屋顶光伏电站

屋顶光伏电站是一种光生伏打系统，其具有它的电产生的太阳能电池板安装在住宅或商业建筑或结构的屋顶。这种系统的各种组件包括光伏模块、安装系统、电缆、太阳能逆变器和其他电气附件。

与容量在兆瓦范围内的地面安装光伏电站相比，屋顶安装系统体积小。住宅建筑物上的屋顶光伏系统通常具有约5至20 千瓦（kW）的容量，而安装在商业建筑物上的屋顶光伏系统通常会达到100千瓦或更高。

城市环境提供了大量的空屋顶空间，可以从本质上避免潜在的土地使用和环境问题。估算屋顶的日照量是一个多方面的过程，因为屋顶的日照值受以下因素影响：

• 一年中的时间
• 纬度
• 天气状况
• 屋顶坡度
• 屋顶纵横比
• 相邻建筑物和植被的阴影

有多种计算潜在太阳能光伏屋顶系统的方法，包括使用激光雷达和正射影像。复杂的模型甚至可以确定大范围的遮阳损失，以便在市政一级部署光伏。

屋顶太阳能电池阵列的组件：

以下部分包含屋顶太阳能电池阵列中最常用的组件。尽管设计可能会随屋顶类型（例如金属与屋顶板），屋顶角度和遮蔽问题而变化，但大多数阵列由以下组件的某些变化组成。

1. 太阳能电池板在（太阳）光照射下会产生无碳电力。太阳能电池板通常由硅制成，由较小的太阳能电池制成，每个太阳能电池板通常有6个电池。多个太阳能电池板串在一起构成一个太阳能电池板。太阳能电池板通常由钢化玻璃保护，并用铝框架固定。^[7]太阳能电池板的正面非常耐用，而太阳能电池板的背面通常更容易损坏。
2. 安装夹通常由铝制支架和不锈钢螺栓组成，这些螺栓将太阳能电池板在屋顶和导轨上彼此固定。夹具通常在设计上有所不同，以考虑各种车顶和轨道配置​​。
3. 机架或导轨由金属制成，通常以平行配置的方式放置在屋顶上，以便放置面板。重要的是，导轨的高度必须足以使面板均匀安装。
4. 支架将导轨和整个阵列连接到屋顶表面。这些安装座通常是L型支架，这些支架通过雨栓和屋顶的after子固定在一起。支架的设计因屋顶配置和材料的广泛性而异。
5. 防水板是一种耐用的金属板，可在安装座和屋顶表面之间提供防水密封。通常，用填缝剂将防水条密封到屋顶，它类似于金属屋顶瓦。
6. 逆变器的DC / AC接线将面板之间的电线连接到微型逆变器或串式逆变器中。禁止电缆接触屋顶表面或悬挂在阵列上，以免风化和电缆变质。
7. 微型逆变器安装在面板的底部，并将来自面板的直流电转换为可以发送到电网的交流电。微型逆变器可以在发生阴影和来自单个面板的特定数据时优化每个面板。

屋顶光伏电站（并网或离网）可与其他发电组件（例如柴油发电机、风力涡轮机、电池等）结合使用。这些太阳能混合发电系统可能能够提供连续的动力源。

安装者有权向公共电网中馈入太阳能，因此，每产生的千瓦时可获得合理的溢价电价，反映了太阳能发电的好处，以补偿当前光伏发电的额外成本。

包含光伏电站10％的电力的电力系统将需要比常规系统增加2.5％的负载频率控制（LFC）容量通过在DC / AC电路中使用同步器可以解决这一问题光伏系统。1996年，光伏发电的收支平衡成本较高，贡献水平不到10％。PV发电的比例越高，收支平衡成本越低，但是出于经济和LFC的考虑，PV对整个电力系统的贡献约为10％的上限。

将大量屋顶光伏系统集成到电网面临许多技术挑战。例如：

• 逆潮流

电网未针对配电级的双向功率流进行设计。配电馈线通常设计为径向系统，用于从大型集中式发电机到远距离的单向功率传递，在配电馈线末端。现在在屋顶上进行局部和分布式太阳能光伏发电，逆流导致电力流向变电站和变压器，从而带来了巨大挑战。这会对保护协调和电压调节器产生不利影响。

• 上升率

由于间断的云，光伏系统发电的快速波动会导致配电馈线中的电压变化程度达到不良水平。在屋顶PV的高穿透率下，由于负载和发电的瞬时不平衡，这种电压变化会降低电网的稳定性，并且如果功率控制无法抵消，则会导致电压和频率超过设置的限制。即，集中式发电机不能足够快地倾斜以匹配PV系统的可变性，从而导致附近系统的频率失配。这可能会导致停电。这是一个简单的本地化屋顶光伏系统如何影响较大电网的示例。通过将太阳能电池板广泛分布并增加存储空间，可以部分缓解此问题。