摘要：随着社会的发展，人们对绿色环保方面的需求逐渐增加。传统的火力发电对环境的污染较大，因此，人们开始对新型发电模式进行探索。光伏发电系统不但环保、节能，而且实用性较强。为了使光伏发电系统能够得到更好利用，应对安装施工技术的应用进行分析。基于此，首先分析光伏发电系统的特点与工艺原理，讨论光伏发电系统安装施工技术的要点，并对其应用场景进行研究，以供参考。

关键词：光伏发电系统；安装施工；技术研究

引言

光伏发电系统是指通过光伏电池，将太阳能转化为电能的发电系统。与燃料能源相比，太阳能为可再生的清洁能源。因此，使用光伏发电系统进行发电，本质上不会对生态环境造成负面影响。光伏发电系统可以应用于多种行业当中，在其实际的安装过程中，施工人员要掌握光伏发电系统的特点、工艺原理等内容，明确光伏发电系统安装施工技术的应用要点，使光伏发电系统的应用效果最大化。

1中国光伏产业的发展现状

在过去10多年的迅猛发展中，中国光伏产业的全产业链已完全实现自主知识产权，是中国在未来实现能源革命的重要源动力之一。在“双碳”目标的引领和指导下，中国的光伏产业在技术研发、生产制造、产业规模，以及降低绿色溢价（就电力而言，绿色溢价是指从非排放源中获得所有电力的额外成本，非排放源包括风能、太阳能、核能，以及装备有碳捕获设施的燃煤电厂和燃气电厂等）等方面均取得了举世瞩目的成绩。光伏发电主要包括集中式光伏发电和分布式光伏发电两类。集中式光伏发电一般为大型地面光伏电站，其特点是将所发电能直接传输至主干电网，并由主干电网统一调配；分布式光伏发电主要指小型分散式光伏电站，其应用形式主要为屋顶分布式光伏发电。集中式光伏电站的投资大、建设周期长、占地面积大；而分布式光伏电站的投资小、建设周期短、政策支持力度大且选址自由等，这些因素都使分布式光伏发电在近些年得到了大力发展。由于集中式光伏发电对场址条件的要求高，在中国通常都建设在人烟稀少且光照资源丰富的西北地区，与用电需求大的长三角、珠三角地区距离遥远，输电过程中造成巨大的电能运输损耗，而分布式光伏发电则有效解决了电能长途运输的损耗问题；此外，分布式光伏发电还可将光伏发电组件作为建筑施工材料与建筑物表面相结合，从而可以节约光伏发电系统的占地面积。考虑到中国的光伏发电资源和负荷中心的地理分布存在矛盾，为进一步解决光伏消纳并减少“弃光”等问题，中国各级行政单位及地方政府在2014年后陆续出台了鼓励和支持分布式光伏发电发展的法规政策及配套补贴管理办法。2014年成为分水岭，从这一年开始，分布式光伏发电的发展趋势开始超越集中式光伏发电的发展趋势。

2光伏发电的原理和结构

2.1光伏组件

通过实际项目的成本核算可以发现，光伏组件费用占光伏电站建设成本的50%左右。PERC晶体硅太阳电池是目前市场占有率最高的太阳电池类型，国内主要光伏组件生产商也以单晶硅PERC、多晶硅PERC光伏组件产品为主。近几年，中国太阳电池的量产技术不断提升，量产太阳电池的光电转换效率也在逐年提升。其中，商业化单晶硅太阳电池的光电转换效率通常约为20%～23%，商业化多晶硅太阳电池的光电转换效率通常约为17%～21%，而且可以预计晶体硅作为太阳电池材料的统治地位在未来5～10年中不会发生根本转变。单晶硅太阳电池与多晶硅太阳电池的使用寿命基本一致，其中单晶硅太阳电池的光电转换效率较高，但生产成本也较高；多晶硅太阳电池的光电转换效率略低，但生产成本也较低，因此实际应用中还需要综合考虑后再选择。

2.2光伏产业制造商

近些年，得益于国家相关政策的鼓励与支持，中国光伏产业链从上游的晶体硅材料、硅片的生产制造，到中游的以单晶硅、多晶硅太阳电池为主的太阳电池和光伏组件，以及各类型逆变器的生产制造；再到下游的光伏发电系统应用，均得到了快速发展并实现了全球领先。目前，在全球光伏产业链各产业出货量排名前10名的企业中，中国企业几乎占据整个排行榜。隆基绿能科技股份有限公司在2020年占据全球光伏组件出货量第1名的位置后，2021年仍持续稳坐第1名，且其出货量远超第2名10GW以上。从这一结果可以看到，头部企业的产业集中化趋势明显，这也会进一步巩固并扩大中国光伏产业的优势和完善程度。

2.3市场规模持续扩大

2022年3月9日，国家能源局公布了2021年光伏发电建设运行情况。数据显示：2021年中国光伏发电新增并网装机容量约为54.8800GW，其中集中式光伏电站新增并网装机容量为25.6007GW，分布式光伏电站新增并网装机容量为29.2790GW。可以看出，分布式光伏电站新增并网装机容量已超过集中式光伏电站新增并网装机容量。截至2021年底，中国光伏发电累计并网装机容量约为305.9870GW，其中集中式光伏电站累计并网装机容量为198.4794GW，分布式光伏电站累计并网装机容量为107.5080GW，分布式光伏电站累计并网装机容量占光伏发电全部累计并网装机容量的35.13%，未来这一比例还将持续上升。基于《光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：试验要求》进行耐火测试，可以将光伏组件的防火等级划分为A、B、C三个级别。建筑安装的组件的最低要求是C级，不同的防火级别的光伏组件的价格差异很大，一般而言，随着等级的升高，价格也随之提升。在现有的光伏建筑上安装的部件应该进行燃烧测试和火焰扩散测试，并且根据《屋顶层材料防火试验的安全标准》所要求的标准进行其他后续测试，目前国内还没有关于太阳能电池板在不同建筑中的耐火等级的选取以及其燃烧特性的测定方法及判断准则。所以进行光伏组件的防火性能测试，基本也是按照《建筑用光伏构件通用技术要求》《建筑材料及制品燃烧性能分级》《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》《镶玻璃构件耐火试验方法》以及《建筑构件耐火试验方法》等文件来开展。综合体来看，我国光伏建筑的组件防火性能仍然具有可提升的空间，在使用的过程中也很容易埋下火灾的隐患。

3光伏发电系统安装施工技术的要点

3.1光伏支架与组件的安装

光伏支架应按照相关图纸进行安装，并对支架的安装规格、安装角度进行控制。在安装的过程中，施工人员为了保证支架安装的规范性，应开展支架的现场加工工作。支架在安装前，应严格检查支架所用材料的质量，为了保证支架内部没有缺损或杂物，施工人员应使用超声波技术进行检查，从而使支架的荷载能力得到保证。在对支架进行加工的过程中，施工人员要在10s之内完成切割工作，并在切割后对其进行保护，防止支架质量下降。在支架的底部，施工人员要使用预应力锚杆，并浇筑混凝土，使支架具有较好的抗拉性。在支架间距方面，施工人员要将其控制在5m左右，防止光伏组件互相遮挡，影响太阳能的吸收。光伏组件主要负责将光能转化为电能，在材料的选择上，光伏组件通常选用转化率高的多晶硅，以提高发电效率，增加发电量。光伏组件的正面与反面均需使用5mm左右钢化玻璃以封装的方式进行保护，防止外界环境对组件产生影响。组件可以采用卡扣的方式固定于支架上，施工人员要对光伏组件的间隙进行整齐性调整，光伏组件中的太阳能电池板应以从下往上的方式进行安装，并保证其安装整齐，在安装之后，施工人员也要进行微调处理，保证太阳能电池板进光的均匀性。

3.2机房与电缆的布置

机房的空间要合理利用，才能够保护设备，并确保设备稳定运行。在总空间规划方面，机房要大于70m2，使光伏设备能够全部放置其中，且预留有足够的空隙，保证机房的散热性。为了确保电缆能够与机房有效连接，桥架应布置在一侧。同时，蓄电池的支架要布置5～6个，支架的间距要在1m左右。电缆的合理选择能够有效减少电能的损耗，保证电能传输的稳定性。为此，可以选用由两根具有绝缘性的平行线芯构成的新型电缆，其外部的保护套不但能够保护输电材料，还能够提升电缆的抗弯折性能。同时，这种电缆还具有抗极端温度、抗紫外线等功能，非常适合光伏发电系统，使其长期稳定运行。电缆在铺设时，电缆应从天窗探出，采用桥架连接的方式，通过光伏组件接入机房的内部。每根电缆的直径为1cm左右，铺设数量为60根，为了使电能有效存储于蓄电池中，电缆要在机房处汇聚。

3.3配电柜的安装

配电柜的安装能够方便施工人员开展电压的调控工作，通常位于机房的内部。在安装时，配电柜要与墙壁保持1m以上的距离，防止外界环境对配电柜的干扰。同时，为了确保配电柜使用的安全性，施工人员要对金属外壳进行接地处理。为了确保配电柜调控电压的效果，施工人员应重视逆变器的安装工作，在对逆变器进行接线时，施工人员要对其加固处理，防止接线松动影响配电柜的正常运行。

3.4蓄电池与接地装置的安装

蓄电池主要负责电能的存储，通常选用容量为1500A·h以上、平均充电电流范围为1～10A，且均充电压范围为57V左右的蓄电池。蓄电池的电能存储效率易受到外界温度的影响，因此，要在机房中铺设散热管道，并在蓄电池周围设置通风装置，使蓄电池能够快速散热。同时，施工人员要为蓄电池安装能源管理装置，对电能的存储进行实时监测，确保电流与电压的安全性，并且，能源管理装置能够实现蓄电池的智能循环放电，使蓄电池的工作效率得到有效提高。接地装置是保证光伏发电系统整体安全性的必要装置，为此，施工人员要设置专门的接地线路，并且将金属外壳设备预期向量，防止漏电对光伏发电系统造成危害。同时，太阳能电池板仿真也要进行接地处理，要将镀锌扁铁焊接于仿真边缘与接地线路之间。光伏发电系统的并网控制方式如图1所示，其主要应用原理为：电信号通过逆变器与变换器完成转换，使用电状态也随之发生变化，从而使产生的电力能源能够有效并入电网中。其中，变换器有两种使用状态，即位于主线路的升压状态，以及位于旁线路的非升压状态。这两种状态能够确保生成电压的稳定性，从而使逆变过程也具有稳定性。在选择并网方式时，组件采用双面的发电方式，能够提高光能与电能之间的转化效率，但会导致电网的负担增大。为此，施工人员可以采用分布式的并网方式，对用电的负荷进行控制。在并网前，工作人员要对调试方案进行设计，保证电网能够得到有效控制。

结语

综上所述，分布式光伏发电技术是我国可再生能源领域的重要组成部分，对我国乃至全球能源结构转型具有重要意义。近年来，我国在可再生能源领域取得了长足进步，并在多方面实现突破，为推动我国电力工业高质量发展奠定了坚实基础。在“双碳”目标下，分布式光伏发电作为支撑可再生能源高质量发展的主力军之一，必将成为我国未来主要的电力系统组成部分之一。

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