太陽光発電システムは、太陽光を直接電気に変換します。住宅用太陽光発電システムは、太陽光発電の屋根の形で、家庭の毎日の電力需要の一部またはすべてを満たすことができます。太陽光発電システムには、電力網が制御不能になったときに負荷に電力を供給し続けることができるバックアップバッテリーを装備することもできます。
このマニュアルは、主に家庭用グリッド接続太陽光発電システムの設計および設置ソリューションを提案しています。これは、設置業者に太陽光発電製品を選択する方法とガイドラインを提供し、家庭用太陽光発電システムを正確に設置して、デザインシステムをあなたの可能性を解き放つのに役立ちます。
I.. 屋上太陽光発電システムを設置するための基本的な手順
屋根またはその他の設置場所が、設置されるPVシステムに対応するサイズであることを確認してください。
設置時には、屋根が他の太陽光発電システムの品質に耐えられるかどうかを確認する必要があります。必要に応じて、屋根の支持力を高める必要があります。
(3)建物の屋根の設計基準に従って屋根を適切に取り扱ってください。
(4)仕様と手順に厳密に従って機器を設置してください。
(5)正しく、しっかりと設定された接地システムは、効果的に落雷を避けることができます。
(6). システムが正常に動作しているかどうかを確認します。
(7). 設計と関連機器がローカルグリッドのグリッド接続のニーズを満たすことができることを確認します。8.最後に、システムは従来の試験機関または電力部門によって徹底的にテストされます。
II.. システム設計に関する問題
太陽光発電システムの種類:1つは、公共の電力網と並列に接続され、エネルギー貯蔵用のバックアップバッテリーがない太陽光発電システムです。もう一つは、公共の電力網と並列に接続され、補助としてバックアップバッテリーも備えた太陽光発電システムです。
(1). バッテリーなしのグリッド接続システム
このようなシステムは、グリッドが利用可能な場合にのみ動作できます。グリッドの電力損失が最小限に抑えられるため、このようなシステムは一般に、ユーザーにより多くの電気代を節約できます。ただし、停電時には、図 1 に示すように、グリッドが復旧するまでシステムは完全にシャットダウンします。
一般的なバッテリー不要のグリッド接続システムは、次のコンポーネントで構成されています。
1)太陽光発電アレイ。
太陽光発電アレイは、太陽電池を何らかの方法で接続して密閉した太陽電池モジュールで構成されています。通常、コレクションは、ブラケットで接続された複数の太陽光発電モジュールで構成されています。
2)バランスシステム(BOS)を装備
これは、太陽光発電モジュールを住宅建築システムの電気システムに統合するなど、ブラケットシステムや配線システムに使用されます。電源ラインシステムには、次のものが含まれます。
3) DC-ACインバーター
このデバイスは、太陽光発電アレイからの直流電流を家電製品で使用される標準の交流に変換します。
4)計測器・メーター
これらの機器は、システムの動作ステータス、パフォーマンス、およびユーザーの電力使用量を測定して表示します。5) その他のコンポーネント
ユーティリティグリッドスイッチ(これはローカルユーティリティグリッドによって異なります)。
(2). バッテリー付きグリッド接続システム
この種のシステムは、システムのエネルギーを蓄えるためにバッテリーのないグリッド接続システムにバッテリーを追加します。停電時でも、特殊な負荷に対する非常用電源として対応できます。電力が遮断されると、システムはグリッドから分離され、独立した電源ラインが形成されます。これらの特殊負荷に電力を供給するために、専用の配電線が使用されます。グリッドの停電が日中に発生した場合、太陽光発電アレイはバッテリーと一緒にこれらの負荷に電力を供給できます。夜間に停電が発生した場合、バッテリーは負荷に電力を供給し、バッテリーはこれらの特別な負荷の定期的な動作を保証するのに十分なエネルギーを放出できます。
バッテリーバックアップシステムでは、バッテリーのないグリッド接続システムのすべてのコンポーネントに加えて、特別な要件と高いセキュリティを備えた負荷に電力を供給するバッテリーとバッテリーパック、バッテリー充電コントローラー、および配電盤も追加する必要があります。
III.. 屋上太陽光発電システムの設置
1). 屋根の構造
太陽光発電アレイを設置するのに最も便利で適切な場所は、建物の屋上です。傾斜屋根の場合、太陽光発電アレイは屋根面と平行に屋根に設置し、冷却のためにブラケットを数センチ離して設置する必要があります。横型屋根であれば、傾斜角度を最適化したブラケット構造を設計し、上部に設置することも可能です。屋根に取り付けられた太陽光発電システムは、屋根構造と屋根の透磁率防止層のシーリングに注意を払う必要があります。通常、PVモジュールの100ワットごとに1つのサポートブラケットが必要です。新しい建物の場合、サポートブラケットは通常、ルーフデッキが設置された後、屋根の防水が設置される前に取り付けられます。アレイ取り付けシステムを担当するスタッフは、屋根の取り付け中にサポートブラケットを取り付けることができます。
瓦屋根は、多くの場合、耐荷重能力の限界を閉じるように構造的に設計されています。この場合、PVシステムの追加重量に耐えるために屋根構造を強化するか、瓦屋根を専用のストリップエリアに変更してPVアレイを設置する必要があります。ただし、瓦屋根を軽量の屋根製品に変換すると、そのような屋根と太陽光発電アレイの合計質量が交換された瓦屋根製品の質量よりも軽いため、屋根構造を強化する必要はありません。
2). シェード構造
屋根の設置に代わるものとして、遮光構造に取り付けられた太陽光発電システムがあります。このシェーディング構造は、パティオや2層構造のシェーディンググリッドであり、太陽光発電アレイがシェードになります。これらのシェーディングシステムは、小規模または大規模な太陽光発電システムをサポートできます。
太陽光発電システムを備えたこのような建物は、主に太陽光発電アレイが部分的または完全な日陰屋根として機能する場合、標準的なパティオカバーとはわずかに異なる費用がかかります。PVアレイが一般的なシェーディング構造よりも急な角度で設置されている場合、風荷重に対応するために屋根構造を変更する必要があります。太陽光発電アレイの質量は15〜25 kg /m²で、これはシェードサポート構造の耐荷重限界内です。屋根ブラケットの取り付けに関連する人件費は、パティオカバーの建設費全体に織り込むことができます。全体的な建設コストは、屋根に設置するよりも高くなる可能性がありますが、シェーディング構造によって生成される値は、多くの場合、これらの追加コストを相殺します。
考慮すべきその他の問題には、アレイのメンテナンスの簡素化、コンポーネントの配線、ワイヤの接続が美的感覚を保つ必要があること、およびメンバーとその配線が邪魔されないように忍び寄る植物を育てたり剪定したりしてはならないことが含まれます。
3). ビル総合型太陽光発電(BIPV)
別のタイプのシステムは、一部の従来の屋根製品を建物一体型の太陽光発電アレイに置き換えます。このような製品を設置および使用するときは、正しく設置され、必要な耐火性を達成し、屋根の漏れを防ぐために適切な設置が必要であるように注意する必要があります。
IV..システム出力の見積もり
1). 標準試験条件
太陽電池モジュールは直流電流を生成します。メーカーは、標準のテスト条件下でソーラーモジュールのDC出力を校正します。これらの条件は工場で簡単に達成でき、製品が互いに異なる可能性がありますが、屋外条件で動作する場合の出力電力を評価するには、これらのデータを修正する必要があります。標準的な試験条件は、太陽電池の温度25°C、日射強度1000ワット/平方メートル(一般にピーク日光強度と呼ばれ、晴れた夏の日の正午の放射強度に相当)、および大気を通過するときの質量1.5AMです。フィルタリングされた太陽スペクトル(ASTM標準スペクトル)。メーカーは、標準的なテスト条件下で測定された出力が100ワットのソーラーモジュールを「100ワットのソーラーモジュール」と呼んでいます。このバッテリーパックの定格電力は、実際の値から4〜5%逸脱することが許容されます。これは、95ワットのモジュールがまだ「100ワットモジュール」と呼ばれることを意味します。低い出力電力値を基準として使用する必要があります(100ワットではなく95ワット)。
2). 温度の影響
モジュールの出力電力は、モジュールの温度が上昇すると減少します。たとえば、太陽が太陽光発電の屋根モジュールを直接照らすと、モジュールの内部温度は50°Cに達します～75°C. 単結晶シリコンモジュールの場合、温度が上昇すると、モジュールの電力は実際の電力の89%に低下します。したがって、100ワットのモジュールは、春または秋の正午に完全な日光に当たったときにのみ、約85ワット(95ワットx 0.89 = 85ワット)を生成できます。
3). 汚れやほこりの影響
ソーラーパネルの表面に汚れやほこりが蓄積すると、太陽光の透過に影響が及び、出力電力が低下します。ほとんどの地域では雨季と乾季があります。雨水は雨季にモジュール表面の汚れやほこりを効果的に除去できますが、システムのより完全で適切な見積もりでは、乾季のパネル表面の汚れによって引き起こされる電力削減を考慮する必要があります。ほこりの要因により、システム電力は通常、毎年元の定格値の93%に減少します。したがって、この「100ワットモジュール」は、表面にほこりが付着した状態で、平均79ワット(85ワットX 0.93 = 79ワット)の電力で動作します。
4). マッチングとラインロス
PVアレイ全体の最大出力は、通常、個々のPVモジュールの合計出力の合計よりも少なくなります。この不一致は、太陽光発電モジュールの不整合(モジュールのミスアライメントとも呼ばれる)によって引き起こされ、システムが電気エネルギーの少なくとも2%を失う原因となります。さらに、電力はラインシステムの内部抵抗でも失われるため、損失のこの部分は最小限に抑える必要があります。それでも、電力が正午にピークに達し、午後に再び徐々に減少したときに、システムへの損失のこの部分を減らすことは困難です。電力は夜間にゼロ値に戻ります。この変化は、太陽放射強度の進化と太陽の角度の発達(太陽電池モジュールに対する)に起因しています。さらに、屋根の傾斜と向きは、モジュールの表面に当たる太陽光の勾配に影響を与えます。これらの影響の具体的な兆候を表1に示し、ローカル太陽光発電アレイを7:12の勾配で屋根に配置すると、屋根の傾斜角がエネルギーの3%未満の場合、真南を向く補正係数は100であることを示しています。したがって、合理的な損失係数は5%である必要があります。
5). DCからACへの変換損失
ソーラーモジュールによって生成されたDC電力は、インバーターによって標準のAC電力に変換する必要があります。この変換プロセスでは一部のエネルギーが失われ、屋上コンポーネントからインバーターや顧客の配電盤への配線で一部のポイントが失われます。現在、家庭用太陽光発電システムで使用されるインバーターのピーク効率は92%から94%であり、これはインバーターメーカーによって与えられるピーク効率であり、良好な工場制御条件下で測定されます。実際、通常の状況では、DC-AC インバーターの効率は 88% ~ 92% であり、通常は 90% が妥当な妥協効率として使用されます。
そのため、製品のズレや熱、配線、ACインバーターなどの電力損失により出力が減少した「100ワットモジュール」は、晴天の正午には最大68ワットのAC電力しかユーザーの配電盤に供給されません。(100WX095×0.89×0.93×095X0.90-68W)。
6). 太陽の向き角度とハウスの向きがシステムのエネルギー出力に及ぼす影響
一日中、太陽光線がソーラーパネルに当たる角度は常に変化しており、出力電力に影響を与えます。「100ワットモジュール」の出力電力は、太陽の方位角が同じ程度に変化すると、夜明けのゼロ値から徐々に増加します。それでも、配列は東を向いています。生成される電力は、南向きの電力の84%になります(表1の係数0.84で修正)。
V..システムのインストール
1. 推奨素材
•屋外で使用する材料は、日光や紫外線に強いものでなければなりません。
•ポリウレタンシーラントは、非フラッシュルーフ防水に使用する必要があります。3)材料は、太陽にさらされたときの温度に耐えるように設計する必要があります。
•異なる金属(鉄やアルミニウムなど)材料は、絶縁スペーサー、ワッシャー、またはその他の方法で互いに分離する必要があります。
•アルミニウムは、一部の材料と直接接触しないでください。
•高品質の留め具を使用する必要があります(ステンレス鋼が望ましい)。
•構造部材の材料も選択できます:アルミニウムプロファイル、溶融亜鉛めっき鋼、コーティングまたは塗装された通常の炭素鋼(低腐食環境でのみ使用)、ステンレス鋼。
2. 推奨機器と設置方法
1)アプリケーションで必要な定格電圧と定格電流に応じて、すべての電気機器のリストを作成します。
2)関連する規格に従ってPVモジュールをリストし、少なくとも5年(20〜25年の寿命)の貯蔵寿命があることを確認します。
3)関連する規格に従ってインバーターをリストし、少なくとも5年の耐用年数があることを確認します。4)露出したケーブルとパイプは、光に強い必要があります。
5)システムには過電流保護と簡単なメンテナンスが必要です。
6)電気に関連する端子は、締めて固定する必要があります。
7)製造元のインストール手順で機器をインストールする必要があります。
8)すべての屋根は、承認されたシーラントで密封する必要があります。
9)すべてのケーブル、パイプ、露出した導体、およびワイヤーボックスは、関連する規格と規制に準拠し、安全性を確保する必要があります。
10)太陽光発電アレイが毎日9:00から16:00まで日陰にならないようにする必要があります。
3. 太陽光発電システムの設計・設置にあたって注意すべき事項
1)太陽光発電アレイの設置場所(屋根、プラットフォーム、その他の建物など)を慎重に確認してください。
2) 選択した機器が地域のインセンティブポリシーの範囲内であることを確認するため。
3)地域のユーティリティグリッド部門に連絡して、グリッド接続とオンラインテストの許可を取得します。
4)上部の太陽光発電モジュールの設置位置を決定する際に屋根に設置する場合は、建物の雨水排水パイプ、煙突、換気口が太陽光発電モジュールに与える影響を考慮する必要があります。屋根のサイズと形状に応じて太陽光発電モジュールを敷設して、上部をより美しくしてみてください。
5)設置された太陽光発電アレイの日光への露出と陰影を計算します。選択した設置場所の日陰が多すぎる場合は、PVアレイの設置場所を変更することを検討する必要があります。
6)すべてのシステムコンポーネント間の距離を測定し、太陽光発電システムの設置の位置図と概略図を描きます。
7) 関連する審査部門の関連資料を収集し、これには以下を含める必要があります。
(1)ロケーションマップには、太陽光発電モジュール、パイプライン配線、電気ボックス、インバーター、高保証負荷配電盤、ユーティリティグリッドのオンオフスイッチ、メイン配電盤、およびユーティリティグリッドの入口側など、主要なシステムコンポーネントの位置を示す必要があります。
(2)概略図には、下の図に示すように、すべての重要な電気システムコンポーネントが示されている必要があります
(3)すべての重要な電気システムコンポーネントを小さな部品(太陽光発電モジュール、インバーター、コンバイナーボックス、DCスイッチ、ヒューズなど)に分解します。
8)PVモジュールからコンバイナーボックスとインバーターまでのケーブル長を見積もります
9)太陽光発電モジュール回路の通電容量を確認し、わずかな電流に適したケーブルサイズを決定します。ケーブルのサイズは、各コースの最大短絡電流とケーブル配線の長さによって決まります。
10)フルパワーで、PVモジュールからインバーターへの電圧降下が3%未満であることを考慮して、PVアレイのサイズを計算します。アレイのコンバイナーボックスがインバーターから離れている場合、電圧降下はPVアレイからコンバイナーボックスへの配線とコンバイナーボックスインバーターからの配線に基づいて計算されません。
11) インバータから主配電盤までの線路長を推定します。
12)メイン配電盤をチェックして、配電盤の電力が太陽光発電システムのスイッチングニーズを満たすことができるかどうかを判断します。
13)システムにサポート負荷用の配電盤(バックアップバッテリーシステム付き)が含まれている場合は、特定の重要な負荷回路を特定します。
これらの回路は、予想される電気負荷を満たす必要があります。
(1)バックアップ システムに接続されている負荷を見積もり、システムのスリープ状態での実際の電力消費量と日常の電力消費のニーズを満たすようにします。
(2) すべてのバックアップ負荷は、専用インバーターの出力に接続するために、別の配電盤に接続する必要があります。
(3)バックアップ電源システムの負荷によって消費される平均電力を計算して、バッテリー内のエネルギー貯蔵が消費者に電力を供給し続けることができる時間を決定する必要があります。
(4)このバッテリーはユーザーのメンテナンスを必要としないため、吸着されたグラスファイバーウールを使用したメンテナンスフリーのバルブ調整鉛蓄電池システムを使用することをお勧めします。
(5)バッテリーの保管場所は、日光を避け、できるだけ静かで換気の良い場所に置く必要があります。鉛蓄電池であろうと、バルブ調整された鉛蓄電池であろうと、外界に換気する必要があります。
14) 設計要件に従う
ケーブルは、PVモジュール、コンバイナーボックス、過電流保護装置/切断スイッチ、インバーター、およびユーティリティ切断スイッチを接続し、最終的に回路をユーティリティグリッドに接続します。
15)試運転中、太陽光発電システム回路は通常動作し、公共電力網部門からグリッド接続許可が取得されます。その後、システムは正式に動作を開始できます。
16)システム機器が正常に動作しているかどうかを観察します。
4. 保守・運用フェーズ
1)太陽電池モジュールにほこりがたまると、涼しい天候で太陽電池モジュールを掃除できます。
2)太陽光発電システムを定期的にチェックして、ラインとブラケットが良好な状態にあることを確認します。
3)毎年3月21日と9月21日頃、太陽が満ちて正午に近いときに、システムの出力(コンポーネントの表面がきれいに保たれている)を確認し、システムの動作が前年の読み取り値に近いかどうかを比較します。このデータをログに保持して、システムが常に正しく機能しているかどうかを分析します。読み取り値が大幅に低下する場合は、システムに問題があります。
VI.. 太陽光発電システムの点検内容と手続き(安全ヘルメット、手袋、目の保護具の着用を推奨)
1.PVアレイ
1)すべてのコンバイナーボックスヒューズが取り外されていることを確認し、ボリュームがないことを確認しますtageコンバイナーボックスの出力端子に存在しません。
2)PVモジュールと配電盤の間のソケットとコネクタが正常な動作状態にあるかどうかを目視検査します。
3)ケーブルのストレスフリークランプが正しくしっかりと取り付けられているか確認してください。
4)すべてのPVモジュールに損傷がないかどうかを目視検査します。
5)すべてのケーブルがきちんと固定されているか確認してください。
2. 太陽電池モジュールの回路配線
1)DCストリングコンバイナーボックス(PVモジュールからコンバイナーボックスまで)を確認します。
2)ヒューズが抜かれ、すべてのスイッチが切断されているか再確認してください。
3)屋内ケーブルラインがDCシリーズコンバイナーボックスの端子に正しい順序で接続されているかどうかを確認し、ラベルが表示されていることを確認します。
3. 回路ストリング配線のトレース検査
次の手順は、システムパス内のソース回路シリーズ(たとえば、東から西または北から南)に対して実行され、理想的なテスト条件は3月から10月までの晴れた正午です。
1)回路内の各コンポーネントの開回路ボリュームを確認してくださいtageは、晴れた日にメーカーが提供する実際のボリュームを確認します(同じ日光条件下では、同じボリュームである必要がありますtage。注:日光条件下では、電圧は20ボルトを超えます)。
2)恒久的なケーブルマーカーが正と負の接続を識別できることを確認します。
3) 上記のように各コンポーネントを確認します。
4.太陽光発電アレイ回路配線の他の部分
1)DC切断スイッチがオンになっていて、ラベルに損傷がないことを再確認します。
2)DCコンバイナーボックス内の各分岐電源の極性を確認します。回路ストリングの数と図面上の位置に従って、各分岐の開回路電圧が適切な範囲内にあることを確認します(太陽光放射照度が変化しない場合、電圧は非常に近いはずです)。
警告：ソース回路のセットの極性が逆になると、ヒューズユニットで重大な事故や火災が発生し、コンバイナーボックスや隣接する機器が損傷します。インバーターの極性が逆になると、システム機器にも損傷が発生しますが、これは機器の保証の対象外です。
3)DCストリングコンバイナーボックスのすべての端子を締めます。
4)中性線がメイン配電盤に正しく接続されていることを確認します。
5. インバータ起動試験
1)インバーターDC切断スイッチに送られた開回路電圧をチェックして、巻を確認してくださいtagメーカーの取り付けマニュアルの制限が満たされています。
2)システムに複数のDC切断スイッチがある場合は、電圧を確認しますtag各スイッチで。
3)電源スイッチをPVアレイからインバーターに回します。
4)インバータが動作していることを確認し、運転中にインバータの電圧を経時的に記録し、電圧の読み取り値が製造元の設置マニュアルで許可されている制限内にあることを確認します。
5)インバータが期待される電力出力を達成できることを確認します。6) スタートアップ テスト レポートを提出します。
6. システム受け入れテスト
理想的なPVシステムのテスト条件は、3月から10月までの晴れた正午を選択してください。理想的な試験条件が不可能な場合は、晴れた冬の日の正午にもこの試験を行うことができます。
1)PVアレイが完全に日当たりが良く、日陰がないことを確認します。
2)システムが動作していない場合は、システム実行スイッチをオンにし、15分間実行してから、システムパフォーマンステストを開始します。
3)1つまたは2つの方法で日射量試験を実施し、試験値を記録します。最大放射線量を1000ワット/平方メートルで割ると、得られるデータが放射線比になります。たとえば、692w/m2÷1000w/m=0.692 または 69.2% です。
メソッド1:標準の日射計または日射計でテストします。
メソッド2:太陽光発電アレイと同じモデルの通常の動作の太陽光発電モジュールを見つけ、テストする太陽光発電アレイと同じ方向と角度を保ち、太陽の下に置きます。15分間の曝露後、デジタルマルチメータを使用して短絡電流をテストし、これらの値が記録されている(アンペア単位)を設定します。これらの値をPVモジュールの背面に印刷されている短絡電流値(Isc)で割り、1000ワット/平方メートルを掛けて、結果を同じ行に記録します。例:LSC測定= 36A;PVモジュールの背面に印刷されたLSC:5.2A;実際の放射線量=3.652A×1000w/m=692w/m2。
4)PVモジュールの出力電力を要約してこれらの値を記録し、0.7を掛けて予想されるAC出力のピーク値を取得します。
5)インバーターまたはシステムメーターを介してAC出力を記録し、この値を記録します。
6)AC測定電力値を電流放射率で割り、この値を記録します。この「AC補正値」は、太陽光発電システムの定格出力電力であり、推定AC値の90%以上である必要があります。問題には、配線の誤り、ヒューズの損傷、インバーターが正しく機能しないなどがあります。
たとえば、PVシステムは20個の100W PVモジュールで構成され、方法2を使用して、動作しているPVモジュールの日射量を692W / m2と推定し、出力電力を1000W / m2で計算し、システムに正しく動作しているかどうかを尋ねます。
解く：
PVアレイの合計定格電力= 100ワットの標準状態×20モジュール:2000ワットの通常状態の推定AC出力電力= 2000ワットの標準状態X0.7 = 1400ワットのAC推定値。
実際に測定されたAC出力電力の場合:1020ワットAC測定値
補正されたAC出力電力= 1020ワットのAC測定÷0.692 = 1474ワットのAC補正
修正された AC 出力電力値と推定 AC 出力電力値を比較します: 1474 ワット AC 固定値 + 1400 ワット AC 推定値 = 1.05
回答:1.0520.9、通常は機能します。
このマニュアルは、主に家庭用グリッド接続太陽光発電システムの設計および設置ソリューションを提案しています。これは、設置業者に太陽光発電製品を選択する方法とガイドラインを提供し、家庭用太陽光発電システムを正確に設置して、デザインシステムをあなたの可能性を解き放つのに役立ちます。
I.. 屋上太陽光発電システムを設置するための基本的な手順
屋根またはその他の設置場所が、設置されるPVシステムに対応するサイズであることを確認してください。
設置時には、屋根が他の太陽光発電システムの品質に耐えられるかどうかを確認する必要があります。必要に応じて、屋根の支持力を高める必要があります。
(3)建物の屋根の設計基準に従って屋根を適切に取り扱ってください。
(4)仕様と手順に厳密に従って機器を設置してください。
(5)正しく、しっかりと設定された接地システムは、効果的に落雷を避けることができます。
(6). システムが正常に動作しているかどうかを確認します。
(7). 設計と関連機器がローカルグリッドのグリッド接続のニーズを満たすことができることを確認します。8.最後に、システムは従来の試験機関または電力部門によって徹底的にテストされます。
II.. システム設計に関する問題
太陽光発電システムの種類:1つは、公共の電力網と並列に接続され、エネルギー貯蔵用のバックアップバッテリーがない太陽光発電システムです。もう一つは、公共の電力網と並列に接続され、補助としてバックアップバッテリーも備えた太陽光発電システムです。
(1). バッテリーなしのグリッド接続システム
このようなシステムは、グリッドが利用可能な場合にのみ動作できます。グリッドの電力損失が最小限に抑えられるため、このようなシステムは一般に、ユーザーにより多くの電気代を節約できます。ただし、停電時には、図 1 に示すように、グリッドが復旧するまでシステムは完全にシャットダウンします。
一般的なバッテリー不要のグリッド接続システムは、次のコンポーネントで構成されています。
1)太陽光発電アレイ。
太陽光発電アレイは、太陽電池を何らかの方法で接続して密閉した太陽電池モジュールで構成されています。通常、コレクションは、ブラケットで接続された複数の太陽光発電モジュールで構成されています。
2)バランスシステム(BOS)を装備
これは、太陽光発電モジュールを住宅建築システムの電気システムに統合するなど、ブラケットシステムや配線システムに使用されます。電源ラインシステムには、次のものが含まれます。
- インバーターの両端でDCとACが切り替わります。
- 接地保護。
- 太陽電池モジュールの過電流保護。
3) DC-ACインバーター
このデバイスは、太陽光発電アレイからの直流電流を家電製品で使用される標準の交流に変換します。
4)計測器・メーター
これらの機器は、システムの動作ステータス、パフォーマンス、およびユーザーの電力使用量を測定して表示します。5) その他のコンポーネント
ユーティリティグリッドスイッチ(これはローカルユーティリティグリッドによって異なります)。
(2). バッテリー付きグリッド接続システム
この種のシステムは、システムのエネルギーを蓄えるためにバッテリーのないグリッド接続システムにバッテリーを追加します。停電時でも、特殊な負荷に対する非常用電源として対応できます。電力が遮断されると、システムはグリッドから分離され、独立した電源ラインが形成されます。これらの特殊負荷に電力を供給するために、専用の配電線が使用されます。グリッドの停電が日中に発生した場合、太陽光発電アレイはバッテリーと一緒にこれらの負荷に電力を供給できます。夜間に停電が発生した場合、バッテリーは負荷に電力を供給し、バッテリーはこれらの特別な負荷の定期的な動作を保証するのに十分なエネルギーを放出できます。
バッテリーバックアップシステムでは、バッテリーのないグリッド接続システムのすべてのコンポーネントに加えて、特別な要件と高いセキュリティを備えた負荷に電力を供給するバッテリーとバッテリーパック、バッテリー充電コントローラー、および配電盤も追加する必要があります。
III.. 屋上太陽光発電システムの設置
1). 屋根の構造
太陽光発電アレイを設置するのに最も便利で適切な場所は、建物の屋上です。傾斜屋根の場合、太陽光発電アレイは屋根面と平行に屋根に設置し、冷却のためにブラケットを数センチ離して設置する必要があります。横型屋根であれば、傾斜角度を最適化したブラケット構造を設計し、上部に設置することも可能です。屋根に取り付けられた太陽光発電システムは、屋根構造と屋根の透磁率防止層のシーリングに注意を払う必要があります。通常、PVモジュールの100ワットごとに1つのサポートブラケットが必要です。新しい建物の場合、サポートブラケットは通常、ルーフデッキが設置された後、屋根の防水が設置される前に取り付けられます。アレイ取り付けシステムを担当するスタッフは、屋根の取り付け中にサポートブラケットを取り付けることができます。
瓦屋根は、多くの場合、耐荷重能力の限界を閉じるように構造的に設計されています。この場合、PVシステムの追加重量に耐えるために屋根構造を強化するか、瓦屋根を専用のストリップエリアに変更してPVアレイを設置する必要があります。ただし、瓦屋根を軽量の屋根製品に変換すると、そのような屋根と太陽光発電アレイの合計質量が交換された瓦屋根製品の質量よりも軽いため、屋根構造を強化する必要はありません。
2). シェード構造
屋根の設置に代わるものとして、遮光構造に取り付けられた太陽光発電システムがあります。このシェーディング構造は、パティオや2層構造のシェーディンググリッドであり、太陽光発電アレイがシェードになります。これらのシェーディングシステムは、小規模または大規模な太陽光発電システムをサポートできます。
太陽光発電システムを備えたこのような建物は、主に太陽光発電アレイが部分的または完全な日陰屋根として機能する場合、標準的なパティオカバーとはわずかに異なる費用がかかります。PVアレイが一般的なシェーディング構造よりも急な角度で設置されている場合、風荷重に対応するために屋根構造を変更する必要があります。太陽光発電アレイの質量は15〜25 kg /m²で、これはシェードサポート構造の耐荷重限界内です。屋根ブラケットの取り付けに関連する人件費は、パティオカバーの建設費全体に織り込むことができます。全体的な建設コストは、屋根に設置するよりも高くなる可能性がありますが、シェーディング構造によって生成される値は、多くの場合、これらの追加コストを相殺します。
考慮すべきその他の問題には、アレイのメンテナンスの簡素化、コンポーネントの配線、ワイヤの接続が美的感覚を保つ必要があること、およびメンバーとその配線が邪魔されないように忍び寄る植物を育てたり剪定したりしてはならないことが含まれます。
3). ビル総合型太陽光発電(BIPV)
別のタイプのシステムは、一部の従来の屋根製品を建物一体型の太陽光発電アレイに置き換えます。このような製品を設置および使用するときは、正しく設置され、必要な耐火性を達成し、屋根の漏れを防ぐために適切な設置が必要であるように注意する必要があります。
IV..システム出力の見積もり
1). 標準試験条件
太陽電池モジュールは直流電流を生成します。メーカーは、標準のテスト条件下でソーラーモジュールのDC出力を校正します。これらの条件は工場で簡単に達成でき、製品が互いに異なる可能性がありますが、屋外条件で動作する場合の出力電力を評価するには、これらのデータを修正する必要があります。標準的な試験条件は、太陽電池の温度25°C、日射強度1000ワット/平方メートル(一般にピーク日光強度と呼ばれ、晴れた夏の日の正午の放射強度に相当)、および大気を通過するときの質量1.5AMです。フィルタリングされた太陽スペクトル(ASTM標準スペクトル)。メーカーは、標準的なテスト条件下で測定された出力が100ワットのソーラーモジュールを「100ワットのソーラーモジュール」と呼んでいます。このバッテリーパックの定格電力は、実際の値から4〜5%逸脱することが許容されます。これは、95ワットのモジュールがまだ「100ワットモジュール」と呼ばれることを意味します。低い出力電力値を基準として使用する必要があります(100ワットではなく95ワット)。
2). 温度の影響
モジュールの出力電力は、モジュールの温度が上昇すると減少します。たとえば、太陽が太陽光発電の屋根モジュールを直接照らすと、モジュールの内部温度は50°Cに達します～75°C. 単結晶シリコンモジュールの場合、温度が上昇すると、モジュールの電力は実際の電力の89%に低下します。したがって、100ワットのモジュールは、春または秋の正午に完全な日光に当たったときにのみ、約85ワット(95ワットx 0.89 = 85ワット)を生成できます。
3). 汚れやほこりの影響
ソーラーパネルの表面に汚れやほこりが蓄積すると、太陽光の透過に影響が及び、出力電力が低下します。ほとんどの地域では雨季と乾季があります。雨水は雨季にモジュール表面の汚れやほこりを効果的に除去できますが、システムのより完全で適切な見積もりでは、乾季のパネル表面の汚れによって引き起こされる電力削減を考慮する必要があります。ほこりの要因により、システム電力は通常、毎年元の定格値の93%に減少します。したがって、この「100ワットモジュール」は、表面にほこりが付着した状態で、平均79ワット(85ワットX 0.93 = 79ワット)の電力で動作します。
4). マッチングとラインロス
PVアレイ全体の最大出力は、通常、個々のPVモジュールの合計出力の合計よりも少なくなります。この不一致は、太陽光発電モジュールの不整合(モジュールのミスアライメントとも呼ばれる)によって引き起こされ、システムが電気エネルギーの少なくとも2%を失う原因となります。さらに、電力はラインシステムの内部抵抗でも失われるため、損失のこの部分は最小限に抑える必要があります。それでも、電力が正午にピークに達し、午後に再び徐々に減少したときに、システムへの損失のこの部分を減らすことは困難です。電力は夜間にゼロ値に戻ります。この変化は、太陽放射強度の進化と太陽の角度の発達(太陽電池モジュールに対する)に起因しています。さらに、屋根の傾斜と向きは、モジュールの表面に当たる太陽光の勾配に影響を与えます。これらの影響の具体的な兆候を表1に示し、ローカル太陽光発電アレイを7:12の勾配で屋根に配置すると、屋根の傾斜角がエネルギーの3%未満の場合、真南を向く補正係数は100であることを示しています。したがって、合理的な損失係数は5%である必要があります。
5). DCからACへの変換損失
ソーラーモジュールによって生成されたDC電力は、インバーターによって標準のAC電力に変換する必要があります。この変換プロセスでは一部のエネルギーが失われ、屋上コンポーネントからインバーターや顧客の配電盤への配線で一部のポイントが失われます。現在、家庭用太陽光発電システムで使用されるインバーターのピーク効率は92%から94%であり、これはインバーターメーカーによって与えられるピーク効率であり、良好な工場制御条件下で測定されます。実際、通常の状況では、DC-AC インバーターの効率は 88% ~ 92% であり、通常は 90% が妥当な妥協効率として使用されます。
そのため、製品のズレや熱、配線、ACインバーターなどの電力損失により出力が減少した「100ワットモジュール」は、晴天の正午には最大68ワットのAC電力しかユーザーの配電盤に供給されません。(100WX095×0.89×0.93×095X0.90-68W)。
6). 太陽の向き角度とハウスの向きがシステムのエネルギー出力に及ぼす影響
一日中、太陽光線がソーラーパネルに当たる角度は常に変化しており、出力電力に影響を与えます。「100ワットモジュール」の出力電力は、太陽の方位角が同じ程度に変化すると、夜明けのゼロ値から徐々に増加します。それでも、配列は東を向いています。生成される電力は、南向きの電力の84%になります(表1の係数0.84で修正)。
V..システムのインストール
1. 推奨素材
•屋外で使用する材料は、日光や紫外線に強いものでなければなりません。
•ポリウレタンシーラントは、非フラッシュルーフ防水に使用する必要があります。3)材料は、太陽にさらされたときの温度に耐えるように設計する必要があります。
•異なる金属(鉄やアルミニウムなど)材料は、絶縁スペーサー、ワッシャー、またはその他の方法で互いに分離する必要があります。
•アルミニウムは、一部の材料と直接接触しないでください。
•高品質の留め具を使用する必要があります(ステンレス鋼が望ましい)。
•構造部材の材料も選択できます:アルミニウムプロファイル、溶融亜鉛めっき鋼、コーティングまたは塗装された通常の炭素鋼(低腐食環境でのみ使用)、ステンレス鋼。
2. 推奨機器と設置方法
1)アプリケーションで必要な定格電圧と定格電流に応じて、すべての電気機器のリストを作成します。
2)関連する規格に従ってPVモジュールをリストし、少なくとも5年(20〜25年の寿命)の貯蔵寿命があることを確認します。
3)関連する規格に従ってインバーターをリストし、少なくとも5年の耐用年数があることを確認します。4)露出したケーブルとパイプは、光に強い必要があります。
5)システムには過電流保護と簡単なメンテナンスが必要です。
6)電気に関連する端子は、締めて固定する必要があります。
7)製造元のインストール手順で機器をインストールする必要があります。
8)すべての屋根は、承認されたシーラントで密封する必要があります。
9)すべてのケーブル、パイプ、露出した導体、およびワイヤーボックスは、関連する規格と規制に準拠し、安全性を確保する必要があります。
10)太陽光発電アレイが毎日9:00から16:00まで日陰にならないようにする必要があります。
3. 太陽光発電システムの設計・設置にあたって注意すべき事項
1)太陽光発電アレイの設置場所(屋根、プラットフォーム、その他の建物など)を慎重に確認してください。
2) 選択した機器が地域のインセンティブポリシーの範囲内であることを確認するため。
3)地域のユーティリティグリッド部門に連絡して、グリッド接続とオンラインテストの許可を取得します。
4)上部の太陽光発電モジュールの設置位置を決定する際に屋根に設置する場合は、建物の雨水排水パイプ、煙突、換気口が太陽光発電モジュールに与える影響を考慮する必要があります。屋根のサイズと形状に応じて太陽光発電モジュールを敷設して、上部をより美しくしてみてください。
5)設置された太陽光発電アレイの日光への露出と陰影を計算します。選択した設置場所の日陰が多すぎる場合は、PVアレイの設置場所を変更することを検討する必要があります。
6)すべてのシステムコンポーネント間の距離を測定し、太陽光発電システムの設置の位置図と概略図を描きます。
7) 関連する審査部門の関連資料を収集し、これには以下を含める必要があります。
(1)ロケーションマップには、太陽光発電モジュール、パイプライン配線、電気ボックス、インバーター、高保証負荷配電盤、ユーティリティグリッドのオンオフスイッチ、メイン配電盤、およびユーティリティグリッドの入口側など、主要なシステムコンポーネントの位置を示す必要があります。
(2)概略図には、下の図に示すように、すべての重要な電気システムコンポーネントが示されている必要があります
(3)すべての重要な電気システムコンポーネントを小さな部品(太陽光発電モジュール、インバーター、コンバイナーボックス、DCスイッチ、ヒューズなど)に分解します。
8)PVモジュールからコンバイナーボックスとインバーターまでのケーブル長を見積もります
9)太陽光発電モジュール回路の通電容量を確認し、わずかな電流に適したケーブルサイズを決定します。ケーブルのサイズは、各コースの最大短絡電流とケーブル配線の長さによって決まります。
10)フルパワーで、PVモジュールからインバーターへの電圧降下が3%未満であることを考慮して、PVアレイのサイズを計算します。アレイのコンバイナーボックスがインバーターから離れている場合、電圧降下はPVアレイからコンバイナーボックスへの配線とコンバイナーボックスインバーターからの配線に基づいて計算されません。
11) インバータから主配電盤までの線路長を推定します。
12)メイン配電盤をチェックして、配電盤の電力が太陽光発電システムのスイッチングニーズを満たすことができるかどうかを判断します。
13)システムにサポート負荷用の配電盤(バックアップバッテリーシステム付き)が含まれている場合は、特定の重要な負荷回路を特定します。
これらの回路は、予想される電気負荷を満たす必要があります。
(1)バックアップ システムに接続されている負荷を見積もり、システムのスリープ状態での実際の電力消費量と日常の電力消費のニーズを満たすようにします。
(2) すべてのバックアップ負荷は、専用インバーターの出力に接続するために、別の配電盤に接続する必要があります。
(3)バックアップ電源システムの負荷によって消費される平均電力を計算して、バッテリー内のエネルギー貯蔵が消費者に電力を供給し続けることができる時間を決定する必要があります。
(4)このバッテリーはユーザーのメンテナンスを必要としないため、吸着されたグラスファイバーウールを使用したメンテナンスフリーのバルブ調整鉛蓄電池システムを使用することをお勧めします。
(5)バッテリーの保管場所は、日光を避け、できるだけ静かで換気の良い場所に置く必要があります。鉛蓄電池であろうと、バルブ調整された鉛蓄電池であろうと、外界に換気する必要があります。
14) 設計要件に従う
ケーブルは、PVモジュール、コンバイナーボックス、過電流保護装置/切断スイッチ、インバーター、およびユーティリティ切断スイッチを接続し、最終的に回路をユーティリティグリッドに接続します。
15)試運転中、太陽光発電システム回路は通常動作し、公共電力網部門からグリッド接続許可が取得されます。その後、システムは正式に動作を開始できます。
16)システム機器が正常に動作しているかどうかを観察します。
4. 保守・運用フェーズ
1)太陽電池モジュールにほこりがたまると、涼しい天候で太陽電池モジュールを掃除できます。
2)太陽光発電システムを定期的にチェックして、ラインとブラケットが良好な状態にあることを確認します。
3)毎年3月21日と9月21日頃、太陽が満ちて正午に近いときに、システムの出力(コンポーネントの表面がきれいに保たれている)を確認し、システムの動作が前年の読み取り値に近いかどうかを比較します。このデータをログに保持して、システムが常に正しく機能しているかどうかを分析します。読み取り値が大幅に低下する場合は、システムに問題があります。
VI.. 太陽光発電システムの点検内容と手続き(安全ヘルメット、手袋、目の保護具の着用を推奨)
1.PVアレイ
1)すべてのコンバイナーボックスヒューズが取り外されていることを確認し、ボリュームがないことを確認しますtageコンバイナーボックスの出力端子に存在しません。
2)PVモジュールと配電盤の間のソケットとコネクタが正常な動作状態にあるかどうかを目視検査します。
3)ケーブルのストレスフリークランプが正しくしっかりと取り付けられているか確認してください。
4)すべてのPVモジュールに損傷がないかどうかを目視検査します。
5)すべてのケーブルがきちんと固定されているか確認してください。
2. 太陽電池モジュールの回路配線
1)DCストリングコンバイナーボックス(PVモジュールからコンバイナーボックスまで)を確認します。
2)ヒューズが抜かれ、すべてのスイッチが切断されているか再確認してください。
3)屋内ケーブルラインがDCシリーズコンバイナーボックスの端子に正しい順序で接続されているかどうかを確認し、ラベルが表示されていることを確認します。
3. 回路ストリング配線のトレース検査
次の手順は、システムパス内のソース回路シリーズ(たとえば、東から西または北から南)に対して実行され、理想的なテスト条件は3月から10月までの晴れた正午です。
1)回路内の各コンポーネントの開回路ボリュームを確認してくださいtageは、晴れた日にメーカーが提供する実際のボリュームを確認します(同じ日光条件下では、同じボリュームである必要がありますtage。注:日光条件下では、電圧は20ボルトを超えます)。
2)恒久的なケーブルマーカーが正と負の接続を識別できることを確認します。
3) 上記のように各コンポーネントを確認します。
4.太陽光発電アレイ回路配線の他の部分
1)DC切断スイッチがオンになっていて、ラベルに損傷がないことを再確認します。
2)DCコンバイナーボックス内の各分岐電源の極性を確認します。回路ストリングの数と図面上の位置に従って、各分岐の開回路電圧が適切な範囲内にあることを確認します(太陽光放射照度が変化しない場合、電圧は非常に近いはずです)。
警告：ソース回路のセットの極性が逆になると、ヒューズユニットで重大な事故や火災が発生し、コンバイナーボックスや隣接する機器が損傷します。インバーターの極性が逆になると、システム機器にも損傷が発生しますが、これは機器の保証の対象外です。
3)DCストリングコンバイナーボックスのすべての端子を締めます。
4)中性線がメイン配電盤に正しく接続されていることを確認します。
5. インバータ起動試験
1)インバーターDC切断スイッチに送られた開回路電圧をチェックして、巻を確認してくださいtagメーカーの取り付けマニュアルの制限が満たされています。
2)システムに複数のDC切断スイッチがある場合は、電圧を確認しますtag各スイッチで。
3)電源スイッチをPVアレイからインバーターに回します。
4)インバータが動作していることを確認し、運転中にインバータの電圧を経時的に記録し、電圧の読み取り値が製造元の設置マニュアルで許可されている制限内にあることを確認します。
5)インバータが期待される電力出力を達成できることを確認します。6) スタートアップ テスト レポートを提出します。
6. システム受け入れテスト
理想的なPVシステムのテスト条件は、3月から10月までの晴れた正午を選択してください。理想的な試験条件が不可能な場合は、晴れた冬の日の正午にもこの試験を行うことができます。
1)PVアレイが完全に日当たりが良く、日陰がないことを確認します。
2)システムが動作していない場合は、システム実行スイッチをオンにし、15分間実行してから、システムパフォーマンステストを開始します。
3)1つまたは2つの方法で日射量試験を実施し、試験値を記録します。最大放射線量を1000ワット/平方メートルで割ると、得られるデータが放射線比になります。たとえば、692w/m2÷1000w/m=0.692 または 69.2% です。
メソッド1:標準の日射計または日射計でテストします。
メソッド2:太陽光発電アレイと同じモデルの通常の動作の太陽光発電モジュールを見つけ、テストする太陽光発電アレイと同じ方向と角度を保ち、太陽の下に置きます。15分間の曝露後、デジタルマルチメータを使用して短絡電流をテストし、これらの値が記録されている(アンペア単位)を設定します。これらの値をPVモジュールの背面に印刷されている短絡電流値(Isc)で割り、1000ワット/平方メートルを掛けて、結果を同じ行に記録します。例:LSC測定= 36A;PVモジュールの背面に印刷されたLSC:5.2A;実際の放射線量=3.652A×1000w/m=692w/m2。
4)PVモジュールの出力電力を要約してこれらの値を記録し、0.7を掛けて予想されるAC出力のピーク値を取得します。
5)インバーターまたはシステムメーターを介してAC出力を記録し、この値を記録します。
6)AC測定電力値を電流放射率で割り、この値を記録します。この「AC補正値」は、太陽光発電システムの定格出力電力であり、推定AC値の90%以上である必要があります。問題には、配線の誤り、ヒューズの損傷、インバーターが正しく機能しないなどがあります。
たとえば、PVシステムは20個の100W PVモジュールで構成され、方法2を使用して、動作しているPVモジュールの日射量を692W / m2と推定し、出力電力を1000W / m2で計算し、システムに正しく動作しているかどうかを尋ねます。
解く：
PVアレイの合計定格電力= 100ワットの標準状態×20モジュール:2000ワットの通常状態の推定AC出力電力= 2000ワットの標準状態X0.7 = 1400ワットのAC推定値。
実際に測定されたAC出力電力の場合:1020ワットAC測定値
補正されたAC出力電力= 1020ワットのAC測定÷0.692 = 1474ワットのAC補正
修正された AC 出力電力値と推定 AC 出力電力値を比較します: 1474 ワット AC 固定値 + 1400 ワット AC 推定値 = 1.05
回答:1.0520.9、通常は機能します。