光伏发电系统安装施工技术的应用分析
付仅华
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付仅华,. 光伏发电系统安装施工技术的应用分析[J]. 发电技术与研究,202312. DOI:10.12721/ccn.2023.157296.
摘要: 随着社会的不断发展,人们对绿色环保的追求日益增加。传统的火力发电方式在生产过程中带来的环境污染问题逐渐凸显,因此,人们开始积极探索新型的发电模式。本文深入研究了光伏发电系统安装施工技术及其在不同行业中的应用场景。详述了光伏发电系统的特点与工艺原理,通过生态、渔业和业行业的三个典型场景,深入探讨了光伏发电系统在不同行业中的实际应用价值。通过本文的研究,旨在为光伏发电系统的从业者提供实用的技术指南和经验分享,推动其在各行业中的广泛应用,以促进清洁能源的推广。
关键词: 光伏发电系统;安装施工技术;工艺原理
DOI:10.12721/ccn.2023.157296
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引言

随着全球对清洁能源需求的增长,光伏发电系统作为一种重要的可再生能源技术,其安装施工技术的优化显得尤为重要。本文旨在系统地探讨光伏发电系统的安装施工技术要点,并结合实际应用场景,为相关行业提供实用指南。通过深入了解光伏发电系统的特点、工艺原理以及在不同行业中的实际应用,我们可以更好地应对能源需求的挑战,提高系统效率,推动清洁能源在各行业中的普及与应用。

一、光伏发电系统的特点与工艺原理

我国国民经济的关键支柱之一是电力的可持续供应。目前,我国主要采用火力发电和水力发电方式,然而,这两种方式成本高、资源消耗大,同时对生态环境带来负面影响。不仅如此,无论是火力发电还是水力发电,都需要大面积的场地,对土地资源的占用也是一个挑战。在当前社会背景下,积极发展新型发电方式以优化这些问题显得尤为迫切。

光伏发电系统因其独特优势备受关注。首先,它能够充分利用建筑顶端的空间,避免了对额外土地的占用。其次,具备出色的灵活性,可近端发电满足当地需求,也能与电网连接,实现远端供电。最为显著的是,光伏发电系统的运作过程本质上是将太阳能转化为电能,相较于传统方式,不产生废料,且无需其他能源介入发电过程。同时,该系统无噪声、无辐射等环境污染,具备显著的绿色环保特性。

二、光伏发电系统安装施工技术的要点

(一)光伏支架与组件的安装

在光伏支架的安装阶段,应严格按照相关图纸进行操作,确保支架的规格和安装角度符合要求。为了确保支架的规范性,施工人员进行了现场加工工作。在支架安装之前,对支架所用材料进行了质量检查,利用超声波技术排除内部缺陷。此外,施工人员在支架加工过程中要求在10秒内完成切割工作,并采取措施保护支架,以防止质量下降。底部采用预应力锚杆和混凝土浇筑,以提高支架的抗拉性。支架间距被限制在5米左右,以防止光伏组件之间相互遮挡,从而影响太阳能的吸收。[1]光伏组件的材料选择关键,通常采用具有高转化率的多晶硅,以提高发电效率和总产量。组件正反两面都使用约5毫米的钢化玻璃进行封装,以防止外部环境对组件的不利影响。组件通过卡扣方式牢固地固定在支架上,施工人员负责调整光伏组件之间的间隙,确保安装达到表1中规定的指标。太阳能电池板在安装时应该从下往上进行,并在安装完成后,进行微调以确保太阳能电池板光照的均匀性。

(二)机房与电缆的布置

为保证光伏设备的稳定运行,机房规划面积需大于70平方米,以容纳全部光伏设备,并保留足够空间以确保机房良好的散热性。机房总体规划中,合理设置桥架一侧,以便有效连接电缆。同时,蓄电池支架布置应为5~6个,支架间距约1米左右。电缆的选择对减少电能损耗、确保稳定传输至关重要。建议采用新型电缆,由两根绝缘平行线芯构成,外部保护套不仅能保护输电材料,还提升电缆的抗弯折性能。该电缆具备抗极端温度、抗紫外线等特性,非常适用于光伏发电系统,确保系统长期稳定运行。电缆铺设时,通过桥架连接的方式,从天窗探出,并通过光伏组件接入机房内部。每根电缆直径约为1厘米,铺设数量为60根,以确保电能有效存储于蓄电池中,电缆要在机房处汇聚。

(三)配电柜的安装

为方便施工人员进行电压调控工作,通常将配电柜安装在机房内部。在安装过程中,需保持配电柜与墙壁的距离在1米以上,以避免外界环境对配电柜的干扰。为确保配电柜的安全使用,施工人员要对金属外壳进行有效的接地处理。为提升配电柜电压调控效果,施工人员需特别关注逆变器的安装。在进行逆变器接线时,应进行加固处理,防止接线松动影响配电柜的正常运行。这一系列措施不仅有助于提高电压调控的效率,同时确保了配电柜的稳定运行。

三、光伏发电系统安装施工技术的应用场景

(一)生态行业方面

在面对土地荒漠化挑战时,将光伏发电系统与生态行业结合,为土地生态修复提供了创新解决方案。通过在荒漠地区布置太阳能电池板,实现地面的遮挡,有效减少土壤水分散失。太阳能电池板清洗时,增加了土壤水分,促进了植被恢复。光伏发电站还能固定土壤中的碳元素,提升土壤活性。中国青海、山西等地已启动类似项目。[2]例如,青海的土壤生态修复工程占地55平方千米,在光伏发电站建设后,覆盖区域植被含水量显著提升。太阳能板下10厘米处的土壤含水量增加80%,板下40厘米处增加40%。土壤有机物含量增加近12倍,微生物数量也相应增加,使土壤更适合生物生存。这一光伏应用为生态环境改善提供了可行途径,同时在推动可再生能源发展方面发挥了积极作用。

(二)渔业行业方面

将光伏发电站搭建在水面上,不仅实现了电力行业的发展,还为渔业行业带来了新的可能性,实现了资源的综合利用。具体而言,光伏发电系统具备冷却和遮光的功能,有效降低水面温度,减少水分蒸发,提升鱼虾的存活率。智能控制系统能够对水温、酸碱度等参数进行实时控制,有助于优化水生态环境。光伏发电系统的绿色环保特性也有助于保护水中的生态环境。

在中国江苏省,渔光一体项目的成功实施就是一个典型例子。项目中,在草鱼池中采用了光伏发电系统,每公顷产量达到36,000公斤,远高于平均水平的18,000公斤。在340亩的养殖区,75%的养殖区域铺设了光伏发电系统,全年总发电量达到1,400万千瓦时。同时,项目中实现了水域中水稻和空心菜的种植,年总产量分别为200公斤和3,600公斤,成功实现了发电、渔业和农业的有机结合。此外,该项目几乎没有外部环境污染,水质符合养殖水排放要求的一级标准。这样的创新模式为渔业行业提供了可持续发展的路径,同时也在实现能源可持续利用的方面发挥了积极作用。

(三)业行业方面

在业行业领域,光伏发电与农业的结合指的是将太阳能光伏板的清洁技术应用于农业的浇水灌溉中,以提升水资源的有效利用率,达到节约用水的目的。与此同时,太阳能光伏板还具有降低光照强度的作用,有助于土壤保湿,提高农作物的产量。在中国宁夏地区,位于黄河东岸的农光一体电站为业行业提供了一个创新的解决方案。该地区是中国荒漠化最严重的之一,有关企业在大约11,000平方千米的荒漠化土地上建立了农光一体电站。通过利用太阳能发电,同时发展了枸杞的种植产业园。[3]由于太阳光的辐射强度减小,该地区的枸杞开花季比其他地区晚了5个星期,产量增加了30%。这一创新整合不仅实现了能源与农业的双赢,也为我国荒漠地区的土地治理提供了一种可行的可再生能源方案。

结论:光伏发电系统的安装施工至关重要,合理的技术应用可以提高系统效率,降低能源成本。在生态、渔业和业行业等不同领域,光伏发电系统都展现出了显著的应用潜力,为相关行业提供了清洁、可持续的能源解决方案。本文的研究为光伏发电系统从业者提供了实用的技术指南,为推动清洁能源的广泛应用提供了有力的支持。

参考文献:

[1] 光伏发电系统建设项目效率提升分析. 张宇.节能,2021

[2] 光伏电站智能化运维探析. 董若飞.设备管理与维修,2020

[3] 基于分布式架构的光伏电站远程监测系统设计. 王苗苗.西安航空学院学报,2019