光伏电站结构(光伏电站结构设计)

光伏电站结构设计

实际的工作中,光伏支架设计建模作为支架设计重要的一块，是设计人员比较头疼的事情,尤其是刚接触光伏行业的设计人员更是一头雾水。

首先是软件，目前没有一个行业约定俗称的固定软件，各家用的软件都不一样：有用PKPM的，有用3D3S的，有用SAP2000的，有用staadpro的，有用Midas的，还有用结构力学求解器的…可谓五花八门，那么到底用什么软件来计算光伏支架合适呢？

作为一名合格的结构工程师，我们应该明白，软件只是工具，上述软件都可以分析结构受力，即用来做前处理,求解内力都可采用，但是，我们优先选用操作便利、国内外通用的分析软件。这里，建议采用PKPM以及SAP2000软件。

光伏电站结构设计图纸

1、 收集信息

收集准确的项目信息。包括➀所在地的气象条件➁地方补贴情况➂当地电网情况➃屋顶的结构形式，是否需要加固➄全额上网还是部分上网➅用电负荷

2、 确定方案

先与业主充分沟通，了解相关需求。根据项目屋顶面积及形式，预估可安装容量。根据业主具体要求，确定项目具体实施容量。根据容量，选取不同的设备产品，以及不同的上网形式，并测算收益变化。选取最佳收益方案作为最终方案，提交业主确认。

3、 现场踏勘

对项目屋顶进行实地考察，内容包括建筑物屋面形式，结构状况，遮挡物情况，接入配电室或开关站情况，电缆路径等，同时和业主收集相关信息。

4、 完成接入系统报告

配合业主完成接入系统报告并报当地电网公司批复，电网公司批复大约一个月时间完成。根据电网公司批复意见，对现有方案进行调整和优化。

5、技术规范书

根据最终方案，选取设备，完成设备招标技术规范书，配合业主招标。

6、完成设计

根据业主提供的图纸资料及现场收资进行平面布置，布置过程中充分考虑遮挡因素，倾角和遮挡等条件，充分利用屋面资料，结合容量要求，达到最佳收益。选取可靠经济的支架形式，并和支架厂家配合完成技术方案。根据设备资料，完成电气相关设计。

屋顶分布式光伏设计中还应注意以下内容：

1、 屋面形式决定组件和倾角，同时影响收益率。

2、 充分考虑女儿墙、天窗等遮挡因素，并计算实际阴影。

3、 组件布置应考虑检修及清洗的通道，并核实屋顶的荷载情况。

4、 部分屋顶材料反射率较高，可以考虑双面组件以提高发电效率。

光伏电站结构设计优化

光伏支架是光伏电站重要的组成部分，承载着光伏电站的发电主体。因此，支架的选择直接影响着光伏组件的运行安全、破损率及建设投资收益情况。

在选择光伏支架时，需要根据不同应用条件来选择不同材料的支架。根据光伏支架主要受力杆件所采用材料的不同，可将其分为铝合金支架、钢支架以及非金属支架（柔性支架），其中非金属支架（柔性支架）使用较少，而铝合金支架和钢支架各有特点。

非金属支架（柔性支架）是利用钢索预应力结构，解决污水处理厂、地形复杂的山地、承重较低的屋顶、林光互补、水光互补、驾校、高速公路服务区等跨度和高度所限造成传统支架结构无法安装的技术难题，有效地解决现有山谷、丘陵地带光伏电站存在的施工难度大，阳光遮挡严重，发电量低（与平整地带光伏电站对比约低过10％－35％）电站支架质量差、结构复杂等缺点。

总的来说，非金属支架（柔性支架）具有广泛的适应性、使用的灵活性、有效的安全性和土地完美二次利用经济性，是光伏支架革命性的创造。

合理的光伏支架形式能够提升系统抗风抗雪载的能力，合理运用光伏支架系统在承载方面的特性，可以进一步对其尺寸参数做优化，节约材料，进一步降低光伏系统成本。

光伏组件支架基础上作用的荷载主要有：支架及光伏组件自重（恒荷载）、风荷载、雪荷载、温度荷载及地震荷载。其中起控制作用的主要是风荷载，因此基础设计应保证风荷载作用下基础的稳定，在风荷载作用下，基础有可能出现拔起、断裂等破坏现象，基础设计应能保证在此作用力下不出现破坏。

那么，地面光伏支架基础与平面屋顶光伏支架基础的类型都有哪些？它们都有什么特征？

地面光伏支架基础

钻孔灌注桩基础：成孔较为方便，可以根据地形调整基础顶面标高，顶标高易控制，混凝土钢筋用量小，开挖量小，施工快，对原有植被破坏小。但存在混凝土现场成孔、浇筑，适用于一般填土、粘性土、粉土、砂土等。

钢螺旋基础：成孔方便，可以根据地形调整顶面标高，不受地下水影响，在冬季气候条件下照常施工，施工快，标高调整灵活，对自然环境破坏很小，不存在填挖方工程，对原有植被破坏小，不需要场平。适用于沙漠、草原、滩涂、隔壁、冻土等。但用钢材较大，且不适用于强腐蚀性地基及岩石基础。

独立基础：抗水荷载能力最强，抗洪抗风。所需钢筋混凝土量最大，人工多，土方开挖及回填量大，施工周期长，对环境破坏力大。光伏项目中已很少使用。

钢筋混凝土条形基础：此类基础形式多应用于地基承载力较差，适用于场地较为平坦，地下水位较低地区，对不均匀沉降要求较高的平单轴跟踪光伏支架中。

预制桩基础：直径约为300mm的预应力混凝土管桩或截面尺寸约为200＊200的方桩打入土中，顶部预留钢板或螺栓与上部支架前后立柱连接，深度一般小于3米，施工较为简单、快捷。

钻孔灌注桩基础：造价较低，但对土层要求较高，适用于有一定密实度的粉土或可塑、硬塑的粉质粘土中，不适用于松散的沙性土层中，土质较硬的鹅卵石或碎石则可能存在不易成孔的问题。

钢螺旋桩基础：采用专用机械将其旋入土体中，施工速度 快，无需场地平整，无土方无混凝土，最大限度保护场内植被，可随地势调节支架高度，螺旋桩可二次利用。

平面屋顶光伏支架基础

水泥配重法：在水泥屋顶浇筑水泥墩，这是常见的安装方法，优点稳固，不破坏屋顶防水。

预制水泥配重：相对制作水泥墩较省时，节约水泥地埋件。

光伏电站系统结构

1万平屋面面积能建设600kw光伏左右。在钢结构的彩钢瓦屋顶安装光伏电站，通常情况下只在朝南的一面安装光伏组件，铺设比例为1千瓦占面10平方米，也就是1兆瓦(1兆瓦=1000千瓦)项目需要使用1万平方米面积。

在砖瓦结构屋顶安装光伏电站，一般会选在08:00—16:00没有遮挡的屋顶区域铺满光伏组件，虽然安装方式与彩钢屋顶不同，但是铺设比例却相似，也是1千瓦占面积10平方米左右

光伏电站结构设计方案

光伏发电系统通常由光伏方阵、蓄电池组（可选）、蓄电池控制器（可选）、逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系统等设备组成：高倍聚光光伏系统（HCPV）还包括聚光部分（通常为聚光透镜或者反射镜）。

光伏方阵光伏方阵（PV Array）称光伏阵列，是由若干个光伏组件或光伏板按一定方式组装在一起并且具有同定的支撑结构而构成的直流发电单元。蓄电池组的作用是贮存太阳电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。逆变器是将直流电转换成交流电的设备。

光伏电站结构设计规范

一种光伏屋顶结构，包括固定在屋顶的底框，底框上平行设置有若干个滑轨，滑轨上滑动设置有若干个太阳能电池板，太阳能电池板背面设置有挂接机构，相邻两个滑轨之间设置有若干个定位销，挂接机构与任意一个定位销选择性连接，相邻两个太阳能电池板之间连接有连接板；连接板包括硬质主体，硬质主体两侧设置有橡胶侧翼，橡胶侧翼的边缘固定有夹片，夹片与太阳能电池板的边缘固定连接，硬质主体上设置有若干个第一通孔，太阳能电池板背面设置有若干个相互平行的导流槽。

作为优选，所述第一通孔的底边设置有弧形导流片，弧形导流片上设置有与第一通孔轴向平行的缝隙。

作为优选，所述太阳能电池板的底部设置有与滑轨相互配合的滑块，滑块的外侧设置有橡胶层。

作为优选，所述挂接机构包括安装槽，安装槽内对称设置有两个第一弹簧体，第一弹簧体的外侧端连接有手柄，第一弹簧体的内侧端连接有固定块，定位销与固定块相互卡接。

作为优选，所述夹片包括通过第二弹簧体相互铰接的夹持臂，夹持臂顶部的中间设置有第一齿形部，第一齿形部的两侧设置有第二齿形部，第二齿形部的高度高于第一齿形部的高度。

一种上述的光伏屋顶结构的安装方法，包括以下步骤：

A、将底框固定在屋顶上；

B、将太阳能电池板的底边安放至对应的滑轨内，然后通过选择不同的定位销与挂接机构连接，实现太阳能电池板仰角角度的调整；

C、使用夹片将连接板连接在相临的两个太阳能电池板上。

作为优选，步骤A中，底框通过螺栓固定在屋顶上，并在底框和屋顶的接触面上涂抹密封胶。

作为优选，安装前对定位销与挂接机构进行防锈处理。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明提供的光伏屋顶可以在太阳能电池板的上下形成相互流动的气流结构，通风效果好，安装方便，便于后期的维护。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中第一通孔的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中滑块与滑轨相互配合安装的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中挂接机构的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中夹片的结构图。

图中：1、底框；2、滑轨；3、太阳能电池板；4、挂接机构；5、定位销；6、连接板；7、硬质主体；8、橡胶侧翼；9、夹片；10、第一通孔；11、导流槽；12、弧形导流片；13、缝隙；14、滑块；15、橡胶层；16、安装槽；17、第一弹簧体；18、手柄；19、固定块；20、第二弹簧体；21、夹持臂；22、第一齿形部；23、第二齿形部。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括固定在屋顶的底框1，底框1上平行设置有若干个滑轨2，滑轨2上滑动设置有若干个太阳能电池板3，太阳能电池板3背面设置有挂接机构4，相邻两个滑轨2之间设置有若干个定位销5，挂接机构4与任意一个定位销5选择性连接，相邻两个太阳能电池板3之间连接有连接板6；连接板6包括硬质主体7，硬质主体7两侧设置有橡胶侧翼8，橡胶侧翼8的边缘固定有夹片9，夹片9与太阳能电池板3的边缘固定连接，硬质主体7上设置有若干个第一通孔10，太阳能电池板3背面设置有若干个相互平行的导流槽11。第一通孔10的底边设置有弧形导流片12，弧形导流片12上设置有与第一通孔10轴向平行的缝隙13。太阳能电池板3的底部设置有与滑轨2相互配合的滑块14，滑块14的外侧设置有橡胶层15。挂接机构4包括安装槽16，安装槽16内对称设置有两个第一弹簧体17，第一弹簧体17的外侧端连接有手柄18，第一弹簧体17的内侧端连接有固定块19，定位销5与固定块19相互卡接。夹片9包括通过第二弹簧体20相互铰接的夹持臂21，夹持臂21顶部的中间设置有第一齿形部22，第一齿形部22的两侧设置有第二齿形部23，第二齿形部23的高度高于第一齿形部22的高度。

一种上述的光伏屋顶结构的安装方法，包括以下步骤：

A、将底框1固定在屋顶上；

B、将太阳能电池板3的底边安放至对应的滑轨2内，然后通过选择不同的定位销5与挂接机构4连接，实现太阳能电池板3仰角角度的调整；

C、使用夹片9将连接板6连接在相临的两个太阳能电池板3上。

步骤A中，底框1通过螺栓固定在屋顶上，并在底框1和屋顶的接触面上涂抹密封胶。

安装前对定位销5与挂接机构4进行防锈处理。

本发明尤其适合在热带气候的环境中使用，可以有效降低太阳能电池板的热衰减。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

光伏电站典型设计

这个是属于分布式并网的一个规定，也是光伏并网电源的一个缺点，即受天气和环境影响大，尤其是晚上，工业和生活还需要电力的时候，光伏电站是待机的，不发电的。这个也是为什么光伏电站只能在现在电力发电系统中作为配角，而主角依旧是火力发电，很大程度上是基于稳定性来考虑，也是在光伏系统设计的时候，必须考虑的一个参数。

在现代电网中，供电容量和负载容量在25%比例的时候，电网是不会崩溃的，相关的保护动作是不会动作的。 所以即使在光伏电站不发电的时候，电网还是可以运行的。

如果作为地面的集中式并网发电，并网光伏组件的总功率和变压器容量是1比1的。

光伏电站设计图

一、光伏发电工程验收规范最新标准

　　1、工程竣工，组织相关人员竣工验收前资料检查竣工验收

　　2、出具工程质量评价报告

　　3、有问题的，按要求全部整改完毕

　　4、准备好相关验收材料，提交竣工验收申请书实际工作整理的现场验收注意事项：

1、支架安装的验收

支架是光伏电站的根基，验收注意事项：

(1)支架挂钩的数量应按设计的数量安装，不可少装，现场情况特殊时，可调整挂钩的固定位置，但沿铝轨的相邻挂钩间距应不超过1.4米;

(2)挂钩与木梁或木板固定时，螺钉数量不得少于6颗，且拧紧力度符合要求。

(3)导轨两端挑出挂钩的长度不超过0.5米;

(4)采用紧固件的支架，紧固点应牢固，不应有弹垫未压平等现象;

(5)支架安装的垂直度及水平度的偏差应符合现行国家标准《光伏电站施工规范》的有关规定;

(6)支架的防腐处理应符合设计要求光伏组件安装的验收

光伏组件是光伏电站中最重要的部分，验收注意事项：

(1)光伏组件的外观及接线盒、连接器应完好无损，无划伤及隐裂现象;

(2)公母连接头的制作应采用专门工具压接牢固，正负极无误，塑料外壳旋紧到位;

(3)连接头应使用扎带扎在铝轨上，禁止落在瓦片上，且扎带应采用包塑镀锌铁丝或耐候性更好的绑扎线;

(4)组件压块位置应符合组件安装规范，压块与邻近边框的距离应控制在20~40cm;

(5)相邻光伏组件边缘高差小于等于2mm，同组光伏组件边缘高差小于等于5mm;

(6)组串接线严格按照设计图纸，标记应准确、清晰、不褪色，粘贴牢固，并对开路电压进行测试。光伏逆变器是光伏电站的中枢神经，验收注意事项：

(1)逆变器应按照逆变器说明书安装，确保逆变器之间预留30cm间距，室外安装逆变器需加装雨棚，避免安装在易燃易爆物品附近;

(2)逆变器外观及主要零部件不应有损坏和受潮现象，元器件不应有松动或丢失;

(3)逆变器的型号与设计清单一致，标签内容应符合要求，应标明负载的连接点和直流侧极性;

(4)交直流连接头因连接牢固，避免松动，交直流电表箱是用电安全的一种保障，验收注意事项：

(1)电表箱应按照逆变器说明书安装，尽量靠近并网点安装，安装高度1.8米，避免安装在易燃易爆物品附近;

(2)电表箱外观及主要零部件不应有损坏和受潮现象，元器件不应有松动或丢失;

(3)电表箱的型号与设计清单一致，标签内容应符合要求，应标明光伏侧进线和负载侧出线;

(4)电表箱内连接端子因连接牢固，避免松动，交直流进出线应套软管。

5、电缆安装的验收

电缆选择需排除火灾隐患，验收注意事项：

(1)直流电缆的规格应符合设计要求，标志牌应装设齐全、正确、清晰;

(2)走线应横平竖直，美观牢固，从组串的引出线开始所有交直流电缆等应全部套管敷设，特殊情况可用软管过渡，管卡应采用不锈钢等耐候性材料，电缆管内径尺寸与电缆外径尺寸之比不得小于1.5;

(3)交直流电缆采用PVC管穿管后，因采取措施避免将雨水引入室内或电表箱内;

(4)防火措施应符合设计要求;

(5)交流电缆安装的验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》的有关规定。

6、电站监控防雷与接地安装的验收

防雷与接地安装关系到光伏电站的安全性，验收注意事项：

(1)光伏发电站防雷系统的施工应按照设计文件的要求进行;

(2)组件通过接地片与支架连接，应确保接地片刺破铝轨及组件边框的氧化膜;

(3)支架接地线应使用16mm⊃2;以上铜线或者35mm⊃2;以上铝线，并在电缆端头压配套鼻头，单独套管走线，禁止与逆变器交流电缆一起套管，禁止将支架的接地引下线直接接到电表箱的接地排上;

(4)接地连接采用焊接，焊接长度符合规范要求，焊接段应除焊渣做防腐处理，有色金属连接线应采用螺栓连接或压接方式;

(5)电表箱到接地极的接地线应使用10mm⊃2;以上铜线或者25mm⊃2;以上铝线，并在电缆端头压配套鼻头，禁止使用4mm⊃2;光伏电缆替代;

(6)光伏发电站的接地电阻阻值应满足设计要求(小于10Ω)。注：未尽事宜应按相应国家、地区、行业规范执行。系统安装的验收

监控的正常运行关系到发电量，验进出线应套软管。

光伏电站的结构

1.防雷器　2.直流断路器

3.主控板

4.直流正极汇流板(每路输入串接一路熔丝)

5.通讯RS485端子

6.直流正极汇流输出

7.直流负极汇流输出

8.直流负极汇流板(每路输入串接一路熔丝)

扩展资料

技术参数

输入路数：4路/8路/12路/16路

输入范围：DC±18A

反应时间：1s

测量精度：光伏电池测量0.5级、外部模拟量0.2级

RS485通信：RS485/Modbus-RTU协议，4800/9600/19200/38400bps

温度/湿度：工作温度：-25~+60℃，湿度95%，无凝露、无腐蚀性气体场所

海拔：≤2000m

9.接地端子