光伏工程特点范例6篇

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光伏工程特点

光伏工程特点范文1

【关键词】电子信息工程;光伏电场;实践应用

光伏发电是当前较为前沿和具有广阔发展前景的新型发电方式,其因为自身的绿色、无污染及可再生等特点受到社会各界的广泛关注。由于我国疆域辽阔,纬度跨越较大,光照资源极其丰富,所以在我国研究光伏发电相关问题具有十分重要的现实意义。据专家估计,到十三五结束时,我国的光伏发电将会占到全国总电力装机的6%左右,大量的光伏电场将会相继建成并且投入使用。在光伏电场中,电子信息工程技术也发挥着至关重要的作用,成为影响光伏发电技术不断向前进步的重要因素之一,研究电子信息工程技术在光伏电场中的应用不仅仅能够促进光伏发电技术的发展,对于电子信息工程技术本身也具有重要意义。

1相关概念综述

光伏发电中的“光伏”,实际上指的是光生伏特效应,即我们常说的光伏效应,它指的是半导体在受到光照射时能够产生电动势的现象。当前最为广泛的应用就是制作各种光电池等等,进一步发展为光伏发电。光伏发电中的光主要指的是太阳光,光伏发电指的就是利用光生伏特效应基本原理,利用特制的太阳能电池,将太阳光能直接转化为电能的全部过程。由于太阳光是一种非常绿色环保,不会产生污染并且从某种程度上来说是取之不尽、用之不竭的能源,所以当前光伏发电已经成为受到广泛关注的一种新型能源利用方式。电子信息工程则是依托于计算机技术发展的一门应用学科,它只要研究的对象是电子信息的处理和控制等等。基于电子信息业在当前已经成为全国五大支柱产业之一,电子信息工程专业在当前也成为非常热门的学科和专业。而光伏电场中的电子信息工程技术应用在当前仍然局限在电子信息工程技术专业本身的特点和范畴内,其主要发挥的作用仍然是信息的获取和处理。

2电子信息工程技术在光伏电场中应用的重要意义

电子信息工程技术在光伏电场中得以广泛应用,对于光伏发电的发展具有十分重要的现实意义,主要表现在以下两个方面:首先,它能够在获取数据、处理数据方面更加精确,为光伏电场作业提供更加准确的数据依据。要知道,光伏发电中基本上都是电子元器而很少有机械原件,相较起来更容易发生各种故障,需要做好更为精准的监控和控制。并且在光伏电场中,各项传感器测量的参数需要非常精确,参数的细微差别将会对整个发电系统的监控和处理都产生巨大的影响。其次,它大大解放了人力和物力资源,能够以充足的资源投入到更多的方面去确保光伏发电系统的正常运行。在计算机没有广泛应用之前,发电站的数据监测和处理只能够依靠人力,不仅给工作人员带来了巨大的工作压力,也容易出现各种细微的谬误。电子信息工程技术作为一项在当前非常成熟的技术,无论是数据监测还是数据采集又或者是数据统计都非常快捷和精确,解放了大量的人力物力。

3电子信息工程技术在光伏电场中应用的实际应用

电子信息工程技术在光伏电场中的实际应用主要表现在四个方面,分别是数据测量、数据采集、数据分析和数据统计。首先,数据测量中的实际应用。传感器是光伏发电中最重要的部分之一,其主要承担的是数据测量的重要任务。传感器测量的数据是否准确将会对整个发电系统产生巨大影响。电子信息工程技术的发展使得传感器测量的周期性误差、偶然性误差、量化性误差都进一步降低,测量数据更加精确。其次,数据采集中的实际应用。传感器可不仅仅是进行数据测量,其在测量出数据以后,会进一步进行数据采集并进行传送。在电子信息工程技术广泛应用之前,数据的采集和传输需要进行模拟转换,需要将数据先转化为模拟信号,再转化为数字信息,很容易出现失真情况。而电子信息工程技术可以将数据直接传输,最大可能地确保数据的精确性。再次,数据分析中的实际应用。这里的数据分析并不像字面上说的那样仅仅进行数据的分析,电子工程技术发展到今天甚至能够直接根据数据进行决策。举例来说,光能相较于水能来说,可控性更差,所以很容易出现孤岛现象,而利用电子信息工程技术,光伏并网的决策系统就能够在受到异常波形时及时作出分析和决策。最后,数据统计中的实际应用。传统的数据统计依赖于人力,容易出现错误。而数据统计在光伏发电中起到的作用是非常重要的,电场通过长期对数据的测量、收集和分析,能够据此作出进一步的决策和改善。电子信息工程技术的发展能够有效地统计电场运行以来的各项数据,对光伏发电过程不断改进,使其能够更加稳定、高效率地运行和发展。

4结语

当前的时代是计算机的时代和网络的时代,严格意义上来说电子信息工程技术已经不是一门前沿的学科,而成为在现实生活中应用非常广泛的成熟学科。但是由于电子信息工程技术本身无穷无尽的发展潜力,其可以与很多前沿的学科和实践活动相结合,形成创新性的实践应用,在光伏电场中发挥重要作用就是电子信息工程技术近些年来与实践领域相结合的最好例证。当前电子信息工程技术在光伏电场中的实际应用主要是在处理数据方面,最得到广泛应用的是在数据测量、数据采集、数据分析和数据统计中的应用,其仍然没有摆脱电子信息工程技术本身的特点。未来随着电子信息工程技术的不断发展和光伏发电的不断发展,相信二者会有更多的结合,为全面发展我国社会经济提供重要的基础性保障。

参考文献:

[1]王本煜.电子信息工程技术在光伏电场中的应用[J].电子制作,2015,0(12):111~112.

[2]白波,王蔚琼,张主杰,刘炎东.关于光伏电场中的电子信息工程技术分析[J].中国新通信,2015,05,(07):165~166.

光伏工程特点范文2

关键词 教材建设;项目化教学;立体化教材

中图分类号:G712 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2014)02-0065-02

Research on Higher Vocational Teaching Material Construction of Photovoltaic Power Engineering Technology//Zhan Xinsheng, Ji Zhi

Abstract The necessity of teaching material Photovoltaic Power Engineering Technology construction is analyzed. The content, basic ideas, compilation principles and the three-dimensional teaching construction of textbook are stated in this paper.

Key words teaching material construction; project teaching; three-dimensional teaching material

1 引言

光伏产业是一个潜力无限的新兴产业。在追求低碳社会的今天,社会越来越重视清洁的可再生源——太阳能,光伏技术和光伏产业已越来越受到世界各国的重视。我国光伏专业教育还比较滞后,部分高职院校开设了光伏发电技术及相关专业,但国内系统介绍光伏发电技术的高职高专类教材还比较缺乏,且现用教材多为科普类或理论性很强的专业研究书籍。教材建设是高职院校学科建设、课程建设的重要组成部分,教材建设的好坏直接影响教学质量,直接关系到人才培养的质量[1]。为了满足高等职业教育发展要求,提升光伏发电技术类专业学生的光伏发电工程技术理论知识、实践操作技能和综合素质,现以《光伏发电工程技术》教材建设为例,谈谈笔者对该教材的一些看法。

2 根据人才培养要求确定教学(教材)内容

通过对企业进行调研,可知企业对光伏系统集成工程技术人员的要求(仅作参考):具备扎实的光伏发电工程技术的理论知识和光伏发电系统设计及施工等方面基本技能;具有光伏发电系统设计、安装施工、系统调试、系统维护等能力。光伏发电工程技术这门课是光伏发电技术专业的一门核心课程,根据企业对人才的要求确定该门课程的教学目标:理解光伏发电原理;掌握光伏发电系统的组成、设计过程、施工技术、运行维护等;能够运用光伏工程技术相关知识进行光伏发电系统的设计、施工、运行维护、故障排除等。由此确定教材的编写内容包括光伏发电原理,光伏发电系统组成及原理,光伏发电系统设计,光伏发电系统的运行、维护及故障排除等。

3 教材编写的基本思路

教材建设的基本思想:进一步明确光伏发电工程技术课程的能力目标,以实际光伏发电工程实例(如3 kWp光伏发电系统设计、施工、运行维护等)为主线,按照以完成项目(或任务)为中心、相关知识为支撑的思路进行编写。

通过对高职光伏发电技术类专业学生的职业岗位能力分析,光伏发电工程技术课程能力要求如下:能识别光伏发电系统(或光伏电站)的主要部件,分析其工作原理;能画出实用光伏发电系统的设计流程图,说明设计内容、思路及应考虑的问题;能对光伏组件、蓄电池容量、逆变器、控制器进行选型;能分析控制器电路和逆变器电路的工作过程;能进行光伏发电系统防雷及光伏阵列支架的设计;能对光伏发电系统进行安装施工(支架、组件、逆变器、控制器、交直流配电柜、汇流箱等安装,防雷和接地施工);能对光伏发电系统运前进行检查、运行维护、故障维修等。

“项目化教学”是目前高等职业教育中应用比较多的一种教学方法,它是将一个相对独立的项目或任务交给学生独立去完成,教师在项目实施中起到咨询、指导和解疑答惑的作用。这种教学方法能充分调动学生学习的积极性,让学生带着问题去学习,提高学生学习的积极性,使学生在“学中做,做中学”,从而掌握知识,形成技能。

根据光伏发电工程技术教学内容、教学要求,确定该教材的编写项目。该教材共包括4个项目:光伏发电系统组成及分析;光伏发电系统的设计(包括光伏组件的选型、光伏控制器的选型、光伏逆变器的选型、防雷及光伏阵列支架的设计);光伏发电系统的施工;光伏发电系统的运行、维护及故障排除等。每个项目中又包括若干个任务。

4 教材编写的原则

校企合作共同编写 2010年颁布的《教育部财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》提出,企业应通过直接参与教学过程、校企合作共同开发课程和教材,以及共建校内外实训基地等措施促进校、企的深度融合。高职教育的培养目标要求高职专业教材的开发应由企业工程技术人员和高职院校一线教师共同开发[2]。由于光伏发电技术专业建设相对较晚,其专业教师大多是由电气技术、电子技术、自动化技术等专业转来的,很少到光伏企业一线学习或实践锻炼,对企业生产这一部分相对不太熟悉。而光伏发电的工程技术人员具有光伏电站设计施工、现场管理和操作的经验。为了使编写的教材更贴近生产实际,确保教材实用性、先进性,该教材的编写应由学校的教师与光伏企业工程技术人员共同编写。校企合作共建教材,还便于借鉴企业相关技术资料,如光伏发电工程实践(案例)、企业操作规程、质量管理和工程验收标准,从而保证编写的教材内容符合行业标准和技术规范。

按照行业领域工作过程的逻辑确定教学单元 教材的编写应按照光伏发电工程技术流程安排教学单元,教学单元完整且符合生产实际。光伏发电工程技术流程:光伏发电系统的设计(光伏组件的选型,控制器和逆变器选型,蓄电池的选型,防雷及光伏阵列支架的设计,并网系统设计等)光伏发电系统安装施工光伏发电系统的运行、维护及故障排除。

教材的编写应符合高职学生学习习惯 根据学生的认知特点和课程内容的特点,合理编排内容顺序;编写时尽量以图代文、以表代文,能用图或表格表达清楚的尽量不用文字表述,淡化示意图,增加实物图,从而便于学生理解和接受;多增加一些工程案例或光伏发电在生活、工作中应用的知识等,提高学生学习兴趣。

体现“任务引领”的职业教育教学特色 采用“项目—任务”的模式编写教材。每个项目里面有若干个任务,在任务中有任务目标、相关知识、任务实施等环节。任务目标给出本次任务的教学要求,相关知识主要阐述完成本次任务所需的相关任务知识,任务实施就是实践操作(完成任务)。这样编排将实践操作(任务实施)和理论知识有机地结合起来,便于进行理实一体化教学。

5 加强立体化教材的建设

教材建设不只是纸质教科书的建设,纸质教材只是教材建设中一部分。现阶段的高职学生大多为“90后”,习惯于声、光、电、影像、图片、网络等多形式、多渠道认识新事物,这给教材建设提出更高的要求。立体化教材是指依托现代教育技术,以能力培养为目标,以纸质教材为基础,以多媒介、多形态、多用途及多层次的教学资源和多种教学服务为内容的结构性配套教学出版物的集合[3]。立体化教材以其多样性、个性化、实用性、交互性的特点,最大限度地满足了教学的需要。

光伏发电工程技术立体化教材主要包括主教材、实验实训教材、电子教案(或多媒体课件)、网络教材、视频资源、动画资源、图片资源等。

6 结束语

随着光伏技术和光伏行业的蓬勃发展,光伏企业对人才的需求也将越来越多,质量也越来越高。加强光伏发电工程技术教材的建设,将有利于该课程的教学改革,有利于提高该专业教学质量,为光伏企业培养出更多优秀技术技能型专门人才。

参考文献

[1]彭中权,熊顺林.高职学院教材建设的分析及思考[J].教育界,2011(30):19.

光伏工程特点范文3

关键词:BIPV 施工 工程 管理

0 引言

建筑耗能是当今第一大能耗领域,BIPV的出现使建筑与太阳能的应用跨入一个新的时代,随着城市建设的加快和对建筑节能环保的要求,BIPV工程得到了越来越广泛的应用。对于建设单位和施工单位来说,如何既快又好地开展BIPV工程的施工建设,成为工程管理人员一直探索的问题。

1 项目人员配置

BIPV工程不同于单纯的建筑幕墙或者机电工程,建筑与电气部分可同时开展又相互制约,所以首先在人员配置中项目经理要做好分工与协调,将建筑与电气专业各设专人负责,以保证工程质量,其它人员统一配置,统筹安排,以达最优组合。施工队方面,按工种将专业细分成各作业班组。

2 材料与设备供应

由上表可知,工程最先进入采购程序的应是光伏构件与逆变器——其采购周期最长,最先需要进场的是钢材及配件——以保证施工队能进场开始施工,其它在配电室安装的设备如配电柜宜在现场具备安装条件再进场,以避免设备因二次搬运而有所损坏。

项目经理可根据材料供货周期编制材料供应计划,组织人员下单采购。

3 分项工程施工流程方框图

BIPV工程施工具有以下三个显著的特点:①建筑与电气施工紧密结合。BIPV工程始于建筑结构施工,止于电气系统调试运行,中间交叉进行又相互影响。②室内与室外作业同时存在。整个工程可分幕墙(或屋顶)部分和室内部分,因作业区域一般无重叠,两者可以同时进行施工而互不影响。③离不开土建及内装等施工单位的配合。BIPV的预埋件与后置埋件需要土建总包的配合,桥架与交流电缆、通讯电缆敷设需要内装与机电安装单位配合。

因此,可根据BIPV工程制定如图3-1所示优化施工流程方框图:

4 分项工程安排与控制

4.1 预埋构件 为了保证幕墙与主体结构连接牢固,幕墙与主体结构连接的预埋件应在主体结构施工时,按设计要求的数量、位置和方法进行埋设。埋设应牢固、位置准确。

4.2 测量放线 立面:应根据主体结构各层往上竖向轴线,对照原结构设计图轴距尺寸,用经纬仪核实后,在各层楼板边缘弹出竖向龙骨的中心线,并控制误差。

屋顶:核实主体结构实际总标高是否与设计总标高相符,曲形屋面需核对每个钢结构节点标高,同时把楼面标高标在楼板边,便于安装光伏屋顶时核对。

4.3 支撑系统安装 光伏幕墙在主体结构的混凝土楼板或梁内预埋铁件,连接件与预埋件焊接,然后再用螺栓再与立柱连接;钢结构的光伏屋顶可直接将连接件焊接在钢结构上。立柱安装后再安装横梁,在安装横梁时。连接固定横梁的连接件、螺栓的材质、规格、品种、数量必须符合设计要求,螺栓应有防松脱的措施;横梁两端的连接件及弹性橡胶垫应安装在立柱的预定位置,确保其牢固,其接缝应以密封胶密封;同一层的横梁安装的顺序应由下向上进行。当安装完一层高度时,应随时进行检查、调整、校正、固定,使其偏差控制在允许范围内。

4.4 防雷系统安装 BIPV工程防雷主要为防感应雷与直击雷,感应雷通过在线路中分级设置浪涌保护器实现保护,直击雷防护措施如下:

①光伏幕墙防雷件应按设计要求施工,幕墙的均压环应与主体结构避雷系统可靠连接。②光伏屋顶BIPV防雷接闪器有安装避雷带和避雷针两种方式,考虑建筑美观和施工难易,通常选用避雷带,其接地电阻应小于4欧姆。在光伏构件安装完成之后,才可焊接避雷带。

4.5 电缆桥架安装 BIPV工程直流电缆桥架和汇流箱一般设计为靠近光伏构件安装,以节约电缆用量,桥架盖或者侧边开孔,便于直流电缆进入,孔边部用自由绝缘护套包扎或橡胶圈垫上,保证不损伤电缆。

若是金属桥架,桥架两端须做好接地,桥架之间接地线连接可靠,钢制桥架直线段如超过30米应设伸缩节。

4.6 电缆敷设 BIPV工程的电缆包含直流电缆、交流电缆与通讯电缆。BIPV工程区别于传统幕墙的显著特点是其在原有建筑构件上增加了直流电缆线路的设计,而如何处理好走线美观及安全性是施工单位重点考虑的问题。下表列出各电缆施工特点:

直流电缆敷设作业面贴近光伏构件,往往依靠其支撑结构来兼作线槽,其施工应在龙骨与线槽安装完毕、光伏构件安装之前进行,否则装上光伏构件后再进行电缆敷设难度将大大增加;此外,直流走线还须考虑光伏构件之间串联的电缆。

4.7 汇流箱安装 汇流箱具有组串汇流、防雷等功能,其安装位置宜接近直流电缆桥架,且在所属光伏构件区域的中间位置,节省直流电缆用量。同时汇流箱的安装位置需要考虑通风散热、检修维护等方便。汇流箱的支架应在现场制作,安装孔位预先钻好,与桥架同时安装,在光伏构件安装前上述工作应全部安装完毕。

4.8 光伏构件安装 光伏构件安装按吊运、排布、接线、注胶的顺序进行。

4.9 配电室基础型钢、接地及桥架安装 设计有光伏配电室的BIPV工程,所有电气设备及箱体基础型钢等应可靠接地。接地网可用扁钢焊接形成网格。光伏并网柜宜设计为下进下出线方式,故桥架宜在其底部敷设,落入型钢空间内。

4.10 逆变器的安装 逆变器如是小型挂墙式安装,则先将逆变器的安装底板固定于墙上,检查在前后左右间距是否满足逆变器厂家要求,再将逆变器徐徐挂上;如是落地式安装,则同配电柜要求一致。

安装配电柜时,用滚杠、撬棍徐徐就位。安装多台柜时,应在沟上垫好脚手板,从一端开始,逐台就位,穿上螺栓拧牢。然后拉线找平直,高低差可用钢垫片垫于螺栓处找平,柜与柜间螺丝连接牢固,各柜连接紧密无明显缝隙,垂直误差每米不大于1.5mm,水平误差每米不大于 1mm,但总误差不大于5mm,柜面连接横平竖直。

5 检测与调试

5.1 施工过程中的检测与隐蔽验收

BIPV工程中光伏构件与逆变器等主要设备的检测在厂家完成,现场施工中重点是保证交直流线路的通畅与安全,故在每一分项完成之后,需及时检测其接通、绝缘等情况。

直流线路作为最分散、量最大的电缆敷设工程,为确保线路的安全性,其检测可分三个阶段:①光伏构件至汇流箱的电缆敷设完之后、电缆掩体(如工字形铝龙骨侧边盖)未封闭之前,需进行一次线路测量,检查每路的开路电压,确认光伏构件及线路是否正常,此时因隐蔽在铝龙骨内的电缆可见,若线路有故障或者光伏构件有问题,处理起来比较简单;②掩体封闭(铝龙骨侧边盖扣上)和汇流箱内接线完成之后,再对每组进线电压进行测量,因安装龙骨扣盖可能导致使电缆中间的接头松动;③汇流箱至逆变器的电缆敷设完毕后,对其进行电压检测,防止其接线和编号错误,同时分别测量正负极对地和箱体外壳等的绝缘情况,检查是否出现对地绝缘故障。

此外须对交流电缆及桥架的绝缘及接地情况进行检查,符合要求才可进行隐蔽验收。

5.2 并网调试操作

所有接线工程完成后即可进入调试程序,系统调试可按如下步骤进行:① 电气线路检查;②汇流箱、并网柜等检查;③接地电阻的测试;④;直流侧检测;⑤交流侧(电网)检测;⑥并网操作。

6 结语

BIPV给传统的建筑赋上绿色节能的意义,它改变了建筑仅仅是耗能品的观念,为促进BIPV的推广应用,本文从施工与项目管理出发,根据BIPV工程特点,探索了一套缩短施工周期、控制工程质量的管理与实施方法,希望能为后续更多的工程起一定的指导与参考作用。

光伏工程特点范文4

【关键词】光伏电站 接地系统

能源是社会发展和存在的基石,随着世界经济的不断发展,从古至今能源的消费在不断攀升,且必将成为未来社会科学发展的核心竞争力之一。在化石能源供应日趋紧张的今天,大规模开发利用可再生能源早已成为世界各国能源战略的重要组成部分。我国的太阳能、风能等新能源开发从前些年的爆发式容量增长到如今追求的更科学、更多样和更安全,新能源产业依旧在蓬勃发展,如图1。

现今,随着光伏发电技术的日趋成熟和大量已建成光伏电站的运营,系统安全性已经成为了保障日常生产的重要因素。以往许多人们对于“小容量”光伏电站的接地、防雷问题并不重视,但随着太阳能电池板功率和电站系统容量的增大,近年来由于接地不良造成的人身触电伤亡事件已为数不少。本文将列举在建设过程中可能会遇到的接地施工问题并浅析接地技术。

1 光伏电站接地系统常见问题

光伏系统布线复杂、支路繁多、距离长、面积大,不可避免的会受到自然界和人为破坏,从而使光伏电站出现接地故障。一般情况下,在发生一极接地时,由于没有构成接地电流回路而不会引起危害。但一极长期接地工作依然是危险的,当另一个地点同时发生接地故障时,将可能造成直流电源短路,烧毁熔断器和开关,甚至导致逆变器故障。此外,防雷系统的故障,更会直接导致人身和设备的损害。通过在青海等地进行光伏电站EPC总承包和调研工作,发现在建设过程中接地系统常见的施工问题如下:

(1)接地引下线和避雷带焊接长度不够(圆钢不应小于六倍直径,扁钢不小于两倍宽度);焊接不合格,焊接处有焊瘤、气孔和夹渣;未敲除焊渣。

(2)接地引下线、避雷带变形,脱离支架。

(3)用结构金属材料代替避雷针及接地引下线,镀锌焊接后未刷防腐漆。

(4)接地体引下线未做防腐处理。

(5)接地线穿墙时未加设保护套管。

(6)屋内电气设备外壳未与接地系统连接。

(7)电气设备接地线未与地网连接。

(8)接地体、地网安装敷设过浅(不应小于0.8米;若有冻土层,则应敷设在冻土层以下)。

在光伏电站的建设施工过程中,接地工程多为隐蔽工程和边角工程,经常被施工和监理人员所忽视。而有些接地系统一旦发生故障,在广阔的厂区检测故障点并修复往往要耗费大量人力和时间。因此,在建设过程中,各参建方应仔细审查、理解设计图纸,各专业协同合作,对于设计图纸中衔接不清或施工中存在的不确定应及时反映沟通,勿要放任敷衍,导致返工乃至威胁设备和人身安全。

2 光伏电站接地系统

2.1 接地电阻

为防止触电或保护设备的安全,将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好电气连接叫做接地。接地系统包括需接地设备、接地引下线、接地体和大地。接地电阻是指电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻,它包括接地引下线和接地体本身的电阻、接地体与大地之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。接地电阻大小直接体现了电气装置与大地“接触”的良好程度,是检测接地系统是否合格的直接参数。

一般在光伏电站中,接地引下线和接地体的电阻很小,多可忽略。系统的接地电阻主要为接地体到大地无限远处的电阻,即主要由接地体周围的土壤电阻率决定。

2.2 土壤电阻率

土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值,单位是欧姆・米。土壤电阻率的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度、土壤含水量和土质颗粒的大小,如表一。

2.3 接地方式

光伏电站接地系统通常有两大类:一是防雷接地,二是工作接地。不同类型的接地,要求也不尽相同。防雷接地的接地电阻值一般在4-30欧,而工作接地的接地电阻一般在0.5-10欧。光伏电站占地面积虽大但布局空间有限,为了满足接地电阻的要求,往往采用全站共用接地系统的设计方案。

2.3.1 防雷接地

光伏电站由于占地面积相对较大,周围地势多相对平缓且厂区内无高大建筑,其防雷措施主要为:

(1)加设避雷针以防止直击雷并满足保护半径,高度多在20-35米。但为了保证光伏电池组件的运行安全和效率,应避免对组件造成遮挡阴影。

(2)光伏组件支架可靠接地。

(3)汇流箱进出端口处加设避雷器。

2.3.2 工作接地

工作接地方式主要有以下三种类型:

(1)中性点非直接接地方式(I-T)。用电设备中性点不接入大地,如图2。

(2)单个保护接地方式(T-T)。电源变压器的中性点直接接地,用电设备外壳可导电部分直接接入大地如图3。

(3)中性点直接接地方式(T-N)。在这种方式中,电力系统变压器中性点直接接地,用电设备外壳可导电部分通过接地引下线和接地系统作良好的金属性连接,如图4。

光伏电站接地系统敷设常会面临下列三项问题:

a.选择主控室和各逆变器室位置

主控室和逆变器室应尽量选择在电阻率减低的土壤周围。但光伏电站各电气室受空间限制较大,亦可将接地体敷设在电阻率较低的土壤里。

b.使用化学降阻剂

化学降阻剂一般为高分子合成树脂和电解水溶液并混合固化剂而成。将其注入接地体周围后会变成固液混合形态,大大降低该处电阻率。主要应用于高寒和土壤电阻率较高地区。

c.接地体防腐

根据厂区土壤情况合理选择接地体材质,保质刷涂防腐漆,必要时可采取阴极保护。

在实际工程中,要特别注意本工程地域特点,有的放矢。以青海省为例,即便相邻的两工程中接地系统敷设所遇到的问题却不尽相同。有的站区土壤多含碎石,主要需解决土壤电阻率较高的问题;而相邻站区则可能由于地下盐碱水问题则需特别注意防腐。

3 总结

在自动化科技飞速发展的今天,光伏电站已进入“无人值班,少人值守”的运行模式。接地系统的完善,作为保护设备、人身安全的重要保障,理应得到大家的重视。光伏电站的接地系统,除了应遵守国家有关规程、保证施工质量外,还要因地制宜,根据现场实际情况,分析工程特点,多对周边在运行项目进行调研学习,确保安全生产。

作者单位

光伏工程特点范文5

关键词:新能源;工程机械;节能减排

1新能源工程机械概述

1.1新能源设备应用现状

新能源工程机械设备种类繁多,天然气机械、电驱动机械及混合动力机械等是我国新能源机械设备发展的代表。目前,我国新能源工程机械研究的技术理念逐步形成,部分新能源工程机械设备已经实现了产业化发展,三一、柳工、山河智能及中联等国内大型的工程机械企业均已推出了自己的新能源工程机械设备。较国家发达国家而言,我国新能源工程机械发展起步较晚,新能源机械的发展受到多方面因素的影响,在发展过程中,新能源行业普遍缺乏统一的制度化标准。国家应积极组织人员制定新能源工程机械生产的质量控制及关键技术标准,通过制度规范的方式促进新能源工程机械的发展[1]。当前,工业企业生产中,传统能源的应用出现了一系列问题,能源消耗及环境污染问题日益严重。随着节能减排及可持续发展理念逐渐深入人心,我国工业企业在新能源工程机械设备方面的研究不断推进,新能源工程机械立足于社会对清洁能源的需求,进行机械设备结构及性能的优化,有效地践行了绿色、节能的发展理念。

1.2制约新能源工程机械发展的因素

电驱动工程机械设备具有零污染、不耗油、噪声污染小的特点,但蓄电池容量较小,造成电动机整体功率存在局限性。蓄电池无法维持机械设备的长时间作业,电驱动机械设备在实际应用中给企业作业带来不便,因此,电驱动设备的应用会受到工作场地的制约,其在电源场所中才能正常作业。新能源工程机械设备的推广是一个漫长的过程,传统能源在长期的发展中形成了数量众多的能源补给站,但新能源的补给站相对较少。因此,新能源工程机械设备在应用过程中存在能源补给困难造成的设备无法正常运转问题,天然气设备加气方式局限于槽车与加气站。我国天然气配套设施不够完善,造成天然气保存方面的难题,天然气对存储环境的要求较高,由于气瓶无法保证隔热,遇到周围环境的温度升高时,瓶内的天然气会逐渐气化升压[2]。当压力值达到极限时就会出现天然气泄漏的问题,造成资源浪费,给设备使用企业带来安全隐患。

2新能源工程机械的特点

2.1新能源工程机械的多样性

我国机械设备的种类繁多,不同建设区域的具体工况及地理环境等存在明显的差异,工程建设人员为满足建设项目的需求,必须采用合适的机械设备开展作业,技术人员依据工程需要设计出了不同的机械设备。现代新能源机械设备具有多样性的特征,我国工程机械制造企业积极进行技术研发,生产出各种各样的现代化机械设备,新能源机械设备的研发队伍不断发展壮大。2.1.1太阳能光伏发电的应用世界能源危机的到来,推动了现代可再生能源产业的发展,气候变化及环境污染问题带来了世界能源格局的变化。可再生能源具有储量大、污染小的优势,水能、太阳能、地热能、潮汐能、风能及生物质能都是可再生能源。可再生能源应用于工程机械中,是实现现代产业优化升级、促进经济发展的关键环节。太阳能是一种很清洁能源,避免了传统化石能源使用中造成的环境污染问题,利用太阳能发电,提高了资源利用率。光伏装机容量的推广与应用,促进了我国政府光伏政策的完善,我国光伏电装机容量呈现出不断增长的态势,光伏设备的使用是现代新能源工程机械设备应用的典型代表[3]。在政府政策支持及技术进步的推动下,我国光伏产业进入了新的发展阶段,产业链不断完善,光伏电池材料及相关组件的质量得到明显提高。建设光伏及滩涂光伏是两种主要的光伏电机装置,滩涂光伏在集中开发模式下与风电项目结合实现了分光互补发电。在电力企业并网光伏发电系统中,依据系统的结构及功能,人们将其分为可调试与不可调试两种。不可调试系统中未设置蓄电池组,系统集成度高,结构相对简单,系统的安装及调试环节简便,其工作原理为通过对系统中逆变器的控制,将光伏电池产生的直流电转换为交流电并将其输入公共电网,应维修或者公共电网故障而需要停止供电时,系统会自动停止供电,光伏供电机械设备降低了企业的运维成本。含大型光伏电站的电力系统中,调度中心依据有功需求调整光伏电站的出力状态,并网逆变器及光伏电站系统的无功补偿装置间相互协调,保证了电网的安全运行,提高了电力企业的经济效益。2.1.2LNG工程机械的应用工业生产中普遍使用天然气作为燃料,液化天然气(LNG)及压缩天然气(CNG)是工业企业中普遍应用的两种天然气。LNG采用压缩、冷凝的手段,在低温状态下液化后进入工业生产。CNG通过天然气加压的方式,将其以气态的方式存储在容器中,其与管道天然气的成分相同。新能源工程机械的应用中,通常以1:3的比例配置CNG与LNG,保障发动机高效运转,实现了节约能源的目标。新能源研究中,我国的自主品牌机械研究取得了重要的成就。例如,我国研发出了LNG装载机,与传统的柴油机相比,其使用过程中排放的污染物较少,造成的能源消耗也较小,是现代工业企业节能减排的典范。2.1.3双动力工程机械的应用与传统单一动力的机械不同,新能源双动力工程机械中配置有两个动力机,其使用的能源也不同,一台以柴油供能的方式运作,一台利用交流电实现供能,很好地适应了工作环境的要求。国外创造了一种双动力的移动筛分机,利用柴油发动将机械设备移至施工现场,有效地节约了能源,满足了人们工作的需要。山重建机制造的GC58DP-8双动力挖掘机采用上述原理,利用220V及380V电网工作,有效地节省了电源,降低了作业噪音,设备运行中对人力、资金的要求较低,在远离电源设备的作业中被广泛应用。2.1.车田技术的进步电力平衡发展中,风电具有重要的地位。在风电场中,通过安装许多风力机组并网发电的方式建立起来的风车田,是现代工业供电的典型模式。风车田装机采用技术先进的中型机组,配合发电机并网的风力发电机组进行发电,其单机容量较大,设备性能可靠,实现了风电资源的开发利用。我国风力发电机组的数量持续增加,总装机容量也不断增加。随着技术的进步及政府政策的支持,风车田建设在工业化发电中发挥着重要的作用,避免了化石燃料造成的资源浪费及环境污染问题。风能作为一种可再生能源而被广泛应用,我国风车田建设是现代经济社会可持续发展的重要措施。

2.2新能源工程机械的低碳环保性

工业企业为我国经济的发展做出了重大的贡献,但在工业化发展过程中,企业的生产、制造环节造成了严重的资源浪费及环境污染问题。机械设备制造环节产生的二氧化碳、二氧化硫及粉尘、微粒等造成严重的空气污染,电力企业技术的落后造成机械生产环节严重的资源浪费,传统变电站运行下,落后的电缆技术等造成了电能输送环节的电力浪费。电力企业的风力发电系统,有效地节约了煤炭资源,减少了煤炭燃烧过程中产生的有毒气体排放,降低了能源的消耗。汽车行业使用的天然气发动机,较传统的柴油机设备而言,减少了20%的二氧化碳排放量,而二氧化硫的排放减少了70%。现代电驱动机械采用电源设备或者蓄电池提供动力,实现了零排放,有效地减少了噪声污染。与传统的内燃机机械相比,混合动力机械节约了20%的燃油,使用过程中的污染物排放量也明显减少。

3新能源工程机械设备的应用前景

随着技术的不断进步,新能源工程机械的种类不断增多,在长期的发展研究中,设计人员依据不同工作场景及环境的需要,设计出了满足工业企业发展的多种工程机械设备,传统发动机驱动下的工程机械设备逐渐被大功率马达的电驱动工程机械设备所代替。例如,典型的JCM921D(电动)挖掘机采用电网提供的电能作为动力源,代替传统的柴油机,向外输出功率,电动工程机械设备节能效果好,运作过程中产生的噪声污染较小[4],实现了零排放,该机械在隧道、港口及城市建设的电源场所被广泛应用。电力企业常会出现外接电源供用不够的情况,双动力工程机械的应用有效解决了这个问题。随着天然气机械的普及应用,加气站的设立密度发生了变化,在我国市区或郊区的拌合站,周围存在较多的天然气站。天然气设备在节能减排方面具有独特的优势,天然气作为主要的新型能源在机械工程中被广泛应用。例如,人们已经开始采用天然气机械进行作业,如天然气装载车、天然气搅拌车及天然气泵车等。但是,在偏远地域,由于加气设备、运输条件及加气站数量等多方面因素的影响,天然气机械无法推广应用。我国在新能源工程机械研究中取得了一定的成果,随着技术的不断进步及社会的发展,政府在发展新能源工程机械方面制定了相关政策,未来企业在新能源机械的应用与开发方面将加大资金投入。我国应借鉴发达国家新能源工程机械的技术与经验,建立完善的新能源机械产业链,实现关键零部件的自主生产。政府应制定更多的激励政策,促使现代企业积极应用新能源工程机械,将节能减排作为企业发展的重要目标。

4结语

随着技术的进步及传统能源设备应用下环境问题的不断恶化,新能源工程机械设备的研究与应用进入新的发展阶段。现代新能源工程机械设备具有多样化的特征,其结构及性能不断优化,有助于现代工业企业节能减排目标的实现,新能源工程机械的应用与推广是促进人类社会可持续发展的重要途径。

参考文献

1章崇任.新能源工程机械特点分析[J].建筑机械,2009,(15):90-92.

2苏兆杰,唐向阳,王保森.浅谈几种新能源工程机械特点及发展[J].建设机械技术与管理,2014,(3):65-67.

3侯林帅.新能源工程机械特点研究[J].中国设备工程,2017,(3):133-134.

光伏工程特点范文6

关键词:光伏发电;系统效率;度电成本;设计

中图分类号: TM31 文献标识码: A 文章编号:

一 引言

近年来,国家政策的大力支持为我国光伏产业的发展注入了强劲的动力,加速了产业规划的进度,中国的太阳能光伏终端市场也由此进入了一个新的征程,大型光伏并网电站项目在各地不断涌现,电站建设规模也在一步步攀升,同时,伴随着国际光伏市场大环境以及产业格局的变化,光伏产业链中各环节的成本逐步走低,使得光伏发电系统关键部件的价格大幅下降并且已越来越接近成本,而中国国内目前的上网电价水平及未来变化趋势也难以支撑较高的投资收益,这种情况下只有通过对光伏电站的设计进行优化,采用一些

新技术、新产品和新工艺来进一步降低电站的建设运行成本,提高电站的收益率。

二 光伏电站技术现状

自2009年至今全国各地已有上百座10MWp级以上规模的大型光伏发电站已建成投运,仅2011年的新增装机规模就已接近3GWp。电站的设计及集成安装技术从最初的模仿发展到现今,正逐步向合理性和专业化方向迈进,光伏发电系统的设计由最初参差不齐的光伏企业自行设计转向了具有电力行业设计资质的专业设计院所。从已建成投运的大型光伏电站整体情况来看,由于多数设计单位在光伏系统应用方面所投入的研究工作较少,大多数相关的设计人员对光伏发电系统的认识以及对相关部件的电气特性的掌握正处于学习阶段,还缺乏深入的理解和实践经验,创新能力比较弱,针对光伏电站的整体设计水平不高,经济性不强,普遍存在套用类似设计。光伏电站建设中除组件和逆变器外,在设计环节的成本优势并没有被充分挖掘。同时,国内光伏电站的整体设计思想、建设水平及运行管理等方面与实施大型光伏项目较早的欧美发达国家相比尚有一定的差距。

三 降低度电成本的有效措施

在光伏发电度电成本的构成中,光伏电站的建设投资成本和运行维护成本占决定性因素,随着光伏组件价格的逐步下降,光伏电站建造成本中的其他设备成本所占比重将会相对增高,图1是目前的一个典型的地面安装的光伏电站的主要成本构成及各部分所占比重,其中光伏组件成本占58%,其它部分占42%。但是,光伏组件及其它配套设备成本下降的空间将会越来越小,而其他能够进一步降低电价成本的措施一是通过光伏系统集成技术的研究进一步提升系统发电效率,提高光伏电站发电量;二是优化工程设计技术,进一步降低除设备外的其他环节成本;三是创新光伏电站的管理模式,降低电站运营成本。

图1光伏电站的主要成本构成及各部分所占比重

作为国内最早从事光伏发电系统应用的特变电工新疆新能源股份公司,经过十余年的经验积累和发展,在光伏发电应用技术研究及光伏工程设计、建设、技术服务、运维等方面奠定了良好的基础,自2009年以来,针对大型光伏并网系统,主要以围绕度电成本最低化作为目标,开展了一系列设计集成技术研究和工程实践,通过优化设计,可有效地提升电站整体系统效率,降低主要设备及材料成本,从而使度电成本进一步得到降低。

1 采用更高效的大功率光伏设备

作为基本发电部件的光伏组件在光伏电站中是按照光伏逆变器输入参数的要求由一定的数量串联后再通过汇集设备并联接入到光伏逆变器的输入端,按照目前光伏电站典型设计,一个光伏电站发电单元基本上是按1MWp进行设计,这种设计结构具有以下特点:⑴单块光伏组件的封装功率越小,并联的支路就越多,所需的支路电缆及并联汇集设备也就越多;⑵每个发电单元容量受光伏逆变器功率的限制,设计的灵活性较差。针对上述特点,在光伏电站设计中在满足经济性的前提下,选用高效大功率光伏组件将会使组串的并联支路减少,直接带来的好处就是能够减少并联组缆的用量和减少并联汇集设备的数量,规模越大,效果越明显。而更高效的大功率逆变器的应用,在设计中将会引起关联设备材料的配置随之而变化,在逆变器前端,由于逆变器输入功率的增大,必然是输入电流的增大或输入电压的升高,不论是输入电流的增大还是输入电压的升高,其结果都会带来汇流设备和电缆的用量减少。而在逆变器后端带来的结果将是变压器功率密度的增大,相应的会使发电单元配套设施的数量、土建工程量、高压电缆的用量、开关设备用量、监控点数等发生不同量的减少。

更加安全可靠的大功率并网逆变器在大型光伏电站应用的必要性已在行业内被认可,目前国内外各主要逆变器生产厂商都在着手进行更大功率逆变器的开发,特变电工新疆新能源股份有限公司推出的单机1000KW和单机1250KW光伏逆变器可将光伏发电单元升级到2MWp和2.5MWp,产品通过应用表现出了较明显的优势。

2采用多分裂升压变压器以增大发电单元容量

目前市场上绝大多数无隔离变压器的大功率集中式光伏逆变器在应用中都不能够将交流输出侧直接并联在一起使用,一般都是通过一台双分裂变压器的两组分裂绕组并联在一起构成一个逆变升压单元,在逆变器容量不可突破的前提下,采用这种设计结构的光伏电站其每个发电单元的容量受限于逆变器的数量,大规模应用时,发电单元的并联点数量将会很多,增加了系统的复杂性,不利于电站的安全稳定运行。为此,将升压变压器采用多分裂结构形式,在一台多分裂变压器上可同时接入多台光伏逆变器,在增大发电单元升压变压器单机容量的同时,可使后级的配套中压设备及电缆用量进一步减少,例如,如果采用四分裂变压器,原设计选用单机功率为500KW的集中式光伏逆变器,每个发电单元的容量就会由1MWp变为2MWp,升压变压器单台容量将增大一倍,与升压变压器配套的开关控制设备以及送出电缆数量将会减少一倍,不仅能在一定程度上简化电气系统结构,增强系统运行的稳定性,也能使系统效率得到提升,电站规模越大,效果将会越明显。

3用非晶合金变压器作为发电单元的升压设备