工商業(yè)光伏作為光伏產(chǎn)業(yè)中不可或缺的重要組成部分，在國家雙碳目標(biāo)的強(qiáng)烈驅(qū)動(dòng)下，受到資本的廣泛青睞。這一趨勢(shì)不僅推動(dòng)了工商業(yè)光伏電站的快速發(fā)展，也為企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。 那么，工商業(yè)電站如何從零開始設(shè)計(jì)，以確保安全運(yùn)行呢？接下來就為光伏從業(yè)者詳細(xì)梳理設(shè)計(jì)的具體要求。 1，用電負(fù)荷分析：
收集工商業(yè)用戶的歷史用電數(shù)據(jù)，包括用電量、用電峰值、谷值及用電時(shí)間分布等。例如，對(duì)于一個(gè)工廠，要了解其不同車間的生產(chǎn)班次和設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，以確定電力需求模式。通過分析這些數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出光伏電站需要滿足的最小和最大供電量。
考慮用戶未來的用電增長(zhǎng)計(jì)劃。如果企業(yè)有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，那么在光伏電站設(shè)計(jì)容量上要預(yù)留一定的余量，以確保在未來幾年內(nèi)仍能有效滿足用電需求。
2，場(chǎng)地評(píng)估：
考察工商業(yè)建筑的屋頂或空地情況。對(duì)于屋頂，要評(píng)估屋頂?shù)念愋停ㄈ缙轿蓓敗⑵挛蓓敚?、面積、朝向和坡度。平屋頂更便于安裝光伏組件，而坡屋頂需要考慮組件的安裝角度是否與屋頂坡度匹配。例如，彩鋼瓦屋頂可能需要特殊的安裝支架來固定光伏組件。
檢查場(chǎng)地的承載能力。光伏電站會(huì)增加建筑的荷載，特別是對(duì)于老舊建筑，需要通過結(jié)構(gòu)計(jì)算來確定屋頂或地面是否能夠承受光伏系統(tǒng)的重量。同時(shí)，還要考慮當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，如風(fēng)速、雪載等，確保光伏組件和支架的抗風(fēng)、抗壓能力符合要求。
分析場(chǎng)地的遮擋情況。周圍的建筑物、樹木等可能會(huì)對(duì)光伏組件產(chǎn)生遮擋，降低發(fā)電效率?？梢允褂锰柭窂綀D和遮擋分析工具，在不同季節(jié)和時(shí)間模擬太陽照射情況，確定遮擋區(qū)域和時(shí)長(zhǎng)。
  1，光伏組件選型
根據(jù)場(chǎng)地的光照條件和系統(tǒng)要求選擇合適的光伏組件。光照資源豐富的地區(qū)可以選擇效率稍低但成本較低的組件；而在光照一般的地區(qū)，可能需要選擇高效率的組件來提高發(fā)電量。目前市場(chǎng)上主要有單晶硅、多晶硅和薄膜光伏組件。單晶硅組件轉(zhuǎn)換效率較高，一般在 20% - 25% 之間；多晶硅組件效率稍低，約 18% - 22%；薄膜組件轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，但具有可彎曲、弱光性能好等特點(diǎn)。
考慮組件的尺寸和功率。組件尺寸要適合場(chǎng)地安裝條件和運(yùn)輸要求。功率大小決定了在相同面積下的裝機(jī)容量，一般有 300 - 600 瓦不等的組件可供選擇。同時(shí)，要選擇質(zhì)量可靠、具有良好抗老化和抗 PID（電勢(shì)誘導(dǎo)衰減）性能的組件，以確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
2，逆變器選型
逆變器是將光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關(guān)鍵設(shè)備。根據(jù)光伏電站的規(guī)模和接入電網(wǎng)的要求選擇合適的逆變器。
對(duì)于小型工商業(yè)光伏電站，可以選擇組串式逆變器，它具有多路 MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）功能，能夠有效提高發(fā)電效率，而且安裝靈活、維護(hù)方便。對(duì)于大型光伏電站，集中式逆變器成本較低，但 MPPT 跟蹤路數(shù)相對(duì)較少，可能需要配合匯流箱使用。
逆變器的功率應(yīng)與光伏組件的裝機(jī)容量相匹配。一般來說，逆變器的額定功率要略大于光伏組件的最大功率，以避免逆變器過載運(yùn)行。同時(shí)，要考慮逆變器的轉(zhuǎn)換效率、輸入輸出電壓范圍、防護(hù)等級(jí)等參數(shù)，確保其在不同的環(huán)境條件下都能正常工作。
3，支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)場(chǎng)地和光伏組件的類型設(shè)計(jì)支架系統(tǒng)。支架的材質(zhì)主要有鋁合金和鋼材。鋁合金支架質(zhì)量輕、耐腐蝕，但成本相對(duì)較高；鋼材支架強(qiáng)度高、價(jià)格便宜，但需要做好防腐處理。
對(duì)于屋頂光伏電站，支架的安裝方式要根據(jù)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和類型確定。平屋頂可以采用固定傾角支架或可調(diào)傾角支架，通過調(diào)整支架角度可以使光伏組件在不同季節(jié)都能更好地接收陽光。
坡屋頂支架一般要與屋頂?shù)钠露认嗥ヅ?，采用夾具或掛鉤等方式固定在屋頂瓦片或屋面板上。地面光伏電站的支架則需要考慮基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，一般采用混凝土基礎(chǔ)或螺旋樁基礎(chǔ)。
  1，連接方式：包括組件之間的串聯(lián)和并聯(lián)方式。串聯(lián)可以提高電壓，并聯(lián)可以增加電流。通過合理的串并聯(lián)設(shè)計(jì)，使光伏陣列的輸出電壓和電流滿足逆變器的輸入要求。
2，電纜的選型：要根據(jù)系統(tǒng)的電壓、電流和敷設(shè)環(huán)境等因素確定。要設(shè)置過流保護(hù)、過壓保護(hù)、漏電保護(hù)等裝置，確保電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)，要設(shè)計(jì)好接地系統(tǒng)，一般采用 TN - S 或 TT 接地方式，防止電氣設(shè)備漏電造成人身傷害和設(shè)備損壞。
  1，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)：安裝監(jiān)控設(shè)備來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)。監(jiān)控內(nèi)容包括光伏組件的輸出功率、電壓、電流，逆變器的運(yùn)行參數(shù)（如溫度、效率、故障報(bào)警等），環(huán)境參數(shù)（如光照強(qiáng)度、溫度、風(fēng)速等）。通過數(shù)據(jù)采集器將這些數(shù)據(jù)收集起來，傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺(tái)。
監(jiān)控平臺(tái)可以是本地服務(wù)器或云端服務(wù)器。本地服務(wù)器適用于對(duì)數(shù)據(jù)安全要求較高的用戶，但維護(hù)成本相對(duì)較高；云端服務(wù)器則具有方便快捷、可遠(yuǎn)程訪問等優(yōu)點(diǎn)，方便用戶隨時(shí)隨地查看電站的運(yùn)行情況。
2，通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)：選擇合適的通信方式將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺(tái)。常用的通信方式有有線通信（如以太網(wǎng)、RS485 等）和無線通信（如 ZigBee、GPRS、4G/5G 等）。有線通信方式穩(wěn)定性高，但布線成本高；無線通信方式安裝方便，但可能受到信號(hào)覆蓋和干擾的影響。根據(jù)電站的規(guī)模、地理位置和用戶需求等因素綜合選擇通信方式。 1，減少陰影遮擋：屋頂規(guī)劃組件位，避組件間及與周邊物（煙囪、女兒墻、空調(diào)外機(jī)等）陰影遮擋。遮區(qū)可局部調(diào)角、裝反光裝置或用微型逆變器減影響。
2，方便安裝和維護(hù)：組件布局便裝且留足通道空間，利日后運(yùn)維。通道寬不小于 0.5 米，便人行與攜工具。組件間距合理，避免浪費(fèi)空間。
  在逆變器、配電箱等電氣設(shè)備周圍設(shè)置警示標(biāo)識(shí)，提醒人員注意安全。
設(shè)計(jì)安全的檢修通道和操作空間，方便運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)。在屋頂光伏電站安裝時(shí)，要設(shè)置可靠的防墜落措施，如安全繩固定點(diǎn)、防護(hù)欄桿等，保障安裝和維護(hù)人員的人身安全。
  綜上所述，工商業(yè)光伏電站的設(shè)計(jì)是一個(gè)深入全面的過程，要求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須綜合考慮以上提到的所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從需求分析到選址布局，從系統(tǒng)配置到安全防護(hù)，缺一不可。