一种新型的光伏电站系统及其布局方法与流程

本发明属于太阳能光伏发电应用技术领域，具体涉及到一种新型的光伏电站系统及其布局方法。

背景技术：

目前太阳能光伏发电发展迅速，装机容量逐年增加。屋顶光伏作为光伏发电的一个重要类型，因其不占用土地，靠近负荷中心等优势，也得到了长足的发展。然而传统的彩钢瓦屋顶的铺设方式是贴着屋面铺设，由于间隙太窄，使得空气不容易流动，存在着散热不畅的问题，光伏组件温度过高，湿度过高的问题，引起发电效率的下降，以至于组件寿命的降低，从而影响了整个光伏发电站的经济性。如果在彩钢瓦上采取最佳倾角摆放，又承受比较大的风荷载，对如何固定带来很大的挑战，需大幅增加支架成本；目前还没有一种简单实用，行之有效系统布局及方法，用以解决这个矛盾。

技术实现要素：

为了克服太阳能传统的彩钢瓦屋顶的铺设方式是贴着屋面铺设，由于间隙太窄，使得空气不容易流动，存在着散热不畅的问题，以及如果在彩钢瓦上采取最佳倾角摆放，又承受比较大的风荷载，对如何固定带来很大的挑战，需大幅增加支架成本的问题；本发明提供了一种结构设计合理，简单实用，可靠性高，可操作性强的光伏电站系统及其布局方法。

本发明包括如下内容：

一种新型的光伏电站系统，所述的光伏电站系统包括光伏组件、接线、逆变器、汇流箱常规屋顶光伏电站的组成部件，所述的光伏电站系统还包括有三角支撑构架；

所述的三角支撑架构截面为等腰三角形，两排光伏组件铺设在三角支撑构架的两条等腰边上；

所述三角支撑构架贴放在屋顶的侧面贴有金属薄层；

所述的两排光伏组件与金属薄层组成一个侧面封闭、两个底面敞开的三角柱体。

优选地，所述的新型的光伏电站系统中两排光伏组件与金属薄层组成一个侧面封闭、两个底面敞开的三角柱体的下端设置有鼓风设备。

优选地，所述的新型的光伏电站系统中的两排光伏组件为功率不同的光伏组件；

所述的光伏组件分别单独接线。

优选地，所述的新型的光伏电站系统中的鼓风设备设置有两条进风之路，一条进风支路通往室内，另一条进风之路通往室外。

优选地，所述的新型的光伏电站系统中的光伏组件的其中一部分单独作为鼓风设备的动力源。

一种新型的光伏电站系统布局方法，所述的光伏电站系统包括光伏组件常规屋顶光伏电站的组成部件包括光伏组件、接线、逆变器、汇流箱常规屋顶光伏电站的组成部件；

所述的光伏电站系统还包括有三角支撑架构，鼓风机；所述的三角支撑架构截面为等腰三角形，两排光伏组件铺设在三角支撑构架的两条等腰边上；

所述三角支撑构架贴放在屋顶的侧面贴有金属薄层；

所述的两排光伏组件与金属薄层组成一个侧面封闭、两个底面敞开的三角柱体，三角柱体的下端设置有鼓风设备；

鼓风设备设置两条支路，鼓风设备进风来自自然风，或者来自屋面之下的室内，通过阀门控制气流来源；

所述的三角支撑构架截面尺寸主要根据光伏组件尺寸和檩条间距而定，同时考虑空气的流阻，确保截面积达到一定大小使得空气流通及换热顺畅；

所述三角支撑构架长度根据屋顶实际尺寸而定，两个三角柱体之间的间距，根据屋顶坡度、当地纬度、三角支撑构架截面的高度因素确定，减少遮挡，需确保间距大于检修所需的宽度。

具体地，本发明提供的一种新型的光伏电站系统布局及方法，除了常规光伏电站的组成部件，如光伏组件、接线、逆变器、汇流箱等以外，还包括一个三角支撑构架，冷却风机，以及一些阀门、管道。所述的新型光伏系统布局是针对彩钢瓦屋顶光伏而言，其特征在于：光伏组件并非像传统铺设方式那样贴着彩钢瓦屋面铺设，而是把两排光伏组件铺设在三角支撑构架两侧面上。三角支撑构架截面为等腰三角形，三角支撑构架贴着屋面的那个侧面贴着金属薄层。这样，两排光伏组件和金属薄层组成一个侧面封闭、两个底面敞开的三角柱体。铺满光伏组件的三角支撑构架，形成了一个三角形截面的中空柱体，在柱体下端设置鼓风设备，将空气引入，沿着中空的三角截面柱体自下而上流动，对光伏组件起着降温的作用。尽量填上光伏组件之间、光伏组件与金属薄层之间的缝隙，使得三角柱体侧面结构上封闭，确保光伏组件与金属薄层之间空气可以顺畅流动至三角柱体另一端。鼓风设备进风可以来自自然风，也可来自屋面之下的室内。设置两条支路，通过阀门控制气流来源。多数时候鼓风设备引入自然风来为光伏组件冷却，在最热的季节，室内一般有空调，空气温度较低，将低温空气抽出，引入鼓风设备，为光伏组件降温，同时也有利于室内空气的流通更新。三角支撑构架截面尺寸主要根据光伏组件尺寸和檩条间距而定，同时考虑空气的流阻，确保截面积达到一定大小使得空气流通及换热顺畅；三角支撑构架长度根据屋顶实际尺寸而定；两个三角柱体之间的间距，根据屋顶坡度、当地纬度、三角支撑构架截面的高度等因素确定，减少遮挡，另外需确保间距大于检修所需的宽度。三角支撑构架两侧的光伏组件输出电量不同，需分别单独接线，同样朝向及角度排放的组件才能串并联汇流。以南向屋面威力，一侧的光伏组件朝向东南，另一侧光伏组件朝向西南，两者瞬时输出电量的不同，不能进行串并联，朝向西南(东南)的组件只能和其他朝向西南(东南)的光伏组件进行接线。

本发明所述的系统中，屋顶铺设的光伏组件其中一部分单独作为鼓风设备的动力源，鼓风设备对应的光伏组件无需蓄能设备，有太阳的时候工作，无阳光则停止，正好与光伏组件发热时间同步。

本发明所述的系统中，三角支撑构架截面为等腰三角形，高度根据实际情况而定，一般推荐为0.2米至0.4米之间；底边长度同时兼顾光伏组件尺寸及屋顶檩条间距。

本发明所述的系统中，选为了方便检查更换，同时兼顾屋顶利用面积比例，相邻的三角支撑构架过道间距控制在0.5-0.7米，最为经济。可通过择光伏组件尺寸、调节三角支撑构架底角来改变阴影遮挡距离，从而获得最优间距。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明所述的系统结构使得光伏组件下面的空间较大，并引入主动通风系统，使得通风顺畅，利于带走热量，使得组件降温，而获取比常规的排列方式更高的发电效率。以南向屋面为例，光伏组件排列呈东南和西南排列，相比正南方向，可能会使得每年总受光量略有下降，但是由于温度较低带来的效率提高，使得总发电量有所提高，并延长光伏组件的寿命。三角支撑构架的阴影正好延伸到过道，不影响临近光伏组件的正常工作，由于常规排列也需要预留过道间隙，因此本发明提供的这种排列方式比常规铺设方式紧凑，节省了屋顶空间，从而降低了单位kw光伏组件所占的屋顶租金。此外，本发明所描述的光伏系统结构避免了光伏组件前后风压过大的情况，抗风性比一般的倾角摆放的结构要好，尤其适合用于风速较大的地区，比如多台风的东南沿海地区，而且那里有大量的彩钢瓦型工业厂房屋顶，本发明有较为广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中新型的光伏电站系统布局的结构示意图。

图2为本发明实施例中新型的光伏电站系统的光伏与三脚支撑构架以及屋顶设置方式示意图。

标号说明：1、三角支撑构架；2、光伏组件；3、鼓风设备；4、室外进风管；5、室内进风管；6、室内；7、屋顶；8、金属薄层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例中，在建筑屋顶7上排布一系列平行的三角支撑构架1，三角支撑构架的截面为等腰三角形，三角支撑构架贴着屋面的那个侧面贴着金属薄层。如图2所示，在三角支撑构架1上铺设两排光伏组件2，两排光伏组件2和金属薄层8组成一个侧面封闭、两个底面敞开的三角柱体。鼓风设备3将新鲜空气引入，沿着这个中空管路，与光伏组件2进行热交换，把光伏组件2产生的热量带走，在中空的三角柱体下端设置鼓风设备，将空气引入，沿着三角柱体内侧自下而上流动，对光伏组件起着降温的作用。尽量填上光伏组件2之间、光伏组件2与金属薄层8之间的缝隙，使得三角柱体侧面结构上封闭，确保光伏组件2与金属薄层8之间空气可以顺畅流动至三角柱体另一端，为另一端的光伏组件2降温。鼓风设备吸入的空气可以通过室外管道4从外界吸入，也可通过室内管道5从室内吸入。系统全年工作时间，鼓风设备3绝大部分时间从外界吸入自然风，天气最热的时候从室内6吸入低温气体，室外管道4和室内管道5之间的进气通过阀门进行切换。三角支撑构架1两侧的光伏组件2作为两种类型分别进行串联并联及汇流，不可混合连线。光伏组件的长度一般从1.5米到2米，三角支撑构架截面的高度一般在0.2米至0.4米左右，长度比屋面长度略短，从几米到几十米均可，相邻三角支撑构架1的间距为0.5米至0.7米左右。部分的光伏组件2从主体的接线网路独立出来，专门用于为鼓风设备3提供电力。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。