上海电力学院太阳能研究所:光伏微电网的设计探索

 1 实验微电网的设计

实验微电网由建筑一体化光伏发电系统、家庭用燃料电池、锂离子蓄电池组及电力调节用负（ ♦ 上海市科学委员会科研项目，编号 11160500700.）载组成，建立在一幢独立式花园住宅里，通过双向智能电表与国家电网并网，并网点设在电表的负载侧，除了“倾巢”外出旅游和微电网内部定期检修等特殊情况外，平常电力不上网，通过防逆流进行控制。其原理和接线如图 1、图 2 所示。


1.1 光伏发电系统

能保持环境优美、居住舒适的建筑一体化光伏（Building Integrated PhotoVoltaic—BIPV）技术是大规模应用太阳能的需要[4-6]，也是人类就近利用太阳能这一最终唯一安全可靠能源的最好方式。把太阳能同生态结合起来、把几千年来房屋只是人类居住、遮风挡雨、避寒暑、娱乐的简单建筑发展成独立能源、自我循环式的新型建筑，这也是人类进步和社会、科学技术发展的必然。

为深入研究太阳能光伏发电技术在一般住宅的应用，设计上利用了现有住宅屋面，采用 “嵌入式”光电建筑构件技术，对屋面进行相关技术处理后，再铺设太阳能电池组件。

由于实验系统具有示范性，因此在设计太阳电池方阵的时候，充分考虑了建筑视觉美观性，尽可能不影响原建筑整体设计效果。当然，将来的光伏建筑一体化应该在建筑物设计时统筹考虑，施工时光伏方阵与建筑屋顶同步进行，以节省建筑材料和降低施工成本。

设计上电池组件的连接采取 U 形接线，使正负电缆头处于同一地点，这一方面使布线整洁，便于维护，另一方面也使太阳电池到逆变器的电缆保持在最短距离，以减少线路损耗，提高系统的输出能量。