1. 简介
2. 设计考虑
4. 记录/ 文件记录
5. 附录A:太阳能发电系统检查及测试清单范本
设计考虑
2.1 概论
(1)
本港的太阳能发电系统(又称太阳能光伏系统或太阳能光电系统) 主要分为以下三类:
a)
独立太阳能发电系统
b)
与电网接驳的太阳能发电系统
c)
混合太阳能发电系统
(2)
本港大部分太阳能发电系统均与电网接驳。与电网接驳的太阳能发电系统必须符合电网接驳要求并获得电力公司批准,才能与电网接驳。根据《电力条例》,与电网接驳的太阳能发电系统的拥有人必须就其发电设施向机电工程署署长(署长)注册及提交表格GF1,但如该发电设施属於《电力条例》规定须向署长提交定期测试证明书的电力装置的一部分,则属例外。
(3)
有关与电网接驳的太阳能发电系统的技术要求,请参阅《可再生能源发电系统与电网接驳的技术指引》。
(4)
有关安装太阳能发电系统的安装及规管规定,请参阅《太阳能光伏系统安装指南》。
(5)
任何类型的太阳能发电系统,均须就其断路器板及配电箱提供足够的维修通道。太阳能发电系统的所有电力工程必须由注册电业承办商聘请合适的注册电业工程人员进行,并须符合《电力(线路)规例工作守则》的规定。
(6)
太阳能发电系统的主要组件包括太阳能光伏组件丶逆变器丶功率优化器丶避雷器丶隔离变压器丶电池丶电池充电控制器丶效能监测系统等。
2.2 太阳能光伏组件
(1)
太阳能电池将太阳光转化为电力。市面上的太阳能电池可分为两大类:
a)
晶体硅 (单晶硅及多晶硅)
b)
薄膜(非晶硅丶铜铟硒化合物及碲化镉电池)
(2)
太阳能光伏组件( 以下简称“太阳能板”) 由多个太阳能电池组成。太阳能板串接成太阳能光伏串,而太阳能光伏串再并排连接成太阳能光伏阵列。太阳能板的输出效能以瓦特/平方米为单位,代表太阳能板在标准测试条件下的预期峰值直流输出功率( 以瓦特为单位) 。
(3)
智能太阳能板是在制造太阳能板时,嵌入功率优化器或微型逆变器,以便现场安装,增加发电量( 尤其在局部遮光的地方),以及提供组件层面监测。然而,这类太阳能板的投资成本会高於传统太阳能板。
(4)
太阳能板的使用年期约为20至25年,而部分承办商会提供产品保养(视乎采购要求而定)。在更换有故障的太阳能板前,须先检查太阳能板的保养资料。
2.3 逆变器
(1)
逆变器把太阳能板所产生的的直流电转换为交流电,亦同时将太阳能发电系统智能化。逆变器可分为中央逆变器丶组串逆变器及微型逆变器。中央逆变器用於系统层面,将太阳能光伏阵列所产生的直流电转换为交流电。组串逆变器与中央逆变器相似,将太阳能光伏串所产生的直流电转换为交流电。
(2)
若所有太阳能板没有被遮光并接收同等的太阳辐照度,采用组串逆变器的太阳能发电系统是相对符合经济效益的选择。如有遮光的情况,可考虑采用较高效的微型逆变器,但其投资成本或会较高。
(3)
接驳电网的逆变器必须产生与配电系统同步的交流电,并具备「防孤岛」保护功能,在电网停止供电时,能使逆变器与配电系统自动脱离,其功能旨在确保电力中断时,太阳能发电系统不会继续向配电系统供电导致配电系统仍处於带电状态,从而保障电业工程人员的安全。
(4)
逆变器的使用年期约为10年,而部分承办商会提供产品保养(视乎采购要求而定)。在更换有故障的逆变器前,须先检查逆变器的保养资料。
2.4 功率优化器
(1)
功率优化器为直流电至直流电转换器,如安装於太阳能板上,可持续个别追踪每块太阳能板的最大功率点,从而将太阳能发电系统的输出电量提升至最高。功率优化器不但可安装於每块太阳能板,亦可安装於各太阳能光伏串或太阳能光伏阵列。在太阳能板层面安装功率优化器可减少局部遮光对整体系统效能的影响,效用与微型逆变器相似,而成本则较低。由於功率优化器是直流电至直流电转换器,因此与电网接驳的太阳能发电系统必须安装逆变器。
2.5 避雷器
(1)
为保护太阳能发电系统免受雷击及过电压风险,须於逆变器的直流侧及交流侧安装避雷器。
2.6 直流隔离开关
(1)
直流隔离开关安装於逆变器的直流侧,以隔离太阳能板产生的电源。须采用适合负载时中断操作的直流隔离开关,以减低紧急关断直流电源时的风险。
2.7 隔离变压器
(1)
隔离变压器一般安装在逆变器的输出侧,以避免太阳能发电系统的直流电注入配电系统。如注入配电系统的直流电过多,会影响配电系统的电压,并会对与系统连接的其他装置带来问题。
2.8 电池(适用於独立太阳能发电系统或混合太阳能发电系统)
(1)
电池用以储存太阳能发电系统产生的电力,以及在太阳能发电系统未能满足电力需求时,供电予电力负载。电池应放置在通风良好的环境,避免极端气温。
(2)
含有铅和硫酸等有害物质的电池被界定为化学废物。处置这类电池受《废物处置条例(第354章)管制。
(3)
有关电池室和充电设施的消防要求,请参阅《最低限度之消防装置及设备守则与装置及设备之检查丶测试及保养守则》及相关通函。
2.9 电池充电控制器(适用於独立太阳能发电系统或混合太阳能发电系统)
(1)
B太阳能光伏串/阵列与电池之间设有电池充电控制器,用以调节太阳能板产生的电力,避免电池过度充电及/或过度放电。
2.10 技术应用
2.10.1 一般做法
(1)
太阳能发电系统的效能取决於太阳辐照量和系统状况。虽然太阳能发电系统自动运作,但安装具备基本输出监测功能及适当显示器的效能监测系统,对验证系统输出的电力及系统是否正常运作相当重要。
(2)
监测装置可因应系统要求而安装於不同层面,有关资料概述如下:
监测层面 | 监测组件/ 设备 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
太阳能发电系统层面 | 中央逆变器 | 简单,安装成本相对较低 | 无法辨识太阳能光伏串/太阳能板层面的故障 |
维修成本较低 | 失配的损失相对较高 | ||
逆变器发生故障时,太阳能发电系统所产生的电力会显着下降 | |||
太阳能光伏串/太阳能光伏阵列层面 | 组串逆变器/组串优化器 | 与微型逆变器/组件优化器相比,较具成本效益 | 无法辨识太阳能板层面的故障 |
与微型逆变器/组件优化器相比,维修成本较低 | |||
太阳能板层面 | 微型逆变器/组件优化器 | 能辨识太阳能板层面的故障 | 安装费用高昂 |
能将失配的损失(例如因太阳能板被遮光或屋顶表面方向不同)减至最少 | 需要较频密进行维修,尤其是大型系统 | ||
能将太阳能发电系统的输出功率提升至最高 | |||
在组件层面提供快速关断功能,将直流侧的系统电压减至最低 |
备注:
大部分市面上可供选购的逆变器均内置最大功率点追踪功能。
2.10.2 最佳做法
效能监测系统
(1)
最佳做法是安装可独立校准的微气候监测站(包括一个或多个水平日射仪),以记录日射数据。利用天气数据记录估计太阳能发电系统可产生的电量,以便与实际产生的电量作比较,从而检查系统的效能。若系统输出的电量下降至低於设计订明的水平,操作人员应安排注册电业承办商/注册电业工程人员检查系统组件。
(2)
效能监测系统应具备遥距监测太阳能发电系统主要组件的功能,以便辨识故障及有效地进行所需维修。太阳能发电系统可与楼宇管理系统连接,以集中监测及监督系统效能。有关系统亦应容许使用流动电话应用程式查阅即时发电量数据。
快速关断功能
(1)
建议采用先进的微型逆变器或快速关断装置,使太阳能发电系统能在太阳能板层面快速关断,以限制太阳能光伏串的电压,及确保火警或维修期间处於安全状态。
2.11 其他
2.11.1 一般做法
(1)
须按照《电力条例》(第406章)及《电力(线路)规例工作守则》(根据第406E章制订)展示警告告示。此外,在所有设有双供电电源的电力装置上均须展示警告标志,以提醒维修人员注意。
(2)
就非开放屋顶而言,须考虑采用防堕系统(例如系定点或防护栏障),以确保有关人员能安全进出太阳能发电系统范围。
2.11.2 最佳做法
(1)
建议为安装於私人楼宇或新界豁免管制屋宇(俗称村屋)的太阳能发电系统设置乾粉灭火筒。
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