第一部分 太阳能光伏系统简介
一．太阳能光伏电站系统
1.1 系统的工作原理
白天，太阳能电池组件在一定强度的太阳光照射下产生电能，通过太阳能充放电控制器存储到蓄电池内；夜晚，蓄电池通过充放电控制器为负载提供电能。通常，太阳能系统在设计时会根据实际情况增大蓄电池的容量，以保证阴雨天的照明。
控制器直流/交流逆变器交流负载太阳能电池方阵蓄电池组直流负载图1－1 太阳能电池发电系统示意图
1.2 系统的组成
太阳能光伏电站系统由太阳能电池组件，防反充二极管，蓄电池，太阳能充放电控制器，逆变器，负载及其它设备组成。 1.3 主要部件的功能
1. 太阳能电池板
将太阳能转化为电能，输出的直流电存入蓄电池中。它是太阳能光
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伏系统的重要组成部分之一。
目前市场上广泛应用的有三种形式的太阳能电池板：单晶硅，多晶硅，非晶硅。三种太阳能电池组件的综合比较：
（1）．在电性能方面，转换效率最高的是单晶硅太阳能电池组件，多晶硅太阳能电池组件稍低于单晶硅太阳能电池组件，而相比晶体硅太阳能电池组件而言，非晶硅太阳能电池组件的转换效率比较低；单晶硅和多晶硅太阳能电池组件的稳定性好，而非晶硅太阳能电池稳定性较差；晶体硅太阳能电池组件适合用于强光条件下，而非晶硅太阳能电池的弱光性相对较好；晶体硅太阳能电池的一致性好，而非晶硅太阳能电池一致性较差。
(2)．在价格方面，硅太阳能电池的主要材料是硅，占组件制造成本的三分之二左右，目前硅材料还相当昂贵而非晶硅比晶体硅太阳能电池组件用的硅材料少的多，从而非晶硅太阳能电池组件比晶体硅太阳能电池组件便宜。
(3)．机械强度方面，由于制造工艺及材料的不同，尤其是受工艺条件限制，非晶硅太阳能电池组件只能选用非钢化玻璃，这就使得非晶硅太阳能电池组件的机械强度于晶体硅太阳能电池组件相比低得多，抗震性及抗冲击性能力都比较差。
2. 防反充二极管
又称阻塞二极管。其作用是避免由于太阳能电池方阵在阴雨天和夜晚不发电时或出现短路故障时，蓄电池组通过太阳能电池方阵放电。它串联在太阳能电池方阵中，起单向导通作用。
3. 蓄电池
其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可能随时向负载供电。
蓄电池的种类很多，主要有铅酸蓄电池，镍镉蓄电池，锂电池等。铅酸蓄电池具有性能可靠，价格低廉等优点；镍镉蓄电池自放电损失小,耐
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过充放电能力强，但价格昂贵。目前，太阳能光伏电源多采用阀控式密封铅酸蓄电池，胶体铅酸蓄电池和免维护蓄电池作为储能电源。
4. 控制器
是光伏发电系统的核心部件之一。光伏电站的控制器一般有以下功能：
(1).信号检测
检测光伏发电系统各种装置和各个单元的状况和参数，为对系统进行判断，控制，保护等提供依据。例如输入电压，充电电流，输出电压，输出电流等。
(2).蓄电池最优充电控制
控制器根据当前太阳能资源情况和蓄电池荷电状态，确定最佳充电方式，以实现高效，快速地充电，并充分考虑充电方式对蓄电池寿命的影响。
(3).蓄电池放电管理
例如，负载控制自动开关机 (4).设备保护
光伏系统所连接的用电设备，在有些情况下需要由控制器来提供保护，如系统中因逆变器电路故障而出现的过电压和负载短路而出现的过电流等，如不及时加以控制，就有可能导致光伏系统或用电设备损坏。
(5).运行状态指示
通过指示灯，显示器等方式指示光伏系统的运行状态和故障信息。 5. 逆变器
逆变器是将直流电变换成交流电的设备。在我国，通用的各种常用电器和其他用电设备大多采用220V，50HZ的交流电供电，为了方便用户直接使用这些电器和设备，在功率稍大一些的太阳能光伏电源系统中需要配置逆变设备，把蓄电池的直流电变换成交流电。
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逆变器的种类很多，按照逆变器输出交流电压的相数可分为单相逆变器，三相逆变器和多相逆变器。按照逆变器的输出波形，可以把逆变器分为方波逆变器，正弦波逆变器。方波逆变器的优点是线路简单，价格便宜，维修方便；缺点是由于方波电压中含有大量高次谐波，在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗，对收音机和某些通信设备有干扰，它的调压范围不够宽，噪音比较大等缺点。正弦波逆变器的优点是输出波形好，失真度很低，对收音机及通讯设备干扰小，噪音低，此外，保护功能齐全，整机效率低，缺点是线路相对复杂，对维修技术要求高，价格较贵。
二．系统安装注意事项
太阳能光伏电源系统通常由光伏组件，控制器，逆变器，蓄电池组，用电设备机及系统连接导线，机械支架等环节组成。因此，系统的正常使用涉及系统各环节的合理使用，一个能够合理使用和维护良好的系统，其使用效能及使用寿命必将大为提高。
2.1组件及组件阵列安装 1．一般安装
（1）安装地点 必须选择阳光充足，无建筑物、树木或地形遮挡，环境干燥，无振动的平坦地方安装光伏电池阵列。
（2）支架 支架放置于地面应平整不晃动，有大风的地方应对支架进行加固。另外，电池板表面如被污染，应立即用软布擦洗干净，不允许有雨迹和污斑。
（3）连接装置 电池板之间串并连接，电池板和控制器充电插孔之间的连接，必须用橡皮电缆线。接插件接触可靠，外露部分应有防水防尘性能。
（4）确定其组件的安装方位角和倾斜角 太阳能光伏电源系统的光
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伏组件一般为固定安装形式，为使不同地点的安装能够获得最大光照能量，一定要遵循使用手册或厂家指导确定其组件的安装方位角和倾斜角。
2.2连接导线
系统中逆变器与蓄电池之间由于承载低电压，大电流，则要求连接距离尽可能短，并将其放置于不易被外界干扰的位置。
导线于部件间的连接部，导线和接头间的接头处必须保证良好的绝缘和保持其周边干燥。 2.3蓄电池的安装
1．蓄电池应直立放置，不可倒置或平躺。
2．蓄电池之间于控制器之间的连接应牢固不松动，其绝缘导线的粗细应根据电池容量选择。
3．蓄电池放置在机房内，其环境温度应控制在-5～40℃之间。 2.4 逆变，控制器的安装
1．逆变，控制器应放置在室内干燥，无腐蚀性气体，避免阳光直射的地方。一般放置于易操作的地方，且应放置在稳固及孩童不易触及的地方。
2．逆变，控制器于最远负载之间的距离应尽可能短。
3．蓄电池和控制其之间的连线电流较大，其连接距离应尽可能短。 2.5负载选择
1．负载总功率的大小不应超过太阳能电池板或控制器的输出功率。 2．应根据蓄电池的容量来选择负载功率，其基本要求是在正常日照时，蓄电池每天能贮存的太阳能满足负载一天使用的电能或有盈余。
3．对交流负载，应选择能适用逆变器的输出波形特性的电器。
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第二部分 光伏电站操作指南
一． 独立型太阳能光伏电站管理
1.1人员配置
（1）可根据电站容量，设备数量及每天供电时间等具体情况，设站长一名或技术员若干名。
（2）凡电站工作人员，必须按其职务和工作性质熟悉并执行管理维护规程。
（3）电站操作人员必须具备一定的电工知识，了解电站各部分设备的性能，并经过运行操作技能的专门培训，经考核合格后，方可上岗操作。 1.2值班制度
值班人员是值班期间电站安全运行的主要负责人，所发生的一切事故均由值班人员负责处理，值班人员值班时应遵循以下事项：
（1）．值班人员应随时注意各项设备的运行情况，定时巡回检查，并按时填写值班记录。
（2）．值班时不得离开工作岗位，必须离开时，应有人代替值班，并经站长允许。
（3）严格按照规程和制度进行操作，注意安全作业。 （4）未经批准，不得拆卸电站设备。 （5）值班时不得喝酒，游玩，睡觉。
（6）未经有关部门批准，不得放人进入电站参观。要保证经批准参观人员的人身安全。 1.3交接班制度
两班以上运行供电时，交接班人员必须严格执行交接班制度。 （1）按时交接班
（2）交班人员应认真清点工具，仪表，查看有无损坏或短缺，向接
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班人员点交。
（3）交班人员应向接班人员介绍运行情况，并填写运转情况记录。 （4）在接班人员接清各项工作后，交班人员方可离开工作岗位。 （5）交班时如发生事故，应分清情况，由交接班人员共同处理，严重事故应立即报告上级。
（6）未正式交班前，接班人员不得随意操作，交班人员不得随意离开岗位。 1.4生产管理
（1）电站应根据充分发挥设备效能和满足用电需要的原则，制度发供电计划。
（2）要制定必要的生产检查制度，以保证发供电计划的完成。 （3）电站应按规定时间送电，停电，不得随意借故缩短或增加送电时间。因故必须停电时，应尽可能提前通知用户。在规定时间以外因故送电时，必须提前发出通知。严禁随意向外送电，以免造成事故。
（4）电站应采取措施，保证用户安全用电，合理用电。应经常向用户进行安全用电和合理用电的宣传教育。
（5）电站应制订必要的奖罚制度
二．太阳能电池方阵维护管理
2.1太阳能电池采光面
应保持太阳能电池方阵采光面的清洁，如积有灰尘，应先用清水冲洗，然后用干净的纱布将水迹擦干，不能用有腐蚀性的溶剂冲洗或用硬物擦拭。遇到风沙和积雪后，应及时进行清扫。一般应至少每月清扫一次。 2.2太阳能电池板周边环境
值班人员应注意太阳能电池方阵周围有没有新生长的树木，新立的电杆等遮挡太阳光的地物，以免影响太阳能电池组件充分地接收太阳光。
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一经发现，要报告电站负责人，及时加以处理。 2.3太阳能电池板支架检查
要定期检查太阳能电池方阵的金属支架有无腐蚀，并根据当地具体条件定期进行油漆。方阵支架应良好接地。 2.4太阳能电池板参数检测
在使用中应定期对太阳能电池方阵的光电参数包括其输出功率进行检测，以保证方阵不间断地正常供电。 2.5外界的环境影响
遇有大雨，冰雹，大雪等情况，太阳能电池方阵一般不会受到损坏，但应对电池组件表面及时进行清扫，擦拭。
2.6太阳能部件的接头的检测和处理
应每月检查一次各太阳能电池组件的封装及接线接头，如发现现有封装开胶进水，电池变色及接头松动，脱线，腐蚀等，应及时进行处理。不能处理的，应及时上报。
三．蓄电池组维护管理
下面对固定式铅酸蓄电池组的维护管理加以介绍，阀控式密封铅酸蓄电池不需加水，维护管理比较简单。 3.1蓄电池的工作环境
蓄电池室内应经常保持适当的室内温度，并保持良好的通风和照明。在没有取暖设备的地区，已考虑了蓄电池允许的降低容量，最低温度可接近0度，否则，应将蓄电池室建成被动式太阳房，以保温防冻，或采取其他保温措施。 3.2电池安装
（1）电池应按照图纸的要求进行安装。安装电池的平台或机架，应采用耐酸材料或涂抹耐酸材料，台架上并应有绝缘设施。
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（2）电池和墙壁之间的距离，一般不小于20cm。平台或机架的间距，要根据电池外形尺寸的大小来确定，一般不小于80cm。 3.3日常检查与维护
（1）值班人员或蓄电池专责人员要定期进行外部检查。一般应每天或每班检查一次。检查项目包括：室内的温度，通风和照明；蓄电池壳和盖的完整性；室内清洁情况；充电电流值是否适当；各种工具，仪表及安装工具是否完整。
（2）蓄电池专责人员应每月进行一次较详细的检查，检查内容包括：极板有无硫化，弯曲，短路；极板，机柱等是否完好；蓄电池绝缘是否良好。检查结果应记录在蓄电池运行记录上面。
（3）蓄电池日常维护工作的项目是：清扫灰尘，保持室内清洁；定期给连接端子涂凡士林；及时检修不合格的电池（即充电慢，放电快的）；记录蓄电池的运行状况。
（4）蓄电池室内禁止点火、吸烟和安装能发生电气火花的器具。
四．逆变器维护管理
4.1 逆变器操作使用
1.应严格按照逆变器使用维护说明书的要求进行设备的连接和安装。在安装时，应认真检查，线径是否符合要求；个部件及端子在运输中有否松动；应绝缘处是否绝缘良好；系统的接地是否符合规定。
2.应严格按照逆变器使用维护说明书的规定操作使用、尤其是，在开机前注意输入电压是否正常；在操作时要注意开关机的顺序是否正确，各表头和指示灯的指示是否正常。
3.逆变器一般均有断路，过流，过压，过热等项目的自动保护，因此在发生这些现象时，无需人工停机；自动保护的保护点一般在出厂时已设定好，无需进行调整。
4.逆变器机柜内有高压，操作人员一般不得打开柜门，柜门平时应
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锁死。
5.在室内温度超过30度时，应采取散热降温措施，以防止设备发生故障，延长设备使用寿命。 4.2 逆变器维护检修
1．应定期检查逆变器各部分的连线是否牢固，有无松动现象，尤其应认真检查风扇，功率模块，输入端子，输出端子以及接地等。
2．一旦告警停机，不准马上开机，应查明原因并修复后再开机，检查应严格按逆变器维护手册的规定步骤进行。
3．操作人员必须经过专门培训，并应达到能够判断一般故障的产生原因并能进行排除，如能熟练的更换容丝，组件以及损坏的电路板等，未经培训的人员，不得上岗操作使用设备。
4．如发生不易排除的事故或事故的原因不清，应做好事故的详细记录，并及时通知厂家给予解决。
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