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、太陽光発電屋根の形で家庭の日々の電力需要の一部または全部を賄うことができます。また、電力網が制御不能な状態でもバックアップバッテリーを搭載することも可能です。
このマニュアルは主に家庭用グリッド接続型太陽光発電システムの設計と設置ソリューションを提案しています。設置者に太陽光発電製品の選択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設計システムがあなたの可能性を引き出す手助けをします。
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
(1) 屋根やその他の設置場所が設置される太陽光発電システムに合うサイズになっていることを確認してください。
(2). 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、屋根の承重力を高める必要があります。
(3) 建物の屋根設計基準に従って屋根を適切に扱うこと。
(4) 機器の設置は仕様と手順に厳格に従って行う。
(5)正確で適切に設定された接地システムは、落雷を効果的に回避できます。
(6) システムが正常に動作しているか確認。
(7) 設計および関連機器がローカルグリッドのグリッド接続ニーズに対応できることを確実にすること。8. 最後に、システムは伝統的な試験機関や電力部門によって徹底的にテストされます。
II.. システム設計に関連する問題
太陽光発電システムの種類:1つは公共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を持たない太陽光発電システム、もう一つは公共電力網と並列に接続された太陽光発電システムで、補助としてバックアップバッテリーも備えています。
(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である場合にのみ稼働可能です。電力網の電力損失が最小限であるため、このようなシステムは一般的にユーザーの電気料金を節約できます。しかし、停電時にはシステムが完全に停止し、図1に示すようにグリッドが復旧します。
典型的なバッテリーフリーグリッド接続システムは、以下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、何らかの形で接続され密閉された太陽電池で構成された太陽光モジュールで構成されています。通常、コレクションは複数の太陽光モジュールが括弧で結ばれたもので構成されます。
2) バランスシステム(BOS)を装備
ブラケットシステムや配線システム、住宅建築システムの電気システムへの太陽光モジュールの統合などに使用されます。電源ラインシステムには以下が含まれます:
3) 直流交流インバーター
この装置は、太陽光発電アレイからの直流電流を家庭用電製品で使用される標準的な交流に変換します。
4) 計測機器と計測器
これらの機器はシステムの動作状況、性能、ユーザーの電力使用量を測定・表示します。5) その他の構成要素
ユーティリティグリッドスイッチ(これは地域の電力網によります)。
(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、バッテリーを使わずにグリッド接続システムにバッテリーを追加し、システムにエネルギーを蓄えるものです。停電時でも、特別な負荷に対して非常電源を供給することができます。電源が遮断されると、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。専用の配電線がこれらの特殊な負荷に電力を供給するために使われます。日中に電力網の停電が発生した場合、太陽光発電アレイはバッテリーととも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、これらの特殊な負荷の正常な動作を確保するために十分なエネルギーを放出できます。
バッテリーを使わ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、バッテリーバックアップシステムは、バッテリーやバッテリーパック、バッテリー充電コントローラー、特別な要件や高いセキュリティを持つ負荷に電力を供給する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)屋根構造
太陽光発電アレイを設置する最も便利で適切な場所は建物の屋上です。勾配屋根の場合、太陽光発電アレイは屋根表面と平行に設置し、冷却のためにブラケットを数センチ間隔で配置する必要があります。水平屋根の場合は、傾斜角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。屋根設置型太陽光発電システムは、屋根構造の密閉性と屋根の透水防止層に注意を払う必要があります。一般的に、PVモジュール100ワットごとに1つの支持ブラケットが必要です。新築の場合、支持ブラケットは通常、屋根デッキが設置され、屋根防水が施される前に設置されます。アレイマウントシステムの担当者が、屋根の取り付け時にサポートブラケットを取り付けることができます。
瓦屋根はしばしば耐荷重の限界を閉じるよう構造的に設計されています。この場合、屋根構造をPVシステムの追加の重量に耐えられるように補強するか、瓦屋根をPVアレイ設置専用のストリップエリアに変える必要があります。しかし、瓦屋根を軽量な屋根製品に変える場合、屋根構造を強化する必要はありません。なぜなら、そのような屋根と太陽光発電アレイの合計質量は、交換された瓦葺き屋根製品の質量よりも軽いからです。
2)日陰構造
屋根設置の代替案として、日陰構造物に設置された太陽光発電システムがあります。この日陰構造は、パティオや二重層の日陰グリッドで、太陽光アレイが日陰になるのです。これらの遮蔽システムは、小規模から大規模な太陽光発電システムを支えることができます。
太陽光発電システムを備えた建物は、主に太陽光アレイが部分的または完全な遮り屋根として機能する場合に、標準的なパティオカバーと価格が若干異なります。PVアレイが通常の遮り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改造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、日陰支持構造の荷重支力限界内です。屋根ブラケットの設置にかかる労務費は、パティオカバー全体の建設費用に含めることができます。全体の建設コストは屋根に設置するよりも高くなることが多いですが、日陰構造による価値がその追加コストを相殺することが多いです。
その他考慮すべき点としては、アレイのメンテナンスの簡素化、部品の配線、配線の接続が美観的に保たれていること、そしてクリーピングプラントを育てたり剪定したりしてメンバーや配線を乱さないようにすることなどがあります。
3.) 統合型太陽光発電(BIPV)の建設
別のタイプのシステムは、一部の伝統的な屋根製品を建物に統合した太陽光発電アレイに置き換えるものです。このような製品を設置・使用する際は、正しく設置され、必要な防火性能を満たし、屋根の漏れを防ぐために適切な設置を行うよう注意が必要です。
IV...システムの出力を見積もってください
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。メーカーは標準的な試験条件下で太陽光モジュールの直流出力を校正します。これらの条件は工場内で容易に達成でき、製品間で異なるものもありますが、屋外環境での運用時に出力を評価するために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、太陽電池の温度が25°C、太陽放射強度が1000ワット/平方メートル(一般にピーク日の太陽光強度と呼ばれ、晴れた夏の正午の放射線強度に相当)、大気通過時の質量が午前1.5度です。フィルター付き太陽スペクトル(ASTM標準スペクトル)。メーカーは標準試験条件下で出力100ワットの太陽光モジュールを「100ワット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%ずれても構いません。つまり、95ワットのモジュールは「100ワットモジュール」と呼ばれ続けます。基準としては、より低い出力値(100ワットではなく95ワット)を用いるべきです。
2)温度効果
モジュールの出力は温度が上昇するにつれて減少します。例えば、太陽が太陽光発電屋根モジュールに直接当たると、モジュール内部温度は50°Cに達します～75°C。単結晶シリコンモジュールの場合、温度上昇によりモジュールの電力は実際の89%まで低下します。したがって、100ワットのモジュールは春や秋の正午に直射日光を受けた場合、約85ワット(95ワット × 0.89 = 85ワット)しか発電できません。
3) 汚れとほこりの効果
太陽光パネル表面に蓄積した汚れやほこりは、太陽光の透過に影響を与え、出力を低下させます。ほとんどの地域に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、より完全かつ適切なシステム推定には、乾季のパネル表面の汚れによる電力減少を考慮する必要があります。ダスト要因により、システムの電力は毎年元の定格値の93%まで低下します。この「100ワットモジュール」は、表面にホコリがついた状態で平均79ワット(85ワット × 0.93 = 79ワット)で動作します。
4) マッチングとラインロス
全体のPVアレイによる最大出力は、個々のPVモジュールの総出力の合計よりも一般的に小さいです。この不一致は太陽光発電モジュールの不整合(モジュールのずれとも呼ばれる)によって引き起こされ、システムの電力が少なくとも2%失われます。さらに、ラインシステムの内部抵抗による電力損失も発生し、この損失は最小限に抑えるべきです。それでも、出力が正午にピークに達し、午後に徐々に減少していくため、この部分の損失をシステムに減らすのは難しいです。夜間には電力がゼロに戻ります。この変化は、太陽放射強度の進化と太陽電池モジュールに対する太陽角の発達に起因しています。さらに、屋根の傾斜や向きはモジュール表面に当たる日光の等級にも影響します。これらの効果の具体的な現れは表1に示されており、屋根の傾斜7:12で局所的な太陽光発電アレイを設置した場合、屋根の傾斜角がエネルギーの3%未満の場合、正南向きの補正係数は100となります。したがって、妥当な損失係数は5%であるべきです。
5) 直流から交流への変換損失
太陽光モジュールで生成される直流電力は、インバーターによって標準的な交流電力に変換されなければなりません。この変換過程で一部のエネルギーが失われ、屋上部品からインバーター、顧客の交換盤への配線でも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、これはインバータメーカーが示すピーク効率であり、良好な工場制御条件下で測定されています。実際、通常の場合、DC-ACインバーターの効率は88%~92%であり、90%が妥協効率として一般的に使われます。
したがって、製品偏差、発熱、配線、交流インバーターなどの電力損失により出力が低下する「100ワットモジュール」を、晴れた正午の空でユーザーの配電盤に最大68ワットの交流電力しか供給されません。(100WX095×0.89×0.93×095X0.90—68W)
6) 太陽の方向角と家の向きが系エネルギー出力に与える影響
一日を通して、太陽光が太陽電池パネルに当たる角度は常に変化し、それが出力に影響を与えます。「100ワットモジュール」の出力は、夜明けのゼロ値から徐々に増加し、太陽の方位角の変化も同じ度合いです。それでも、陣は東を向いている。発電量は南向きの84%となります(表1の0.84の係数で補正済み)。
V..システム設置
1. 推奨教材
・屋外で使用される素材は、日光や紫外線に強いものであるべきです。
・非フラッシュルーフ防水にはポリウレタンシーラントを使用するべきです。3) 材料は太陽にさらされた際に高温に耐えられるように設計されているべきです。
・鉄やアルミニウムなどの異なる金属材料は、絶縁スペーサーやワッシャー、その他の方法で互いに隔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てはいけません。
・高品質なファスナー(ステンレススチールが望ましい)を使用することが推奨されます。
・構造部材も選択可能です:アルミニウムプロファイル、熱浸亜鉛メッキ鋼、コーティングまたは塗装された通常の炭素鋼(低腐食環境のみ使用)、ステンレス鋼。
2. 推奨機器と設置方法
1)用途に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しょう。
2) 太陽光発電モジュールを関連規格に従ってリストし、保存期間が少なくとも5年(20年から25年)であることを確実にしてください。
3) インバーターを該当基準に従ってリストし、少なくとも5年の耐用年数を持つこと。4) 露出したケーブルや配管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メンテナンスの容易さが求められます。
6) 電気に関連する端子は締めて固定されるべきです。
7) メーカーの設置指示書に機器を設置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シールされているべきです。
9) すべてのケーブル、配管、露出導体、ワイヤーボックスは関連する基準および規制に準拠し、安全を確保しなければなりません。
10) 毎日9時から16時まで太陽光発電アレイが日陰になっていることを確実にしないこと。
3. 太陽光発電システムの設計および設置における注意事項
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) 選定された機器が地域のインセンティブ政策の範囲内であることを確実にすること。
3) 地域の電力網部門に連絡し、グリッド接続およびオンラインテスト許可を取得すること。
4) 屋根に設置する場合は、太陽光モジュールの設置位置を決定する際に、建物の雨水排水管、煙突、換気口部が太陽光モジュールに与える影響を考慮する必要があります。屋根のサイズや形状に合わせて太陽光発電モジュールを設置し、屋根をより美しく見せましょう。
5) 設置された太陽光発電アレイの日光曝露と日陰を計算する。設置場所が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べきです。
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図および回路図を描画します。
7) 関連審査部門向けの資料を収集し、以下を含むべきです。
(1)位置図には、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、電力網のオンオフスイッチ、主電網、電力網の入り側の主要システム部品の位置が示されます。
(2)回路図には、下の写真のようにすべての重要な電気システム部品が示されているはずです
(3)すべての重要な電気システム部品を小さな部品(太陽光モジュール、インバーター、コンバイナーボックス、直流スイッチ、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およびインバーターまでのケーブル長の推定
9) 太陽光モジュール回路の電流容量を確認し、最小電流に適したケーブルサイズを決定する。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経路の長さに基づいて決まります。
10) PVアレイのサイズを計算します。最大出力時には、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遠い場合、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) インバーターからメイン交換盤までのライン長を推定します。
12) メインの配電盤を確認し、配電盤の電力が太陽光発電システムのスイッチング需要に対応できるか確認します。
13) システムにバックアップバッテリーシステム付きサポート負荷用のスイッチボードが含まれている場合、特定の重要な負荷回路を特定します。
これらの回路は、期待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た負荷を推定し、実際の電力消費量およびシステムのスリープ状態における日々の消費電力のニーズを満たす必要があります。
(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、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られる期間を決定すべきです。
(4)メンテナンス不要のバルブ調整式鉛蓄電池システム(吸着されたグラスファイバーウール)を使用することが推奨されます。このバッテリーはユーザーのメンテナンスを必要としません。
(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べきです。鉛蓄電池であれ、バルブ調整式鉛蓄電池であれ、外部への換気が必要です。
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、過電流保護器/切断スイッチ、インバーター、ユーティリティ遮断スイッチを接続し、最終的に回路を電力網に接続します。
15) 試験運用中、太陽光発電システムの回路は通常正常に動作し、公共電力網部門からグリッド接続許可を取得します。その後、システムは正式に機能し始めることができます。
16) システム計器が正常に動作しているかを観察する。
4. 保守および運用フェーズ
1) 太陽光モジュールにほこりがたまった場合、涼しい天候でも光発電モジュールを清掃できます。
2) 光発電システムを定期的に点検し、配線やブラケットが良好な状態にあるか確認すること。
3) 毎年3月21日と9月21日頃、太陽が満ち正午近くに、システムの出力(部品表面は清潔に保たれている)を確認し、システムの動作が前年の読み取りに近いかどうかを比較します。このデータをログにまとめて、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しょう。もし数値が大幅に下がれば、システムに問題があります。
VI.. 太陽光発電システムの検査内容および手順(安全ヘルメット、手袋、目保護具の着用が推奨)
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、コンバイナーボックスの出力端子に電圧がないか確認すること。
2) PVモジュールと配電盤間のソケットやコネクタが正常に動作しているかどうかを目視で確認します。
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モジュールが無傷かどうかを目視で確認する。
5) すべてのケーブルがきれいで固定されているか確認する。
2. 太陽光モジュールの回路配線
1) 直流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へ)を確認してください。
2) ヒューズが抜かれ、すべてのスイッチが外れているかを再確認する。
3) 屋内ケーブルラインがDC直列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、ラベルが見えるか確認してください。
3. 回路ストリング配線のトレース検査
システム経路内の各ソース回路系列(例:東から西または北から南)に対して以下の手順が従い、理想的な試験条件は3月から10月の正午に晴れていることです。
1) 回路内の各部品の開回路電圧を確認し、晴れた日にメーカーが実際に提供する電圧を確認してください(同じ日照条件下では同じ電圧であるはずです)。注:日光条件下では20ボルト以上の電圧を持ちます。
2) 永久ケーブルマーカーで正極と負極の接続を識別できるようにしてください。
3) 上記のように各コンポーネントをチェック。
4. 太陽光発電アレイ回路配線のその他の部分
1) DCディスコネクトスイッチがオンでラベルが無事かどうかを再確認します。
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する。回路のストリング数と図面上の位置に応じて、各ブランチの開回路電圧が適切な範囲内にあるか確認してください(太陽光の照射度が変わらなければ電圧は非常に近いはずです)。
警告:もしソース回路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機器に損傷が生じます。インバーターの極性が逆になるとシステム機器が損傷し、これは機器保証の対象外となります。
3) DCストリングコンバイナーボックス内のすべての端子を締める。
4) ニュートラル線がメインの配電盤に正しく接続されているか確認してください。
5. インバーター起動テスト
1) インバーターの直流切断スイッチに送られるオープンサーキット電圧を確認し、メーカーの設置マニュアルにある電圧制限を満たしているか確認してください。
2) システム内に複数の直流切断スイッチがある場合は、各スイッチの電圧を確認してください。
3) 電源スイッチをPVアレイからインバーターに切り替えます。
4) インバーターが稼働していることを確認し、運転中の電圧を時間経過で記録し、電圧の読み取り値がメーカーの取り付けマニュアルで認められている範囲内であることを確認。
5) インバーターが期待される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の提供。
6. システム受容テスト
理想的なPVシステムの試験条件は、3月から10月の晴れた昼を選びます。理想的な試験条件が難しい場合は、晴れた冬の正午にもこの試験を行うことができます。
1) PVアレイが完全に日光を当てて日陰がないか確認する。
2) システムが稼働していない場合は、システムランニングスイッチをオンにして15分間稼働させ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つの方法で太陽放射線試験を行い、試験値を記録する。最も高い放射値を1000ワット/平方メートルで割ると、得られるデータが放射比となります。例えば:692w/m2÷1000w/m=0.692、つまり69.2%。
方法1:標準的なピラノメーターまたはピラノメーターでテストします。
方法2:太陽電池アレイと同じモデルの正常に動作する太陽光モジュールを見つけ、テスト対象の太陽電池アレイと同じ方向と角度を保ち、太陽に設置します。15分間の露光後、デジタルマルチメーターで短絡電流を測定し、これらの値を記録します(アンペア単位)。これらの値をPVモジュール背面に印刷された短絡電流値(Isc)で割り、1000ワット/平方メートルを掛けて同じ列に記録します。例えば:LSC測定=36A;PVモジュール背面に印刷されたLSC:5.2A;実際の放射線値=3.652A×1000W/m=692W/m2。
4) PVモジュールの出力電力をまとめてこれらの値を記録し、0.7を掛けて期待される交流出力のピーク値を得る。
5) インバーターまたはシステムメーターを通じた交流出力を記録し、この値を記録する。
6) 交流測定の電力値を電流放射比で割り、この値を記録します。この「交流補正値」は太陽光発電システムの定格出力であり、推定交流値の90%以上であるべきです。問題には配線の誤り、ヒューズの損傷、インバーターの正常な動作不良などがあります。
例えば、PVシステムは20個の100WのPVモジュールで構成されており、方法2を使って動作するPVモジュールの太陽放射を692W/m2と推定し、出力出力を1000W/m2で計算し、システムに「正しく動作しているか?」と問いかけます。
解く:
PVアレイの総定格電力 = 20モジュール×標準条件100ワット:通常状態推定交流出力2000ワット 交流出力= 2000ワット標準条件 X0.7 = 1400ワット交流推定値。
実際に測定された交流出力が1020ワットの交流測定値を示した場合
補正交流出力 = 1020ワット交流測定 ÷ 0.692 = 1474ワット交流補正
補正済みAC出力電力値と推定AC出力出力値を比較します:1474ワットAC固定値+1400ワットAC推定値=1.05
回答:1.0520.9、通常は動作します。
このマニュアルは主に家庭用グリッド接続型太陽光発電システムの設計と設置ソリューションを提案しています。設置者に太陽光発電製品の選択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設計システムがあなたの可能性を引き出す手助けをします。
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
(1) 屋根やその他の設置場所が設置される太陽光発電システムに合うサイズになっていることを確認してください。
(2). 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、屋根の承重力を高める必要があります。
(3) 建物の屋根設計基準に従って屋根を適切に扱うこと。
(4) 機器の設置は仕様と手順に厳格に従って行う。
(5)正確で適切に設定された接地システムは、落雷を効果的に回避できます。
(6) システムが正常に動作しているか確認。
(7) 設計および関連機器がローカルグリッドのグリッド接続ニーズに対応できることを確実にすること。8. 最後に、システムは伝統的な試験機関や電力部門によって徹底的にテストされます。
II.. システム設計に関連する問題
太陽光発電システムの種類:1つは公共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を持たない太陽光発電システム、もう一つは公共電力網と並列に接続された太陽光発電システムで、補助としてバックアップバッテリーも備えています。
(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である場合にのみ稼働可能です。電力網の電力損失が最小限であるため、このようなシステムは一般的にユーザーの電気料金を節約できます。しかし、停電時にはシステムが完全に停止し、図1に示すようにグリッドが復旧します。
典型的なバッテリーフリーグリッド接続システムは、以下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、何らかの形で接続され密閉された太陽電池で構成された太陽光モジュールで構成されています。通常、コレクションは複数の太陽光モジュールが括弧で結ばれたもので構成されます。
2) バランスシステム(BOS)を装備
ブラケットシステムや配線システム、住宅建築システムの電気システムへの太陽光モジュールの統合などに使用されます。電源ラインシステムには以下が含まれます:
- インバーターの両端で直流と交流が切り替わります。
- グラウンディング保護。
- 太陽電池モジュールの過電流保護について。
3) 直流交流インバーター
この装置は、太陽光発電アレイからの直流電流を家庭用電製品で使用される標準的な交流に変換します。
4) 計測機器と計測器
これらの機器はシステムの動作状況、性能、ユーザーの電力使用量を測定・表示します。5) その他の構成要素
ユーティリティグリッドスイッチ(これは地域の電力網によります)。
(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、バッテリーを使わずにグリッド接続システムにバッテリーを追加し、システムにエネルギーを蓄えるものです。停電時でも、特別な負荷に対して非常電源を供給することができます。電源が遮断されると、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。専用の配電線がこれらの特殊な負荷に電力を供給するために使われます。日中に電力網の停電が発生した場合、太陽光発電アレイはバッテリーととも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、これらの特殊な負荷の正常な動作を確保するために十分なエネルギーを放出できます。
バッテリーを使わ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、バッテリーバックアップシステムは、バッテリーやバッテリーパック、バッテリー充電コントローラー、特別な要件や高いセキュリティを持つ負荷に電力を供給する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)屋根構造
太陽光発電アレイを設置する最も便利で適切な場所は建物の屋上です。勾配屋根の場合、太陽光発電アレイは屋根表面と平行に設置し、冷却のためにブラケットを数センチ間隔で配置する必要があります。水平屋根の場合は、傾斜角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。屋根設置型太陽光発電システムは、屋根構造の密閉性と屋根の透水防止層に注意を払う必要があります。一般的に、PVモジュール100ワットごとに1つの支持ブラケットが必要です。新築の場合、支持ブラケットは通常、屋根デッキが設置され、屋根防水が施される前に設置されます。アレイマウントシステムの担当者が、屋根の取り付け時にサポートブラケットを取り付けることができます。
瓦屋根はしばしば耐荷重の限界を閉じるよう構造的に設計されています。この場合、屋根構造をPVシステムの追加の重量に耐えられるように補強するか、瓦屋根をPVアレイ設置専用のストリップエリアに変える必要があります。しかし、瓦屋根を軽量な屋根製品に変える場合、屋根構造を強化する必要はありません。なぜなら、そのような屋根と太陽光発電アレイの合計質量は、交換された瓦葺き屋根製品の質量よりも軽いからです。
2)日陰構造
屋根設置の代替案として、日陰構造物に設置された太陽光発電システムがあります。この日陰構造は、パティオや二重層の日陰グリッドで、太陽光アレイが日陰になるのです。これらの遮蔽システムは、小規模から大規模な太陽光発電システムを支えることができます。
太陽光発電システムを備えた建物は、主に太陽光アレイが部分的または完全な遮り屋根として機能する場合に、標準的なパティオカバーと価格が若干異なります。PVアレイが通常の遮り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改造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、日陰支持構造の荷重支力限界内です。屋根ブラケットの設置にかかる労務費は、パティオカバー全体の建設費用に含めることができます。全体の建設コストは屋根に設置するよりも高くなることが多いですが、日陰構造による価値がその追加コストを相殺することが多いです。
その他考慮すべき点としては、アレイのメンテナンスの簡素化、部品の配線、配線の接続が美観的に保たれていること、そしてクリーピングプラントを育てたり剪定したりしてメンバーや配線を乱さないようにすることなどがあります。
3.) 統合型太陽光発電(BIPV)の建設
別のタイプのシステムは、一部の伝統的な屋根製品を建物に統合した太陽光発電アレイに置き換えるものです。このような製品を設置・使用する際は、正しく設置され、必要な防火性能を満たし、屋根の漏れを防ぐために適切な設置を行うよう注意が必要です。
IV...システムの出力を見積もってください
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。メーカーは標準的な試験条件下で太陽光モジュールの直流出力を校正します。これらの条件は工場内で容易に達成でき、製品間で異なるものもありますが、屋外環境での運用時に出力を評価するために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、太陽電池の温度が25°C、太陽放射強度が1000ワット/平方メートル(一般にピーク日の太陽光強度と呼ばれ、晴れた夏の正午の放射線強度に相当)、大気通過時の質量が午前1.5度です。フィルター付き太陽スペクトル(ASTM標準スペクトル)。メーカーは標準試験条件下で出力100ワットの太陽光モジュールを「100ワット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%ずれても構いません。つまり、95ワットのモジュールは「100ワットモジュール」と呼ばれ続けます。基準としては、より低い出力値(100ワットではなく95ワット)を用いるべきです。
2)温度効果
モジュールの出力は温度が上昇するにつれて減少します。例えば、太陽が太陽光発電屋根モジュールに直接当たると、モジュール内部温度は50°Cに達します～75°C。単結晶シリコンモジュールの場合、温度上昇によりモジュールの電力は実際の89%まで低下します。したがって、100ワットのモジュールは春や秋の正午に直射日光を受けた場合、約85ワット(95ワット × 0.89 = 85ワット)しか発電できません。
3) 汚れとほこりの効果
太陽光パネル表面に蓄積した汚れやほこりは、太陽光の透過に影響を与え、出力を低下させます。ほとんどの地域に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、より完全かつ適切なシステム推定には、乾季のパネル表面の汚れによる電力減少を考慮する必要があります。ダスト要因により、システムの電力は毎年元の定格値の93%まで低下します。この「100ワットモジュール」は、表面にホコリがついた状態で平均79ワット(85ワット × 0.93 = 79ワット)で動作します。
4) マッチングとラインロス
全体のPVアレイによる最大出力は、個々のPVモジュールの総出力の合計よりも一般的に小さいです。この不一致は太陽光発電モジュールの不整合(モジュールのずれとも呼ばれる)によって引き起こされ、システムの電力が少なくとも2%失われます。さらに、ラインシステムの内部抵抗による電力損失も発生し、この損失は最小限に抑えるべきです。それでも、出力が正午にピークに達し、午後に徐々に減少していくため、この部分の損失をシステムに減らすのは難しいです。夜間には電力がゼロに戻ります。この変化は、太陽放射強度の進化と太陽電池モジュールに対する太陽角の発達に起因しています。さらに、屋根の傾斜や向きはモジュール表面に当たる日光の等級にも影響します。これらの効果の具体的な現れは表1に示されており、屋根の傾斜7:12で局所的な太陽光発電アレイを設置した場合、屋根の傾斜角がエネルギーの3%未満の場合、正南向きの補正係数は100となります。したがって、妥当な損失係数は5%であるべきです。
5) 直流から交流への変換損失
太陽光モジュールで生成される直流電力は、インバーターによって標準的な交流電力に変換されなければなりません。この変換過程で一部のエネルギーが失われ、屋上部品からインバーター、顧客の交換盤への配線でも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、これはインバータメーカーが示すピーク効率であり、良好な工場制御条件下で測定されています。実際、通常の場合、DC-ACインバーターの効率は88%~92%であり、90%が妥協効率として一般的に使われます。
したがって、製品偏差、発熱、配線、交流インバーターなどの電力損失により出力が低下する「100ワットモジュール」を、晴れた正午の空でユーザーの配電盤に最大68ワットの交流電力しか供給されません。(100WX095×0.89×0.93×095X0.90—68W)
6) 太陽の方向角と家の向きが系エネルギー出力に与える影響
一日を通して、太陽光が太陽電池パネルに当たる角度は常に変化し、それが出力に影響を与えます。「100ワットモジュール」の出力は、夜明けのゼロ値から徐々に増加し、太陽の方位角の変化も同じ度合いです。それでも、陣は東を向いている。発電量は南向きの84%となります(表1の0.84の係数で補正済み)。
V..システム設置
1. 推奨教材
・屋外で使用される素材は、日光や紫外線に強いものであるべきです。
・非フラッシュルーフ防水にはポリウレタンシーラントを使用するべきです。3) 材料は太陽にさらされた際に高温に耐えられるように設計されているべきです。
・鉄やアルミニウムなどの異なる金属材料は、絶縁スペーサーやワッシャー、その他の方法で互いに隔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てはいけません。
・高品質なファスナー(ステンレススチールが望ましい)を使用することが推奨されます。
・構造部材も選択可能です:アルミニウムプロファイル、熱浸亜鉛メッキ鋼、コーティングまたは塗装された通常の炭素鋼(低腐食環境のみ使用)、ステンレス鋼。
2. 推奨機器と設置方法
1)用途に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しょう。
2) 太陽光発電モジュールを関連規格に従ってリストし、保存期間が少なくとも5年(20年から25年)であることを確実にしてください。
3) インバーターを該当基準に従ってリストし、少なくとも5年の耐用年数を持つこと。4) 露出したケーブルや配管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メンテナンスの容易さが求められます。
6) 電気に関連する端子は締めて固定されるべきです。
7) メーカーの設置指示書に機器を設置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シールされているべきです。
9) すべてのケーブル、配管、露出導体、ワイヤーボックスは関連する基準および規制に準拠し、安全を確保しなければなりません。
10) 毎日9時から16時まで太陽光発電アレイが日陰になっていることを確実にしないこと。
3. 太陽光発電システムの設計および設置における注意事項
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) 選定された機器が地域のインセンティブ政策の範囲内であることを確実にすること。
3) 地域の電力網部門に連絡し、グリッド接続およびオンラインテスト許可を取得すること。
4) 屋根に設置する場合は、太陽光モジュールの設置位置を決定する際に、建物の雨水排水管、煙突、換気口部が太陽光モジュールに与える影響を考慮する必要があります。屋根のサイズや形状に合わせて太陽光発電モジュールを設置し、屋根をより美しく見せましょう。
5) 設置された太陽光発電アレイの日光曝露と日陰を計算する。設置場所が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べきです。
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図および回路図を描画します。
7) 関連審査部門向けの資料を収集し、以下を含むべきです。
(1)位置図には、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、電力網のオンオフスイッチ、主電網、電力網の入り側の主要システム部品の位置が示されます。
(2)回路図には、下の写真のようにすべての重要な電気システム部品が示されているはずです
(3)すべての重要な電気システム部品を小さな部品(太陽光モジュール、インバーター、コンバイナーボックス、直流スイッチ、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およびインバーターまでのケーブル長の推定
9) 太陽光モジュール回路の電流容量を確認し、最小電流に適したケーブルサイズを決定する。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経路の長さに基づいて決まります。
10) PVアレイのサイズを計算します。最大出力時には、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遠い場合、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) インバーターからメイン交換盤までのライン長を推定します。
12) メインの配電盤を確認し、配電盤の電力が太陽光発電システムのスイッチング需要に対応できるか確認します。
13) システムにバックアップバッテリーシステム付きサポート負荷用のスイッチボードが含まれている場合、特定の重要な負荷回路を特定します。
これらの回路は、期待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た負荷を推定し、実際の電力消費量およびシステムのスリープ状態における日々の消費電力のニーズを満たす必要があります。
(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、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られる期間を決定すべきです。
(4)メンテナンス不要のバルブ調整式鉛蓄電池システム(吸着されたグラスファイバーウール)を使用することが推奨されます。このバッテリーはユーザーのメンテナンスを必要としません。
(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べきです。鉛蓄電池であれ、バルブ調整式鉛蓄電池であれ、外部への換気が必要です。
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、過電流保護器/切断スイッチ、インバーター、ユーティリティ遮断スイッチを接続し、最終的に回路を電力網に接続します。
15) 試験運用中、太陽光発電システムの回路は通常正常に動作し、公共電力網部門からグリッド接続許可を取得します。その後、システムは正式に機能し始めることができます。
16) システム計器が正常に動作しているかを観察する。
4. 保守および運用フェーズ
1) 太陽光モジュールにほこりがたまった場合、涼しい天候でも光発電モジュールを清掃できます。
2) 光発電システムを定期的に点検し、配線やブラケットが良好な状態にあるか確認すること。
3) 毎年3月21日と9月21日頃、太陽が満ち正午近くに、システムの出力(部品表面は清潔に保たれている)を確認し、システムの動作が前年の読み取りに近いかどうかを比較します。このデータをログにまとめて、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しょう。もし数値が大幅に下がれば、システムに問題があります。
VI.. 太陽光発電システムの検査内容および手順(安全ヘルメット、手袋、目保護具の着用が推奨)
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、コンバイナーボックスの出力端子に電圧がないか確認すること。
2) PVモジュールと配電盤間のソケットやコネクタが正常に動作しているかどうかを目視で確認します。
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モジュールが無傷かどうかを目視で確認する。
5) すべてのケーブルがきれいで固定されているか確認する。
2. 太陽光モジュールの回路配線
1) 直流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へ)を確認してください。
2) ヒューズが抜かれ、すべてのスイッチが外れているかを再確認する。
3) 屋内ケーブルラインがDC直列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、ラベルが見えるか確認してください。
3. 回路ストリング配線のトレース検査
システム経路内の各ソース回路系列(例:東から西または北から南)に対して以下の手順が従い、理想的な試験条件は3月から10月の正午に晴れていることです。
1) 回路内の各部品の開回路電圧を確認し、晴れた日にメーカーが実際に提供する電圧を確認してください(同じ日照条件下では同じ電圧であるはずです)。注:日光条件下では20ボルト以上の電圧を持ちます。
2) 永久ケーブルマーカーで正極と負極の接続を識別できるようにしてください。
3) 上記のように各コンポーネントをチェック。
4. 太陽光発電アレイ回路配線のその他の部分
1) DCディスコネクトスイッチがオンでラベルが無事かどうかを再確認します。
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する。回路のストリング数と図面上の位置に応じて、各ブランチの開回路電圧が適切な範囲内にあるか確認してください(太陽光の照射度が変わらなければ電圧は非常に近いはずです)。
警告:もしソース回路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機器に損傷が生じます。インバーターの極性が逆になるとシステム機器が損傷し、これは機器保証の対象外となります。
3) DCストリングコンバイナーボックス内のすべての端子を締める。
4) ニュートラル線がメインの配電盤に正しく接続されているか確認してください。
5. インバーター起動テスト
1) インバーターの直流切断スイッチに送られるオープンサーキット電圧を確認し、メーカーの設置マニュアルにある電圧制限を満たしているか確認してください。
2) システム内に複数の直流切断スイッチがある場合は、各スイッチの電圧を確認してください。
3) 電源スイッチをPVアレイからインバーターに切り替えます。
4) インバーターが稼働していることを確認し、運転中の電圧を時間経過で記録し、電圧の読み取り値がメーカーの取り付けマニュアルで認められている範囲内であることを確認。
5) インバーターが期待される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の提供。
6. システム受容テスト
理想的なPVシステムの試験条件は、3月から10月の晴れた昼を選びます。理想的な試験条件が難しい場合は、晴れた冬の正午にもこの試験を行うことができます。
1) PVアレイが完全に日光を当てて日陰がないか確認する。
2) システムが稼働していない場合は、システムランニングスイッチをオンにして15分間稼働させ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つの方法で太陽放射線試験を行い、試験値を記録する。最も高い放射値を1000ワット/平方メートルで割ると、得られるデータが放射比となります。例えば:692w/m2÷1000w/m=0.692、つまり69.2%。
方法1:標準的なピラノメーターまたはピラノメーターでテストします。
方法2:太陽電池アレイと同じモデルの正常に動作する太陽光モジュールを見つけ、テスト対象の太陽電池アレイと同じ方向と角度を保ち、太陽に設置します。15分間の露光後、デジタルマルチメーターで短絡電流を測定し、これらの値を記録します(アンペア単位)。これらの値をPVモジュール背面に印刷された短絡電流値(Isc)で割り、1000ワット/平方メートルを掛けて同じ列に記録します。例えば:LSC測定=36A;PVモジュール背面に印刷されたLSC:5.2A;実際の放射線値=3.652A×1000W/m=692W/m2。
4) PVモジュールの出力電力をまとめてこれらの値を記録し、0.7を掛けて期待される交流出力のピーク値を得る。
5) インバーターまたはシステムメーターを通じた交流出力を記録し、この値を記録する。
6) 交流測定の電力値を電流放射比で割り、この値を記録します。この「交流補正値」は太陽光発電システムの定格出力であり、推定交流値の90%以上であるべきです。問題には配線の誤り、ヒューズの損傷、インバーターの正常な動作不良などがあります。
例えば、PVシステムは20個の100WのPVモジュールで構成されており、方法2を使って動作するPVモジュールの太陽放射を692W/m2と推定し、出力出力を1000W/m2で計算し、システムに「正しく動作しているか?」と問いかけます。
解く:
PVアレイの総定格電力 = 20モジュール×標準条件100ワット:通常状態推定交流出力2000ワット 交流出力= 2000ワット標準条件 X0.7 = 1400ワット交流推定値。
実際に測定された交流出力が1020ワットの交流測定値を示した場合
補正交流出力 = 1020ワット交流測定 ÷ 0.692 = 1474ワット交流補正
補正済みAC出力電力値と推定AC出力出力値を比較します:1474ワットAC固定値+1400ワットAC推定値=1.05
回答:1.0520.9、通常は動作します。