光伏建筑系统的原则与要求光伏材料应用技术本科论文.docx

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光伏建筑系统的原则与要求光伏材料应用技术本科论文

南昌航空大学

NanchangHangkongUniversity

毕业设计（论文）

题目：

光伏建筑系统的原则与要求

专业：

光伏材料应用技术

目录

1【摘要】3

2术语5

3光伏系统设计6

3.1一般规定6

3．2系统分类6

3.3系统设计7

3.4配电电气系统8

3.5系统接入电网9

4.1一般规定11

4.2规划设计11

4.3建筑设计12

4．4结构设计13

4.5建筑电气设计14

5系统安装一般规定15

5.1支架16

5.2光伏组件16

5.3电气系统17

5.4系统调试与检测17

6环保、卫生、安全、消防18

6.1环护、卫生18

6.2安全18

6.3消防18

7工程质量验收19

7.1一般规定19

7.2基础工程20

7.3支架工程21

7.4光伏组件及方阵工程21

7.5逆变器23

7.6系统电气工程23

7.7系统检测、调试和试运行24

8参考文献30

9致谢31

1【摘要】

为规范太阳能光伏系统在建筑中的应用，促进太阳能光伏系统与建筑一体化的推广，制定本规范。

本规范适用于新建、改建和扩建的工业与民用建筑光伏系统工程，以及在既有民用建筑上安装或改造已安装的光伏系统工程的设计、施工、验收和运行维护。

新建、改建和扩建的工业与民用建筑光伏系统设计应纳入建筑规划及建筑设计、建筑与光伏系统施工，同步验收。

在既有建筑上改造或安装光伏系统应按照建筑工程审批程序进行专项工程的设计、施工和验收。

工业与民用建筑光伏系统设计除应符合本规范外，还应符合国家现行有关标准规范的规定。

（1.工业建筑参照执行2.加上哪些工业建筑不适宜）

【Abstract】

Forthespecificationofsolarphotovoltaicsystemintheapplicationofbuilding,promotionofsolarphotovoltaicsystemsandbuildingintegrationpromotion,developmentofthisspecification.Thisstandardisapplicabletothenewconstruction,renovationandexpansionofindustrialandcivilconstructionofphotovoltaicsystemsengineering,aswellasintheexistingcivilconstructioninstallationorrenovationofinstalledPVsystemsengineeringdesign,construction,acceptanceandoperationmaintenance.Newconstruction,renovationandexpansionofindustrialandcivilbuildingphotovoltaicsystemdesignshouldbeincorporatedintothebuildingarchitecturaldesignandplanning,architectureandsystemconstruction,synchronousacceptance.

Intheexistingbuildingreformationorinstallphotovoltaicsystemshouldbeinaccordancewiththeconstructionprojectexaminationandapprovalproceduresforspecialengineeringdesign,constructionandacceptance.Industrialandcivilbuildingphotovoltaicsystemdesignshouldbeincompliancewiththiscode,shallalsocomplywiththeexistingnationalstandardsrequirements.（the1industrialbuildingwithreferencetotheimplementationof2pluswhatindustrialbuildingunsuitable）

2术语

光伏电池PVcell将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件,也称太阳电池（solarcell）。

光伏组件PVmodule由若干光伏电池进行内部联结并封装、能输出直流电流、最基本的太阳电池单元，也称太阳电池组件（solarcellmodule）。

光伏方阵PVarray由若干光伏组件或光伏构件通过机械及电气方式组装成型、并安装在固定支撑装置上的直流发电单元。

光伏组件倾角PVmouduletiltangle光伏组件所在平面与水平面的夹角。

光伏系统photovoltaic（PV）system利用光伏电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，简称光伏系统。

（考虑加入光伏建筑的定义，薄膜型组件、柔性、刚性组件等定义）

并网光伏系统grid-connectedPVsystem与公共电网联接的光伏系统。

独立光伏系统stand-alonePVsyste不与公共电网联接的光伏系统，也称离网光伏系统。

方阵由若干个太阳电池组件或太阳电池板在机械和电气上按一定方式组装在一起，并且有固定的支撑结构而构成的支流发电单元。

光伏与建筑一体化buildingintegratedphotovoltaic（BIPV）通过专门设计，使光伏系统与建筑物外观协调、相互融合为一体。

安装型光伏组件buildingattachedphotovoltaic（BAPV）在屋顶或墙面上架空安装以及在墙面上安装的光伏组件。

构件型光伏组件,与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件，如以标准普通光伏组件或根据建筑要求定制的光伏组件构成雨篷构件、遮阳构件、栏版构件等。

建材型光伏组件,将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的建筑构件或建筑材料，如光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙、光伏采光顶等。

3光伏系统设计

3.1一般规定

工业与民用建筑光伏系统应进行专项设计或作为建筑电气工程设计的一部分。

光伏组件或方阵的选型和设计应与建筑结合，在综合考虑发电效率、发电量、电气和结构安全、适用美观的前提下，合理选用构件型和建材型光伏构件，并与建筑模数相协调，满足安装、清洁、维护和局部更换的要求。

光伏系统输配电和控制用缆线应与其他管线统筹安排，安全、隐蔽、集中布置，满足安装维护的要求。

光伏组件或方阵连接电缆及其输出总电缆应符合《光伏（PV）组件安全鉴定第一部分：

结构要求》GB/T20047.1的相关规定。

在人员有可能接触或接近光伏系统的位置，应设置防触电警示标识。

并网光伏系统应具有相应的并网保护功能。

应安装计量装置，并预留检测接口。

光伏系统应满足《光伏系统并网技术要求》GB/T19939关于电压偏差、闪变、频率偏差、相位、谐波、三相平衡度和功率因数等电能质量指标的要求。

离网独立光伏系统应满足《家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法》GB/T19064和《Photovoltaic（PV）standalonesystem-Designverification独立光伏系统-设计验证》IEC62124的相关要求。

3．2系统分类

光伏系统按是否接入公共电网分为下列两种系统,并网光伏系统；离网光伏系统。

光伏系统按是否具有储能装置分为下列两种系统,带有储能装置系统,不带储能装置系统。

光伏系统按其太阳电池组件的封装形式，分为以下三种系统：

建筑材料型光伏系统；建筑构件型光伏系统；结合安装型光伏系统。

3.3系统设计

应根据新建建筑或既有建筑的使用功能、电网条件、负荷性质和系统运行方式等因素，确定光伏系统为安装型、建材型或构件型。

光伏系统一般由光伏方阵、光伏接线箱、逆变器（限于包括交流线路系统）、蓄电池及其充电控制装置（限于带有储能装置系统）、电能表和显示电能相关参数的仪表组成。

光伏系统中各部件的性能与使用寿命应满足国家或行业标准的相关要求，并应获得相关认证；光伏方阵的设计应遵循以下原则：

根据建筑设计及其电力负荷确定光伏组件的类型、规格、安装位置和可安装场地面积；根据尽量采用最佳倾角，且便于清除灰尘，保证组件通风良好的原则确定光伏组件的安装方式；根据逆变器的额定直流电压、最大功率跟踪控制范围、光伏组件的最大输出工作电压及其温度系数，确定光伏组件的串联数（或称光伏组件串或组串）；根据总装机容量及光伏组件串的容量确定光伏组件串的并联数。

同一组串及同一子阵内，组件电性能参数宜尽可能一致，其中最大输出功率Pm、最大工作电流Im的离散性应小于±5%。

建筑材料型光伏系统和建筑构件型光伏系统在建筑设计时就需要统筹考虑电气线路的安装布置，同时要保证每一块建筑材料型光伏组件和建筑构件型光伏组件金属外框的可靠接地。

光伏接线箱设置应遵循以下原则：

光伏接线箱内应设置汇流铜母排或端子；每一个光伏组件串应分别由线缆引至汇流母排，在母排前分别设置直流分开关，并设置直流主开关；光伏接线箱内应设置防雷保护装置；

光伏接线箱的设置位置应便于操作和检修，宜选择室内干燥的场所。

设置在室外的光伏接线箱应具有防水、防腐措施，其防护等级应为IP65以上。

独立光伏系统逆变器的总额定容量应根据交流侧负荷最大功率及负荷性质选择。

并网光伏系统逆变器的总额定容量应根据光伏系统装机容量确定；并网逆变器的数量应根据光伏系统装机容量及单台并网逆变器额定容量确定。

并网逆变器的选择还应遵循以下原则：

并网逆变器应具备自动运行和停止功能、最大功率跟踪控制功能和防止孤岛效应功能；

逆流型并网逆变器应具备自动电压调整功能；不带工频隔离变压器的并网逆变器应具备直流检测功能；无隔离变压器的并网逆变器应具备直流接地检测功能；具有并网保护装置，与电力系统具备相同的电压、相数、相位、频率及接线方式；应满足高效、节能、环保的要求。

直流线路的选择应遵循以下原则：

耐压等级应高于光伏方阵最大输出电压的1.25倍；额定载流量应高于短路保护电器整定值，短路保护电器整定值应高于光伏方阵的标称短路电流的1.25倍；线路电压损失应控制在3%以内。

光伏系统防雷和接地保护应符合以下要求：

设置光伏系统的民用建筑应采取防雷措施，其防雷等级分类及防雷措施应遵守国家现行标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的相关规定；光伏系统防直击雷和防雷击电磁脉冲的措施应严格遵守国家现行标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的相关规定；

光伏系统和并网接口设备的防雷和接地措施，应符合国家现行标准《光伏（PV）发电系统过电压保护-导则》SJ/T11127的相关规定。

建筑材料型光伏系统建材型光伏组件必须保留建筑材料本身固有的功能，对原有的功能没有影响。

建材型光伏组件的电气连接部分要便于切断，对发电系统进行检测。

建材型光伏组件系统结构必须符合本标准4.4的要求。

建筑构件型光伏系统:

建筑构件型