摘要：众所周知，世界经济目前已全面陷入能源危机的发展困境，其中海洋石油泄露问题与核电站泄露问题更是引起社会对发展可再生资源的关注。太阳能是一种清洁、丰富的可再生资源，其引领着世界能源开发与利用的方向。据统计数据表明，地面入射太阳能约250W/m2,，空间太阳辐射约353W/M2。太阳能电站是实现太阳能最大化接收与利用的必要途径，因此加强对太阳能电站的研究意义重大。本文结合某大型太阳能并网电站示范工程，就大型太阳能电站的设计与安装展开讨论，以期提高我国太阳能的开发与利用水平。 

　　关键字：太阳能电站 电站设计 电站安装 

　　为了适应经济的发展及先进技术与实际工程项目的有效结合，某市决议建设一座大型太阳能并网电站示范工程。本文主要结合该太阳能并网电站的具体情况，就其设计与安装展开讨论：某太阳能并网电站总安装面积与总装机容量分别为1600m2、155KWp，其所发电能主要供给低温粮库照明系统与冷藏机组，其中剩余电能主要由变压器实现并网。该大型太阳能并网电站发电系统主要由1台网络通讯器、1台并网配电计量柜、2台并网逆变器、3台直流汇流检测装置、860块单晶硅太阳能电池组件组成。结合该大型太阳能并网电站发电系统的具体情况，本文主要对电站设计、电站安装、电站调试展开论述，以期提高我国大型太阳能电站的设计与安装水平。 

　　一、太阳能电站的设计 

　　太阳能光伏电站设计是一套跨领域、跨专业的集成工作，其通常需综合考虑太阳能电池板布局设计、安环工艺设计、建筑一体化设计、系统数据采集方式等方面。本章节主要从上述方面就太阳能电站的设计展开讨论： 

　　（一）太阳能电站的结构设计 

　　太阳能电站的结构设计通常需遵循“符合电站自身要求、不得破坏原建筑风格与建筑结构”的原则。本案所述电站所发电能主要供给粮仓相关方面，其中粮仓是一个最大柱间距为24m的大跨度建筑。为了使建筑结构与电站结构相互融合，电站支撑点跨距应设计为24m。综合建筑外观效果及工程施工成本，太阳能电站结构最终采用箱梁结构（见图1-1）。考虑到变电站建设地域高湿度盐雾的影响，设计方提出一套与箱梁结构配套的防腐工艺，由此延长钢梁结构的使用寿命。 

　　（二）太阳能发电系统设计 

　　电站发电系统设计是整个太阳能电站设计的关键，同时也直接关乎到该电站的运行效果。太阳能电站发电系统设计通常需坚持“提高发电系统发电效率、控制电站安装成本”的工作目标。目前应用较为普遍的太阳能电池包括非晶硅电池、多晶硅电池及单晶硅电池，结合太阳能电池的生产工艺、稳定性能、发电效率、购置成本及影响因素，本工程最终选定单晶硅太阳能电池组件。逆变器的合理选择对太阳能电站的运行同样非常关键，目前应用较为普遍的逆变器包括组件逆变器、多组逆变器、组串逆变器、集中逆变器。结合太阳能电池组件的安装情况，本工程最终选定综合成本低及系统转换效率高的集中并网逆变器。此外，选择具体产品时，必须综合考虑电池组件与逆变器之间电磁的兼容性能及电气参数的匹配度。 

　　此外，太阳能电站电气主系统设计完毕以后，必须做好防雷接地系统的设计及各种辅助系统的设计，此时整个太阳能电站设计工作方才全部完成。 

　　二、太阳能电站的安装与调试 

　　太阳能电站的安装是一项系统而庞大的工程，其通常被划分为十大阶段，即钢结构施工→钢结构防腐施工→定位支架安装→太阳能电池组件安装→直流汇流装置安装→逆变器安装→并网配电柜安装→各类电缆连接→通讯线路连接→防雷接地系统安装等。 

　　（一）太阳电池组件安装与检验 

　　结合该太阳能电站的设计方案可知，太阳能电池组件的安装与检验流程如下：把太阳电池阵列架基柱预埋到既定位置→检查基柱横列水平度→（基柱检查合格）组装铁架→检测单块电池板的电压及电流→（电池板检测合格）安装太阳电池组件→检查铁架紧固件、接地线、太阳能组件的接插头→接插头与接线盒防水处理 →检测太阳电池组件阵列空载电压（由组件购货技术员负责）。 

　　（二）总体控制部分安装 

　　根据相关规范及产品说明书，依次进行如下操作：连接并网逆变器、太阳电池组件、低压配电室→观察、记录并网逆变器的运行参数→比较并网逆变器的标称参数与实际参数→分析两者之间的差距，以便后期调试。 

　　（三）组件串并方式的研究 

　　对组件串并方式的研究是太阳能电站安装成败的关键，若按照常规顺序对组件进行串并连接，其势必会造成大量电缆浪费，同时也使接线工作量与接线错误率急剧增加，即组件位置的确定需要足够多的工作人员及接线错误率也因工作人员工作量的增加而增加。基于此，该太阳能电站安装工程决定以分组方式对组件的串、并进行调整（见图2-1），由此凸显组件串联分组的规律性。实践证实，上述组件安装方式对提高工作人员接线效率与控制接线错误率至关重要，太阳能电站安装完毕的检验结果也证实了该论断。 

　　如图2-1所示，组件安装的分组方式明显优于组件安装的常规方式，即组件安装以分组方式把组件的串联与并联进行调整，使两者的空间位置分布与相对位置分布更加有条理，由此凸显出组件串联分组的规律性，这样工作人员可根据组件串联的规律性，进而减少组件安装的工作量、降低连线的错误率、提供电站安装的工作效率。 

　　（四）检查与调试 

　　待一切实物工程安装完毕以后，必须及时进行常规的电气测试与电气系统调试，其中常规的电气测试（包括接地电阻、绝缘电阻等）必须一次性合格；电气系统联网调试（如交流并网调试、直流并网调试、防孤岛效应调试、网络通讯调试等）必须顺利完成。待一切电气测试与电气系统调试工作完毕以后，必须进行一定时间的发电试运行，该时间通常应达到14天以上。若太阳能电站发电试运行的日发电量超出400度，那么该太阳能电站的设计工作与安装工作方才全部完成。 

　　结束语 

　　综上所述，太阳能电站的设计与安装是一项跨领域、跨专业的集成工作。本文结合长江流域某大型太阳能并网电站示范工程，就大型太阳能电站的设计与安装进行了全方位的阐释。研究证实，大型太阳能电站设计与安装应注意如下问题： 

　　（一）太阳能电站的结构设计应遵循“符合电站自身要求、不得破坏原建筑风格与建筑结构”的原则，若电站结构为箱梁结构，必须做好相应的钢梁结构防腐措施； 

　　（二）电站发电系统设计应以“提高发电系统发电效率、控制电站安装成本”为工作目标，其中电池组件与逆变器的选择应综合考虑两者之间电磁的兼容性能及电气参数的匹配度； 

　　（三）太阳能电站的安装应特别重视对组件串并方式的研究，同时还需清楚地认识到组件常规串并联方式的弊端，由此适时采取分组方式进行组件的串并联，进而实现减少组件安装的工作量、降低连线的错误率、提供电站安装的工作效率。 

　　参考文献： 

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　　[4]刘福才,王冬云,张海良.MSP430单片机在太阳能电站控制系统中的应用[J].中国仪器仪表,2005,12:82-84.