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太阳能光伏发电系统在铁路站房中的应用

杨晓玲
（中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043）

摘要：结合呼东铁路站房太阳能光伏发电系统设计，具体阐述并网光伏发电系统的构成及功能，并对站房光伏发电系统的效益进行分析。
关键词：铁路站房；太阳能光伏发电系统；太阳能光伏电池板；并网光伏发电；系统构成及功能。
中图分类号：TM92文献标识码：A文章编号：1671－7597（2010）1210133－02

0引言3）呼东站房建筑体系庞大，光伏发电系统功能与建筑造型的有机结
太阳能作为清洁、无污染、方便易得的可再生建筑能源，越来越受到人合，既能节省太阳能电池板的放置空间及支撑结构，降低系统建设成本，又
们的青睐，它在建筑中的应用有着其它能源不可比拟的优越性，正在全球飞能利用光电池的特性减少室内外温差引起的热能损失，利于建筑节能，同时
速发展。太阳能光伏发电系统安全可靠、无噪音、无振动、无污染、无需消使建筑外观更具技术魅力及节能宣传效果。
耗燃料，无需架设输电线路即可就地发电供电，建设周期短、可靠性高、维4）呼东站房建设光伏发电系统，将会为我国铁路建设的科技化、高速
护简便，对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要的意义，目前我化、节能化发展打下坚实的基础，为我国经济建设的可持续发展提供有力的
国在太阳能利用方面取得了可喜的成就。呼东站房作为呼和浩特地区重要的保证。
特大型铁路客运站房，具有重要的地理交通位置，这一新技术的应用，为可2站房太阳能光伏发电系统的设计内容
持续发展的绿色能源技术与系统在铁路站房领域的应用开辟了新的篇章。光伏发电系统一般由光电池板、逆变器、控制器、蓄电池及监控装置几
1呼东站房光伏发电系统的优势部分组成。其中光电池板是直接将太阳能转换为电能的关键组件。目前国内
1）呼和浩特的地理位置及气候条件为太阳能资源的利用提供了非常有外的太阳能电池板有三类，即单晶硅、多晶硅及非晶硅薄膜电池板。
利的条件。2.1太阳能光伏电池板的选择
我国幅员辽阔，全国各地的太阳能资源储量存在很大差异。根据各地太根据电池板的特性，结合呼东站房所处的气候环境特点及工程投资情
阳总辐射量的多少，可将全国划分为4类地区，如下图、表所示。况，并考虑到建筑的美观性，设计选择了非晶硅薄膜电池板。这种光电池材
料和制造工艺成本低，具备弱光发电的性能；非晶硅薄膜电池受风沙、雨雪
等天气的影响很小，工作不受环境影响；具有透光性，不同透光度的电池板
显示的颜色也不一样，可以更好的表现建筑创意。
太阳能光电池板与建筑的结合形式有两大类：一类是光伏方阵与建筑的
结合。将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作
用；另一类是光伏方阵与建筑的集成。光伏组件以一种建筑材料的形式出
现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分，如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电
采光顶等。结合站房的建筑特点及节能要求，采用光伏方阵与建筑的结合形
式，穹顶外围的屋顶均采用白色铝合金屋面，设计考虑将光伏方阵直接铺设
在穹顶四周的六角形斜屋面上，来充分接收太阳光，提高光伏发电系统的利
用率。如下图所示：

由此可见，呼和浩特处于太阳能较丰富的Ⅱ类地区，年日照量约6000MJ
/（m2·a）。可以充分利用当地的太阳能资源来发展经济，在有限的城市空
间实现太阳能的无限利用。
2）呼和浩特处于内蒙旅游胜地，建造在铁路站房的光伏并网发电技术
的实施，随着人员的流动，对利用可再生能源的宣传将会起到积极的模范带
头作用，使太阳能高端利用具有较高的社会效益、环保效益和经济效益。

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2.2光伏发电系统的运行方式岛效应等保护功能；在小功率状态高效运行，转换效率达96.1%。
光伏发电系统的运行方式主要有独立运行和并网运行两种形式。设计时并网逆变器是光伏并网系统的核心设备，选择高品质的逆变产品是整个
考虑到独立系统需要配备大容量的蓄电池来储能，这必然会增加系统的投系统安全、可靠运行的基本条件。并网逆变器均带有隔离变压器，使得逆变
资，而且站房内必须提供足够的空间和合适的环境来放置这些蓄电池。综合器的直流输入和交流输出之间电气隔离开来，具有防孤岛保护单元，能有效
站房的实际情况，选择了光伏并网发电系统。地防止孤岛效应。此外，在并网逆变器检测到电网失电后，会立即停止工
光伏并网发电系统就是将太阳能电池发出的直流电通过逆变器变换成交作，当电网恢复供电时，并网逆变器并不会立即投入运行，而是需要持续检
流电输送到电网，或与电网端接同时输出到低压负载，也就是当时发电当时测电网信号在一段时间内完全正常，才重新投入运行。
使用。其优点是节省了蓄电池占用的空间，发电容量可做得很大，并可保障3呼东站房光伏发电系统的效益分析
用电设备电源的可靠性。但由于逆变器输出与电网并联，必须保持两组电源3.1社