光伏发电在城市轨道交通中的应用技术

秦士端

摘 要：海工混凝土结构出现腐蚀性破坏的情况，大多因为海水环境的影响，即海水氯离子渗透于混凝土钢筋的表面，导致其钝化膜保护作用丧失，出现一个较为复杂的电化学腐蚀情况。因此，为了有效减少和预防海水腐蚀对混凝土结构产生的消极影响，该文探讨海工混凝土结构的腐蚀机理与相应的防腐措施，以供参考。

关键词：地铁 光伏发电 节能 组件 施工方法

中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0090-02

近年来，北京城市轨道交通发展迅猛，到2020年运营里程将达到998.5 km，已成为缓解城市交通拥堵的最佳选择和市民出行重要的公共交通工具。随着科技的进步和社会的发展，人们在节约能源、减少排放、环境保护方面意识逐渐增强，在城市轨道交通系统中，节能减排、提高效益已势在必行。

1 说明

北京轨道交通燕房线起点为燕化产业基地内的燕化站，终点为阎村北站。线路全长16.6 km（含房山线西延伸段2.2 km），均为高架线，全线共设车站9座，在停车场设置光伏发电系统。

燕房线光伏发电系统光伏组件安装在北京轨道交通燕房线（主线）工程阎村北停车场停车列检库屋面上，选用JAP6 60-250/3BB型光伏组件共计2 400块，项目容量为600 kWp。

燕房线光伏发电系统采用400 V低压并网运行方式，光伏发电系统所发电能并入停车列检库内跟随所400 V母线侧。

2 光伏发电系统组成

燕房线停车场光伏发电系统容量为600 kWp，采用固定式太阳能电池方阵。600 kWp光伏发电系统共安装2 400块250 Wp太阳能电池组件，24台直流汇流箱，2台直流配电柜，6台100 kW并网逆变器，2台交流配电柜，1套综合监控系统，充分利用光伏发电系统电气原理。

3 光伏发电系统发电原理

光伏发电是指利用太阳能电池这种半导体电子器件的P-N结光生伏伏特效应原理有效地吸收太阳光辐射能，通过转换装置使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流，具有可再生、无污染等优势。

4 光伏发电系统施工方法

4.1 光伏组件支架安装

（1）钢支架安装过程中不应强行敲打，不应气割扩孔，热镀锌支架现场不宜打孔，安装过程中注意保护防腐层。（2）手动可调式支架调整动应灵活，高度角调节范围应满足设计要求。（3）光伏组件支架倾斜角度偏差不应大于±1°。（4）支架安装的允许偏差应符合表1规定。（5）支架与预埋件之间安装牢固、可靠。

4.2 光伏组件安装

（1）安装前准备：①支架安装验收合格。②光伏组件的外观和各部件应完好无损。

（2）安装符合下列要求：①光伏组件应按照设计图纸的型号、规格进行安装。②光伏组件固定螺栓的力矩值应符合设计文件的规定。③光伏组件安装允许偏差应符合下表2规定。

（3）光伏组件间的接线要求：①光伏组件连接数量和路径符合设计要求。②光伏组件间插接件应连接牢固。③外接电缆同插接件连接处应搪锡。④光伏组件组串后对组件串的开路电压和短路电流进行测试。⑤光伏组件间连接线固定整体美观。⑥同一组件或组件串正负极不得短接。

4.3 接地连接

（1）光伏系统电缆支架、线槽支架、光伏组件、钢梁、梯架、均应可靠接地。（2）光伏设备室接地主干线制作同变电所接地，过门处應预埋接地扁钢，扁钢搭接长度为宽度的2倍，焊接连接时应3面搭焊，接地扁钢应与接地极可靠连接，表面刷黄绿双色漆。（3）光伏线槽支架应采用镀锌扁钢全部连通并接地，连接方法为螺栓连接，搭接长度为扁钢宽度的2倍，直线段隔50 m设置一处Ω型伸缩补偿弯。（4）电缆井内电缆梯架与夹层内电缆支架、屋顶线槽支架用扁钢连通接地，采用螺栓连接。（5）光伏组件应采用接地短连线串联并可靠连接至线槽支架接地扁钢。（6）钢梁采用直径φ10镀锌圆钢与屋顶防雷网连接，搭接长度为圆钢直径的6倍，双面施焊。

4.4 光伏设备基础制作

（1）光伏设备预埋件及预留孔的位置和尺寸符合设计要求，预埋件固定牢固。（2）光伏设备预埋件基础槽钢安装允许偏差符合下表3规定。（3）基础槽钢安装后，顶部应高出装修底面10 mm，基础槽钢应有明显的接地。

4.5 汇流箱安装

（1）汇流箱安装前应检查箱内元器件无损坏，连接线无松动，开关机及熔断器断开。（2）汇流箱进线端、出线端、接地端绝缘电阻不应小于20 MΩ。（3）汇流箱安装位置符合设计要求，支架及固定螺栓采用防腐件。（4）汇流箱安装垂直偏差应小于1.5 mm。（5）汇流箱内光伏组件串的电缆接引前，必须确认光伏组件侧和逆变器侧均有明显断开点。（6）汇流箱柜门应采用接地线与箱体连接。

4.6 逆变器及低压配电柜安装

（1）设备安装方向符合设计规定，逆变器及基础槽钢固定牢固可靠。（2）逆变器应可靠接地，交流侧接口处应有绝缘保护。（3）配电柜安装标准参照变电所设备安装允许误差标准。

4.7 线槽安装

（1）光伏线槽连接螺栓应防腐处理。（2）线槽连接处应用裸编织软铜跨接地线连接。（3）线槽支架用扁钢连接并可靠接地，线槽支架与钢梁可靠焊接，焊点防腐处理。（4）电缆线槽直线段每30 m设置一处伸缩节，转弯处应满足电缆弯曲半径要求。

4.8 电缆敷设

（1）电缆标志牌齐全、正确、清晰。（2）电缆固定、弯曲半径、有关距离等应符合设计要求。（3）电缆防火措施应符合设计要求。（4）逆变器交流侧和直流侧电缆接线前应检查电缆绝缘，校对电缆相序和极性。（5）逆变器直流侧电缆接线前必须确认汇流箱侧有明显断开点。

5 燕房线光伏发电系统运行情况

目前燕房线停车场光伏发电系统已投入运行，设备运行良好，已发电45万kWh，年发电量50万kWh以上。在城市轨道交通系统中，大大降低了运营成本，取得了优异的经济效果及节能效果。

6 光伏市场推广应用前景分析

城市轨道交通光伏发电系统发电节能技术研究，作为我国城市轨道交通领域的一种节能技术措施，节能效果明显。目前节约能源、减少环境污染已经是社会的共识，轨道交通用电量大和环境污染已引起国内外轨道交通界的关注，在车辆段各单体建筑屋顶及高架线车站顶部设置光伏发电系统已成为现代轨道交通降低能耗技术发展的方向，也是城市轨道交通向绿色环保发展的必然趋势。

在经济上，它减少城市轨道交通运营电费的支出，也是城市轨道交通向经济合理发展的必然要求。随着全国各大中城市城市轨道交通的普及和发展，光伏发电在轨道交通领域具有广阔应用前景。

参考文献

[1] GB 50794-2012，光伏发电站施工规范[M].中国计划出版社，2012.