光伏发电系统中太阳电池和蓄电池组的安装

电力18讯：    作者：河南省商水县水利局 刘永明 杨 辉

    １  太阳电池方阵的安装

    太阳电池方阵有３种安装形式：（１）安装在柱上；（２）安装在地面上；（３）安装在屋顶上。采用哪一种安装形式取决于诸多因素，包括方阵尺寸、可利用的空间、采光条件、防止破坏和盗窃、风负载、视觉效果及安装难度等。除“屋顶集成”的光伏模块外，所有太阳电池方阵都要求使用金属支架，支架除要有一定强度外，还要有利于固定和支撑。方阵的框架应该十分坚固，要有足够的硬度，重量要轻。方阵支架必须能经受大风和冰雪堆积物的附加重，不会因为人为的和一些大动物破坏造成方阵坍塌。
    方阵支架需要地脚支柱，目的有２个：（１）离地面有一定高度，便于通风；（２）北方冬季堆积在太阳电池板下面的雪可能会腐蚀电池板，地脚支柱可防止融化的雪落到电池板上。
    一年之内，至少在夏天和冬天改变２次电池板倾角，以此方式固定的太阳电池方阵有利于增加发电量。而且，手动改变倾角的太阳电池板对风压的耐受能力较好。
    决定在屋顶安装电池板之前，工作人员中最好有一个建筑工程师，先检查一下屋顶。要确定屋顶能否承受附加的太阳电池板的重量、要安装的设备重量、堆积的冰雪重量以及安装期间站在屋顶上人的重量等。
    太阳电池板应该面向中午的太阳，而不需要对着指南针的方向，这一点在地志图和太阳能参考书中都有说明。太阳电池板与水平面的最小倾角是１０°，这样可使落在太阳电池板上的雨水很快地滑落到地面上，从而保持了电池板表面的清洁。
    在这３种安装形式中，在地面上安装是最简单的。在柱上安装太阳电池板的难度依电池板离地的高度而定。而在屋顶上安装电池板的难度由屋顶是否陡峭而定。在比较陡的屋顶上工作不仅非常危险，而且也更加耗时费力。绳子、铲车、脚手架可以提高安装速度。在安装过程中，太阳电池板的表面应该用东西覆盖，从而减小对电池板电气性能的损伤。在光伏电站周围修建围墙是一种常规做法，可以保证系统安全，使牲畜无法靠近设备。

    ２  蓄电池组的安装

    蓄电池的安装须注意以下要点：安全、布线、温度、腐蚀、通风和灰尘等。
    构成蓄电池的原材料（铅和硫酸）、蓄电池的重量以及能量释放方式，都使蓄电池的使用具有不安全因素。蓄电池内部经常含有腐蚀性的酸，这种酸不仅可以烧伤皮肤、眼睛，也可以损坏衣服。在对蓄电池进行操作时要佩戴保护装置，如护目镜、手套和围裙等。中和剂（碳酸氢钠是其中很有效的一种）和清洗水应该放在附近，以便在皮肤和眼睛沾上酸后进行清洗。所有设备的把手都应该是绝缘的。在抬放蓄电池时必须小心，以防止设备损坏，较大的深循环电池在移动时需要使用铲车。
    蓄电池是电化学设备，对温度很敏感。此外，蓄电池电解液含有水，如果水结冰，则蓄电池可能会永久性损坏。大多数蓄电池都有最佳的温度范围，可将电池置于绝热容器里或采取措施防止太阳光直射。大多数昂贵的蓄电池装有有源温度控制系统，例如，液体冷却系统、防冻系统或者包裹在蓄电池外面的电“毯”。因此，蓄电池室和容器必须保持清洁。多数类型的蓄电池都会释放出气体，这些气体可能具有腐蚀性，也可能会爆炸，因此必须提供足够的通风，以防止这些气体积聚。
    蓄电池组既可以放在单独的容器里，也可以放在室内。装有相当小的蓄电池组的器皿，应该用抗腐蚀性材料制成，例如塑料。大的蓄电池组可以装在便于运输的大容器里，也可放在建筑房屋内。任何情况下，都应把蓄电池和系统的其他部分隔离开来。
    蓄电池的正确布线，对系统的安全和效率都十分重要。大多数蓄电池组由许多单个蓄电池组成，对这些单个蓄电池进行串、并联，以获得需要的电压和电流特性。任何引起电流和电压不稳定的因素都可能使蓄电池组里的某些单个电池过充电，也可能使某些单个电池充电不足，如果这种情况持续一段时间，可能会使蓄电池永久性损坏。导致蓄电池出现上述问题的原因有：连接点接触不良、连接处受腐蚀、连接线过长、过多的并联支路或没有采用防反电路等。最后，还应注意将标有正、负极的电缆正确地连接到蓄电池组的对应端。此外，应尽量使多支路蓄电池组的每条支路的参数、连接都完全一致。例如，一条支路的蓄电池引线比另一条支路的蓄电池引线长，这可能会增加较长蓄电池引线支路的内部阻抗，使该支路阻抗变大，这样会造成另一条支路的蓄电池过度使用。