可以为用户节省更多
大小可以容纳将要安装的光伏系统。8．最后，由权威检测机构或电力部门的电费开支。然而，倘若电力中断，这个系
2．安装时，需要检查屋顶是否能够承对系统进行全面检测。统将会完全关闭，直到电网恢复，如图1
受外加光伏系统的质量，必要时还需要增二、系统设计的相关问题所示。
强屋顶的承重能力。光伏发电系统的种类：一种是与公典型的无蓄电池并网系统有以下部
3根据建筑屋顶的设计标准，妥善处共电网并联而没有备用蓄电池进行储件组成：
理屋顶。能的光伏发电系统：另一种是与公共电1)光伏阵列
4．严格按照规范和步骤安装设备。网并联同时也有备用蓄电池作为补充光伏阵列由光伏组件组成，这些光
5．正确、良好地设置接地系统，能有的光伏发电系统。伏组件是由太阳能电池片以某种方式
效避免雷击。1．无蓄电池的并网系统连接在一起并加以密封构成的。通常一
6．检查系统运行是否良好。这种系统在电网可用的情况下才能个阵列由若干个光伏组件通过支架连
7．确保设计和相关设备能够满足当运行。因为电网的电能损耗非常小，所以接在一起构成。

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2)平衡系统的配备(BOS)为特殊负载提供应急供电。而当电力中屋顶安装光伏系统必须注意屋顶结
它用于包括将光伏组件融合到家用断，这个系统就与电网脱离，形成一个独构和屋顶防渗透层的密封性。一般而言，
建筑体系、电气系统中的支架系统和线路立的电源供电线路，采取专用的配电线路每1O0瓦光伏组件都要求有一个支撑托
系统。供电线路系统包括逆变器两端的直为这些特殊负载供电。如果电网停电故障架。对于一栋新建筑，支撑托架通常在安
流和交流开关、接地保护和太阳能电池组发生在白天，光伏阵列能够和蓄电池一起装屋顶盖板之后、加装屋顶防水材料之前
件的过流保护。大多数系统都具有保护控给这些负载供电；如果停电发生在夜间，进行安装。负责阵列安装系统的工作人员
制功能，因为大部分组件都要求源电路中则全部由蓄电池给负载供电，蓄电池能释在安装屋顶时就可以安装支撑托架。
含有熔断保护。有些逆变器也有熔断保护放出足够的能量来保证这些特殊负载正砖瓦屋顶在结构上往往被设计成接
功能和其他控制功能。常运行，如图2所示。近于它的负重能力极限。在这种情况下，

3)直流一交流逆变器一个蓄电池备用系统除了包含无蓄屋顶结构必须得到加强，以承受额外的
这个设备是将光伏阵列发出来的电池并网系统中的所有元件之外，还需光伏系统重量，或将砖瓦屋顶改变成专
直流电，转换成可供家用电器使用的标要增加蓄电池和蓄电池组、蓄电池充电门带状的区域安装光伏阵列。如果把砖
；隹交流电。控制器、为特殊要求高保障负载供电的瓦屋顶转变成较轻的屋面产品，就没有
4)测量仪器、仪表配电盘等部件。必要加强屋顶结构，因为这种屋顶和光
这些仪器用以测量和显示系统的运三、屋顶光伏系统的安装伏阵列的合成质量要轻于被取代的砖瓦
行状态、性能以及用户电能的使用情况。1．屋顶结构屋面产品的质量。
5)其他元件最方便和最适当装置光伏阵列的2．遮荫结构
公共电网开关(这取决于当地的公用地方是在建筑物的屋顶。对于斜面屋能够替代屋顶安装的是遮荫结构安
电网)。顶，光伏阵列应该被安装在屋顶上并且装光伏系统。这种遮荫结构可能是一个天
2．含蓄电池的并网系统和屋顶的表面平行，用支架隔开数厘米井或双层的遮阳网格，在这些地方，光伏
这种系统是在不含蓄电池的并网系以达到冷却的目的。如果是水平屋项，阵列成了遮阳物。这些遮阳系统可以支持
统中加入蓄电池，为系统进行储能，使得还可以设计出一种优化倾斜角度