太阳光伏电源系统安装工程设计规范.doc

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太阳光伏电源系统安装工程设计规范

CECS84-96

1.总则

１．０．１为适应迅速发展的通信建设需要，解决无电或缺电地区通

信设备的电源问题，特制定本规范。

１．０．２本规范适用于地面上通信使用的平板型太阳光伏电源的

新建、扩建、改建工程，其它类型太阳光伏电源设计可参照执行。

１．０．３引用标准：

《太阳光伏能源系统术语》。

《通信设备安装抗震设计暂行规定》。

《邮电通信电源安装设计规范》。

《通信局（站）接地设计暂行技术规定》。

《涂料涂复通用技术条件》。

《电工产品的电镀层和化学复盖层》。

１．０．４在设计前对安装点应进行详细查勘，了解该地区的环境状况，气候条件，风力状况，阳光资源等，为安装设计提供必要资料。

１．０．５设计时应有娥方案的技术经济比较，充分考虑施工使用和

维护要求，做到技术先进，经济合理、安全适用、确保质量、提高经

济效益。

１．０．６设计中采用的太阳电池组件、设备、材料应为经国家有关

部门鉴定验收的合格产品。

１．０．７为适应发展需要，设计应与发展规划相适应。

总体方案、设

备容量等的近期建设规模应与远期发展规划相结合，太阳电池方

阵容量宜以近期设备负荷量为主，土建设施等方面宜与远期规划

相结合。

１．０．８本规范未做具体规定的内容，均按国家相关标准规范的规

定执行。

２太阳光伏电源的一般要求

２．０．１太阳电池方阵（以后简称方阵）应设置在四周无遮挡障碍

物，无污染源（如烟雾、粉尘）、无腐蚀性气体等安全可靠的场所。

２．０．２方阵平面正常情况应朝向正南方。

若由于地理条件和周围

环境限制或气象条件的关系，方阵面应向东或向西偏转小于当地

地理纬度的适当角度。

２．０．３年平均日照时间大于１８００小时的场所，可单独采用太阳

光伏电源供电。

２．０．４太阳光伏发电系统可在环境温度－４０℃—＋６０℃范围内

使用，在严寒或高温地区，太阳电池组件应选用相适应的产品。

２．０．５方阵安装点的当地最大风力大于１０级的场所应采取加固

措施。

２．０．６地面及屋顶的方阵四周应采用围墙或栏杆等类型的保护

设施。

２．０．７太阳光伏电源系统应设有过电压保护措施和避雷装置。

３太阳光伏电源系统的设备配置

３．１电源系统组成方式

３．１．１太阳光伏电源系统应由方阵、蓄电池组、控制箱（柜）、过压

保护装置及备用电源等主要设备组成，其原理方框图如图３．１．１

所示。

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方阵—————配电系统—————负载|

||||

||||

保护装置————蓄电池组———调压控制|

||||

||||

备用电源|||

|告警电路取样电路|

||||

||||

|—————监控系统————维护中心|

||||

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图３．１．１太阳光伏电源系统原理方框图

３．２电源控制设备的配置要求

３．２．１控制柜容量，采用单台时，宜以远期负荷配置，采用多台并

联时宜以近期负荷配置。

３．２．２电源系统输入端应具备过电压保护措施，输出端应具备调

压、稳压装置。

３．２．３充电为在线浮充方式，蓄电池浮充电压可为２．３５—２．５Ｖ燉

每只电池，供电电压应符合《邮电通信电源安装设计规范》相关条

文规定。

３．２．４要求供电不间断的通讯设备，应具备两路无级调压自动转

换输出电路。

３．２．５应具备现代化的维护要求，能将电源各种信息传送至有人

端及能从远端遥测，遥控电源系统。

３．３方阵容量设计

３．３．１方阵容量宜按负载设备近期负荷配置。

３．３．２方阵容量设计应收集下列参数。

３．３．２．１太阳电池组件（以后简称组件）特性表。

３．３．２．２安装点近十年来的年总平均辐射量，年日照时数，最

低和最高气温，最大风力。

３．３．２．３年日照时数最小的一年中，连续阴雨天数。

３．３．２．４安装点的纬度、经度、标高。

３．３．２．５负载要求的电压、电流、每日用电时数。

３．３．３方阵容量计算。

应符合下列规定：

３．３．３．１组件串联数Ｎｓ应按公式F计算：

Ｖｆ＋Ｖｄ＋△Ｖｔ

Ｎｓ＝——————————（取整数）（３．３．３．１）

Ｖ０

式中Ｖｆ——蓄电池组浮充电压，应符合表３．３．３．１规定。

蓄电池组浮充的最小电压Ｖｆ

表３．３．３．１

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蓄电池组６Ｖ１２Ｖ２４Ｖ|

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Ｖｆ７Ｖ１４Ｖ２８Ｖ|

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Ｖｄ——防反充二极管的压降及线路压降总和。

△Ｖｔ——太阳电池因温升引起的压降。

Ｖ０——单个组件在标准光强下的输出电压。

３．３．３．２组件并联数Ｎｐ应按下式计算：

ＱＬ

Ｎｐ＝——————η·Ｆｃ（取整数）（３．３．３．２）

Ｉ０Ｈ

式中ＱＬ——负载日平均耗电容量（ＡＨ）

η——蓄电池充电效率的温度修正系数，应符合表３．３．３．２规定

蓄电池充电效率的温度修正系数表

表３．３．３．２

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环境温度℃充电效率％η|

————————————————————————————————————|

０℃以上９０１．１１|

－５７０１．４３|

－１０６２１．６２|

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Ｆｃ——太阳电池组件表面灰尘，脏物等其他因素引起的损失

的总修正系数。

（通常取１．０５）

Ｈ——在标准光强下（Ｅ＝１００ｍｗ/ｃｍ２）年平均日照时数。

I0——单个组件在标准光强下输出电流。

３．３．４方阵组件数Ｎ应按下式计算：

Ｎ＝Ｎｓ．Ｎｐ（３．３．４）

３．３．５方阵总功率Ｐ（Ｗｐ）应按下式计算：

Ｐ＝Ｎｓ．Ｎｐ．Ｖ０．Ｉ０（３．３．５）

３．３．６方阵面积宜按下式估算：

Ｓ＝Ｎ．Ｌ．Ｚ（１＋３％）（３．３．６）

式中：

Ｓ——方阵总面积

Ｌ．Ｚ——分别为组件外型长、宽尺寸

３％——方阵组件间隔余量。

３．４蓄电池组配置

３．４．１要求不间断供电的用电设备，应配置一组备用蓄电池或配

置一台发电机。

３．４．２蓄电池容量宜按近期设备负荷配置。

３．４．３配置蓄电池应选用耐过充过放性能好的蓄电池。

３．４．４室外宜选用阀控式密封型蓄电池。

３．４．５蓄电池容量Ｂ

Ｃ１

应按下式计算：

ＢＣ＝（ｂｃ＋——ｂｃ＋ｎＱＬ）ｄｔ（３．４．５）

２

式中：

ｂＣ——蓄电池附加容量，其值由一年内方阵发电容量（ＡＨ）

低于负载耗电容量（ＡＨ）月份的累计值来计算。

１

——ｂｃ——蓄电池剩余容量的补偿。

２

ＱＬ——负载平均每天的耗电容量（ＡＨ）

ｎ——最长连阴天数。

ｄｔ——环境温度的修正系数，应符合表３．４．５规定：

蓄电池充电修正系数表

表３．４．５

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环境温度℃４０２５１００－１０－２０

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ｄｔ１１１．０２１．０５１．０９１．２

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３．５电源馈线与管道配置

３．５．１方阵至蓄电池的电源馈线容量宜按远期方阵的容量配置，

全程压降（不包括防反充二级管及调压装置压降）应小于或等于负

载电压的３％。

３．５．２方阵至蓄电池的电源馈线宜选用电力电缆，其他馈线型号

及芯线截面选择应按《邮电通信电源安装设计规范》相关条文规定

执行。

３．５．３室外引入至建筑物内的电源馈线应穿专用管道铺设，管道

容量宜按远期配置。

３．５．４方阵馈线布线应符合下列要求：

３．５．４．１每一个子方阵应是独立的充电单元。

３．５．４．２子方阵中组件排列应有一定规则，必须保证组件间串

并线及子方阵引出线简便、可靠，对于２４Ｖ充电单元将其中组件

均等分为二组，二组组件正负极朝向应相反，对１２Ｖ充电单元，同

极性均朝统一方向。

组件排列，组件间的并联及子方阵引出线应按

图３．５．４所示的办法实施。

——————|

+-|-++-

——————

——————|

+-|-++-

——————|

+--++-

-++--+

-++--+

-++--+

2４Ｖ充电单元１２Ｖ充电单元

图３．５．４组件排列及馈线示意图

３．５．４．３组件间的串并线的线径选择应按子方阵中最大充电

电流的１．５－２．０倍配置。

４太阳光伏电源工程安装设计

４．１方阵基础设计

４．１．１方阵安装角设计应符合下列规定：

４．１．１．１方阵方位角应符合本规范２．０．２条规定。

４．１．１．２方阵平面倾斜角φ应符合下列规定：

４．１．１．２．１固定式：

φ＝θ＋１０°注（详见附录Ｂ）

式中φ——方阵平面倾斜角

Ｑ——安装点地理纬度（下同）

４．１．１．２．２一年调整两次

春分φ＝θ－１１°４５

秋分φ＝θ＋１１°４５

４．１．１．２．３一年调整四次

春分、秋分φ＝θ

夏至φ＝θ－２３．５°

冬至φ＝θ＋２３．５°

４．１．２方阵布局应符合下列规定。

４．１．２．１方阵排列方式，应能便于安装、维护以及具有强的抗

风能力、组件间隔不应小于５ｍｍ。

４．１．２．２方阵容量较大时，宜将其分为几个子方阵，子方阵容

量为３００－５００Ｗｐ，或以其输出峰值功率为负载功率两倍为宜。

两

个子方阵间距应大于３ｃｍ。

４．１．２．３为适应发展需要，方阵布局应按远期扩容要求留有余

量。

４．１．３地面和屋顶的方阵混凝土基座设计应符合下列规定。

４．１．３．１单方阵基座应朝南排成前后两列。

多方阵排列时，前后两个方阵维护走道宜大于６０ｃｍ，后方

最低高度应高于前方阵最高高度。

４．１．３．２基座数量、间距应按电源厂家或设计单位的要求

置。

４．１．３．３基座基础应根据承载量由土建部门负责设计。

４．１．３．４基座高度应符合下列规定。

４．１．３．４．１地面基座高度应不低于５０ｃｍ或按用户要求

置。

４．１．３．４．２屋顶基座平面应高于屋面或隔热层２０ｃｍ。

４．１．３．５基座横截面尺寸应根据承载量和地脚螺栓规格进

设计，不应小于２００×３００ｍｍ２。

４．１．３．６基座其他要求以及地面基座埋设深度应由土建设

单位负责设计。

４．１．３．７基座中心应预埋不锈钢地脚螺栓、螺栓规格应按当

方阵最大风压力载荷Ｐ公式计算，螺栓直径不应小于１４ｍｍ

ρＶ２

Ｐ＝Ｃｘ．Ｆｘ————

2

式中ρ——空气密度８ｋｇ/ｍ３）

Ｖ——当地最大风速（ｍ/ｓ）

Ｆｘ——方阵在垂直风向的平面上投影面积。

Ｃｘ——风动阻力系数。

４．１．３．８地脚螺栓外露长度应为方阵机架底座所采用的糟钢

或角钢的厚度再加上两个螺母厚度的总和或根据设计需要确定。

４．１．３．９地脚螺栓应与平台钢筋相连（焊接或钩连）。

４．１．３．１０基座高度偏差不应大于５ｍｍ，水平度偏差不应大于

３ｍｍ/ｍ。

４．１．４水酿杆架空方阵基座及方阵平台设计应符合下列规定。

４．１．４．１水泥杆基座排列方式。

４．１．４．１．１双杆应排成东西向。

４．１．４．１．２多杆应朝南排