江苏省太阳能光伏与建筑一体化应用技术规程.pdf
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1、江 苏 省 工 程 建 设 标 准 太阳能光伏与建筑一体化应用技术规程 目录 1 总则 2 术语 3 光伏系统设计 3.1 一般规定 3.2 系统分类 3.3 系统设计 3.4 配电电气系统 3.5 系统接入电网 3.6 电能储存系统 4 光伏建筑设计 4.1 一般规定 4.2 规划设计 4.3 建筑设计 4.4 结构设计 4.5 电气设计 5 太阳能光伏系统安装 5.1 一般规定 5.2基座 5.3支架 5.4 光伏组件 5.5 电气系统 5.6 建筑电气设计 6 环保、卫生、安全、消防 6.1 环保、卫生 6.2 安全 6.3 消防 7 工程验收 7.1 一般规定 7.2 基础工程 7.3
2、 支架工程 7.4 光伏组件及阵列工程 7.5 逆变器 7.6 系统电气工程 7.7 系统检测、调试和试运行 8 运行管理与维护 8.1 人员培训 8.2 一般规定 8.3 维护内容与方法 附录 A 附录 B 附录 C 本标准用词说明 条文说明 1 总则 1.0.1 为规范太阳能光伏系统在建筑中的应用,促进太阳能光伏系统与建筑一体 化的推广,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、 改建和扩建的工业与民用建筑光伏系统工程,以及在 既有民用建筑上安装或改造已安装的光伏系统工程的设计、施工、验收和运行维 护。 1.0.3 新建、改建和扩建的工业与民用建筑光伏系统设计应纳入建筑规划及建筑 设计、
3、建筑与光伏系统施工,同步验收。 1.0.4 在既有建筑上改造或安装光伏系统应按照建筑工程审批程序进行专项工 程的设计、施工和验收。 1.0.5 工业与民用建筑光伏系统设计除应符合本规范外,还应符合国家现行有关 标准规范的规定。 2 术语 2.0.1 光伏电池PV cell 将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件。也称太阳电池(solar cell) 。 2.0.2 光伏组件PV module 由若干光伏电池进行内部联结并封装、能输出直流电流、 最基本的太阳电池 单元,也称太阳电池组件(solar cell module) 。 2.0.3 光伏方阵PV array 由若干光伏组件或光伏构件通过机械
4、及电气方式组装成型、并安装在固定支 撑装置上的直流发电单元。 2.0.4 光伏组件倾角PV moudule tilt angle 光伏组件所在平面与水平面的夹角。 2.0.5 光伏系统photovoltaic (PV) system 利用光伏电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统,简称 光伏系统。(考虑加入光伏建筑的定义,薄膜型组件、柔性、刚性组件等定义) 2.0.6 并网光伏系统grid-connected PV system 与公共电网联接的光伏系统。 2.0.7 独立光伏系统stand-alone PV system 不与公共电网联接的光伏系统,也称离网光伏系统。 2.0.8
5、 方阵 由若干个太阳电池组件或太阳电池板在机械和电气上按一定方式组装在一 起,并且有固定的支撑结构而构成的支流发电单元。 2.0.9 光伏与建筑一体化building integrated photovoltaic (BIPV) 通过专门设计,使光伏系统与建筑物外观协调、相互融合为一体。 2.0.10 安装型光伏组件building attached photovoltaic(BAPV) 在屋顶或墙面上架空安装以及在墙面上安装的光伏组件。 2.0.11 构件型光伏组件 与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件,如以标准普通光伏 组件或根据建筑要求定制的光伏组件构成雨篷构件、遮阳构件、栏
6、版构件等。 2.0.12 建材型光伏组件 将太阳能电池与瓦、 砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的 建筑构件或建筑材料,如光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙、光伏 采光顶等。 3 光伏系统设计 3. 1 一般规定 3.1.1 工业与民用建筑光伏系统应进行专项设计或作为建筑电气工程设计的一 部分。 3.1.2 光伏组件或方阵的选型和设计应与建筑结合,在综合考虑发电效率、发 电量、电气和结构安全、 适用美观的前提下, 合理选用构件型和建材型光伏构件, 并与建筑模数相协调,满足安装、清洁、维护和局部更换的要求。 3.1.3 光伏系统输配电和控制用缆线应与其他管线统筹安排,安全、隐
7、蔽、集 中布置,满足安装维护的要求。 3.1.4 光伏组件或方阵连接电缆及其输出总电缆应符合光伏(PV )组件安全 鉴定 第一部分:结构要求 GB/T20047.1的相关规定。 3.1.5 在人员有可能接触或接近光伏系统的位置,应设置防触电警示标识。 3.1.6 并网光伏系统应具有相应的并网保护功能。 3.1.7 光伏系统应安装计量装置,并应预留检测接口。 3.1.8 光伏系统应满足光伏系统并网技术要求GB/T19939关于电压偏差、闪 变、频率偏差、相位、谐波、三相平衡度和功率因数等电能质量指标的要求。 3.1 .9 离网独立光伏系统应满足家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方 法GB/T1
8、9064 和Photovoltaic(PV)stand alone system-Design verification 独立光伏系统 - 设计验证 IEC62124的相关要求。 32 系统分类 3.2.1 光伏系统按是否接入公共电网分为下列两种系统: 1 并网光伏系统; 2 离网光伏系统。 3.2.2 光伏系统按是否具有储能装置分为下列两种系统: 1 带有储能装置系统; 2 不带储能装置系统。 3.2.3 光伏系统按其太阳电池组件的封装形式,分为以下三种系统: 1 建筑材料型光伏系统; 2 建筑构件型光伏系统; 3 结合安装型光伏系统。 3. 3 系统设计 3.3.1 应根据新建建筑或既有建
9、筑的使用功能、电网条件、负荷性质和系统运行 方式等因素,确定光伏系统为安装型、建材型或构件型。 3.3.2 光伏系统一般由光伏方阵、 光伏接线箱、逆变器 (限于包括交流线路系统) 、 蓄电池及其充电控制装置(限于带有储能装置系统)、电能表和显示电能相关参 数的仪表组成。 3.3.3 光伏系统中各部件的性能与使用寿命应满足国家或行业标准的相关要求, 并应获得相关认证; 3.3.4 光伏方阵的设计应遵循以下原则: 1 根据建筑设计及其电力负荷确定光伏组件的类型、规格、安装位置和可 安装场地面积; 2 根据尽量采用最佳倾角,且便于清除灰尘,保证组件通风良好的原则确 定光伏组件的安装方式; 3 根据逆
10、变器的额定直流电压、最大功率跟踪控制范围、光伏组件的最大 输出工作电压及其温度系数, 确定光伏组件的串联数 (或称光伏组件串或组串) ; 4 根据总装机容量及光伏组件串的容量确定光伏组件串的并联数。 5 同一组串及同一子阵内,组件电性能参数宜尽可能一致,其中最大输出 功率 Pm、最大工作电流Im 的离散性应小于 5%。 6 建筑材料型光伏系统和建筑构件型光伏系统在建筑设计时就需要统筹考 虑电气线路的安装布置, 同时要保证每一块建筑材料型光伏组件和建筑构件型光 伏组件金属外框的可靠接地。 3.3.5 光伏接线箱设置应遵循以下原则: 1 光伏接线箱内应设置汇流铜母排或端子; 2 每一个光伏组件串应
11、分别由线缆引至汇流母排,在母排前分别设置直流 分开关,并设置直流主开关; 3 光伏接线箱内应设置防雷保护装置; 4 光伏接线箱的设置位置应便于操作和检修,宜选择室内干燥的场所。设 置在室外的光伏接线箱应具有防水、防腐措施,其防护等级应为IP65 以上。 3.3.6独立光伏系统逆变器的总额定容量应根据交流侧负荷最大功率及负荷性 质选择。 3.3.7并网光伏系统逆变器的总额定容量应根据光伏系统装机容量确定;并网 逆变器的数量应根据光伏系统装机容量及单台并网逆变器额定容量确定。并网逆 变器的选择还应遵循以下原则: 1 并网逆变器应具备自动运行和停止功能、最大功率跟踪控制功能和防止 孤岛效应功能; 2
12、 逆流型并网逆变器应具备自动电压调整功能; 3 不带工频隔离变压器的并网逆变器应具备直流检测功能; 4 无隔离变压器的并网逆变器应具备直流接地检测功能; 5 具有并网保护装置,与电力系统具备相同的电压、相数、相位、频率及 接线方式; 6 应满足高效、节能、环保的要求。 3.3.8直流线路的选择应遵循以下原则: 1 耐压等级应高于光伏方阵最大输出电压的1.25倍; 2 额定载流量应高于短路保护电器整定值,短路保护电器整定值应高于光 伏方阵的标称短路电流的1.25 倍; 3 线路电压损失应控制在3%以内。 3.3.9光伏系统防雷和接地保护应符合以下要求: 1 设置光伏系统的民用建筑应采取防雷措施,
13、其防雷等级分类及防雷措施 应遵守国家现行标准建筑物防雷设计规范GB50057的相关规定; 2 光伏系统防直击雷和防雷击电磁脉冲的措施应严格遵守国家现行标准 建筑物防雷设计规范GB50057的相关规定; 3 光伏系统和并网接口设备的防雷和接地措施,应符合国家现行标准光 伏(PV)发电系统过电压保护 -导则 SJ/T 11127的相关规定。 3.3.10 建筑材料型光伏系统 1 建材型光伏组件必须保留建筑材料本身固有的功能,对原有的功能没有 影响。 2 建材型光伏组件的电气连接部分要便于切断,对发电系统进行检测。 3 建材型光伏组件系统结构必须符合本标准4.4 的要求。 3.3.11 建筑构件型光
14、伏系统 1 建筑构件型光伏组件必须保留建筑构件本身固有的功能,对原有的功能 没有影响。 2 建筑构件型光伏系统为了保留建筑构件本身固有的功能时如果影响到太 阳辐射的一致性, 对于每一串组件需要用阻塞二极管隔离,或者单独使用控制器 或者逆变器。 3 建筑构件型光伏系统结构必须符合本标准4.4 的要求。 3.4 配电电气系统 3.4.1并网光伏系统配变电间设计除应符合本规范外,尚应符合10kV及以下 变电所设计规范 GB50053 、 35110kV及以下变电所设计规范 GB50059的相 关要求。 3.4.2光伏系统配变电间应根据光伏方阵规模和建筑物形式采取集中或分散 方式布置。 3.4.3 设
15、置在建筑物光伏系统中的变压器,宜选择干式变压器。 35 系统接入电网 3.5.1 光伏系统与公共电网并网应满足当地供电机构的相关规定和要求。必要 时,开展接入电网的专题研究。 3.5.2 光伏系统以低压方式与公共电网并网时,应符合光伏系统并网技术要 求GB/T19939的相关规定。 3.5.3 光伏系统以中压或高压方式(10kV及以上)与公共电网并网时,电能质 量等相关部分参照光伏系统并网技术要求GB/T19939 ,并应符合以下要求: 1 有功功率 光伏系统输出的有功功率应能根据当地电网调度部门的指令进行控制。 2 无功功率 光伏系统应配置一定容量的无功补偿装置,使其具有无功功率的调节能 力
16、。无功功率的调节范围应根据光伏系统的运行特性、电网结构及电网调度部门 的要求决定。 3 运行电压 光伏系统并网点的电压为额定电压的90110时,光伏系统应能正常运 行。 4 电压调节 光伏系统需参与电网电压调节,调节方式包括调节光伏系统的无功功率和调 整光伏系统升压变压器的变比。 5 接入电网测试 光伏系统应在并网运行6 个月内向供电机构提供有关光伏系统运行特性的 测试报告,以表明光伏系统满足接入系统的相关规定。 3.5.4 光伏系统与公共电网之间应设隔离装置,并应符合以下要求: 1 光伏系统在供电负荷与并网逆变器之间和公共电网与负荷之间应设置隔 离装置,包括隔离开关和断路器,并应具有明显断开
17、点指示及断零功能; 2 光伏系统在并网处应设置并网专用低压开关箱(柜) ,并应设置专用标识 和“警告”、 “双电源”等提示性文字和符号。 3.5.5 并网光伏系统,安全及保护等相关部分参照光伏系统并网技术要求 GB/T19939 ,并应符合以下要求: 1 并网光伏系统应具有自动检测功能及并网切断保护功能; 2 光伏系统应根据系统接入条件需要和供电部门的要求,选择安装并网保 护装置,并满足建筑物的电气装置. 第 7-712 部分 IEC 60364-7-7120 和继 电保护和安全自动装置技术规程GB/T 14285-2006 的功能要求; 3 当公用电网电能质量超限时,光伏系统应自动与公共电网
18、解列,在公共 电网质量恢复正常范围后的一段时间之内,光伏系统不得向电网供电。 恢复并网 延时时间由供电部门根据当地条件确定。 3.5.6 并网光伏系统,控制与通信应符合以下要求: 1 根据当地供电部门的要求,配置相应的自动化终端设备与通信装置,采 集光伏系统装置及并网线路的遥测、遥信数据,并将数据实时传输至相应的调度 主站。 2 在并网光伏系统电网接口/ 公共联络点应配置电能质量实时在线监测装 置,并将可测量到所有电能质量参数(电压、频率、谐波、功率因数等)传输至 相应的调度主站。 3.5.7 并网光伏系统,应根据当地供电部门的关口计量点设置原则确定电能计 量点,并应符合以下要求: 1 光伏系
19、统在电能关口计量点配置专用电能计量装置; 2 电能计量装置应符合电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T5137 和电能计量装置技术管理规程DL/T448的相关规定。 3.5.8 作为应急电源的光伏系统应符合下列规定: 1 应保证在紧急情况下光伏系统与公共电网解列,并且切断由光伏系统供 电的非特定负荷; 2 开关柜(箱)中的应急回路应设置相应的应急标志和警告标识;光伏系 统与电网之间的自动切换开关宜选用不自复方式。 3. 6 电能储存系统 3.6.1 电能储存系统中蓄电池宜选用寿命长、充放电效率高等性能优越的电池。 3.6.2 电能储存系统应符合 电力工程直流系统设计技术规程 DL/T5044
20、和 家 用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法GB/T19064的相关要求。 4 建筑设计 4.1 一般规定 4.1.1 应用光伏系统的新建工业与民用建筑,其规划设计应综合考虑建筑场地 条件、建筑规模、建筑功能、建设地点的地理、气候及太阳能资源条件等因素, 确定建筑的布局、朝向、间距、群体组合和空间环境,满足光伏系统设计和安装 的技术要求。 4.1.2 应用光伏系统时,应结合建筑的功能、外观、安装场地以及周围环境条 件,合理选择光伏组件的安装类型、安装位置及组件的色泽, 不得影响安装部位 的建筑功能,外观应与建筑统一协调,使之成为建筑的有机组成部分。 4.1.3 在既有建筑上增设或改造光伏系统
21、,必须进行建筑结构安全、建筑电气 安全的复核。 光伏组件所在建筑部位应满足防火、防雷、防静电等相关功能要求 和建筑热工要求。 4.1.4 安装在建筑各部位上的光伏组件,应配置带电警告标识及电气安全防护 设施。单独构成建筑围护结构的光伏组件除应配置带电警告标识及电气安全防护 设施外,还应满足该部位的建筑围护、建筑热工、 结构安全和电气安全等建筑功 能要求。 4.1.5 在既有建筑上增设或改造光伏系统,必须进行建筑结构安全、建筑电气 安全的复核, 并满足光伏组件所在建筑部位的防火、防雷、防静电等相关功能要 求和建筑节能要求。 4.1.6 安装光伏组件的建筑部位,应设置防止光伏组件损坏、坠落的安全防
22、护 措施。 4.1.7 建筑设计中应为太阳能光伏系统的安装、使用、维护、保养提供必要的 空间与设施。 4.1.8 建材型、构件型光伏组件的寿命按建筑主体使用年限设计;安装型光伏 组件的使用年限按大于25 年设计。 4.2 规划设计 4.2.1 应用光伏系统的建筑单体或建筑群体,主要朝向宜为南向。应用光伏系 统的建筑,其布局及空间组合应为接收更多的太阳光创造条件,且不应降低建筑 本身或相邻建筑的建筑日照标准。 4.2.2 应合理规划光伏组件的安装位置,避免建筑周围的环境景观、绿化植物 及建筑自身的投影遮挡光伏组件上的阳光。 4.3 建筑设计 4.3.1 安装光伏组件的建筑部位在冬至日全天日照应不
23、低于4h。 4.3.2 安装光伏组件的建筑部位应采取相应的构造措施,不得影响该部位的建 筑雨水系统、建筑排水、建筑隔热及建筑节能效果。 4.3.3 光伏组件不应跨越建筑变形缝。 4.3.4 光伏组件及阵列的构造与安装应尽量采取有利于通风降温的构造措施, 保证光伏电池的温度不高于其设计参数要求。 4.3.5 光伏组件布置在建筑平屋面上时,应符合以下要求: 1 建材型光伏组件,应保障屋面排水通畅,作为建材的组件尚应保证其作 为建筑材料和建筑构件的技术性能; 2 安装型光伏组件可采用固定式或可调节式安装支架; 3 光伏阵列中相关联的光伏组件间距宜满足冬至日8时至 16时不遮挡太阳 光的要求; 4 光
24、伏组件的基座与结构层相连的部位应增设附加防水层;安装型光伏组 件的基座及其安装方式应不影响屋面排水,基座下部应增设附加防水层; 5 光伏组件宜按最佳倾角布置,并应考虑设置维修通道与人工清洗设施, 通道最小宽度为 500mm ; 6 光伏组件周围屋面、检修通道、屋面出入口和光伏方阵之间的人行通道 上部应铺设屋面保护层; 7 光伏组件的引线穿过屋面处应预埋或加装防水套管,并作防水密封处理。 防水套管应在屋面防水层施工前埋设完毕。 4.3.6 光伏组件布置在建筑坡屋面上,应符合以下要求: 1 建筑屋面坡度宜设计为光伏组件全年获得阳光最多的倾角,宜为22o 26o; 2 建材型光伏组件与周围屋面材料连
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