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設計考慮
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1. 簡介
1.1. 關於本手冊
1.2. 目標對象
1.3. 相關條例、規例及指引
2. 設計考慮
2.1. 概論
2.2. 太陽能光伏組件
2.3. 逆變器
2.4. 功率優化器
2.5. 避雷器
2.6. 直流隔離開關
2.7. 隔離變壓器
2.8. 電池(適用於獨立太陽能發電系統或混合太陽能發電系統)
2.9. 電池充電控制器(適用於獨立太陽能發電系統或混合太陽能發電系統)
2.10. 技術應用
2.11. 其他
3. 操作及維修
3.1. 影響系統效能的因素
3.2. 操作程序
3.3. 應急準備
3.4. 預防性維修
3.5. 故障維修
3.6. 備用零件管理
3.7. 安全及環境管理
3.8. 操作及維修人員架構及資歷
4. 記錄/ 文件記錄
4.1. 資產資料
4.2. 維修記錄管理
4.3. 資料管理
4.4. 持份者管理
5. 附錄A:太陽能發電系統檢查及測試清單範本
5. 附錄A:太陽能發電系統檢查及測試清單範本
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GENERATE
設計考慮

2.1 概論

(1)
本港的太陽能發電系統(又稱太陽能光伏系統或太陽能光電系統) 主要分為以下三類:
a)
獨立太陽能發電系統
b)
與電網接駁的太陽能發電系統
c)
混合太陽能發電系統
(2)
本港大部分太陽能發電系統均與電網接駁。與電網接駁的太陽能發電系統必須符合電網接駁要求並獲得電力公司批准,才能與電網接駁。根據《電力條例》,與電網接駁的太陽能發電系統的擁有人必須就其發電設施向機電工程署署長(署長)註冊及提交表格GF1,但如該發電設施屬於《電力條例》規定須向署長提交定期測試證明書的電力裝置的一部分,則屬例外。
(3)
有關與電網接駁的太陽能發電系統的技術要求,請參閱《可再生能源發電系統與電網接駁的技術指引》。
(4)
有關安裝太陽能發電系統的安裝及規管規定,請參閱《太陽能光伏系統安裝指南》。
(5)
任何類型的太陽能發電系統,均須就其斷路器板及配電箱提供足夠的維修通道。太陽能發電系統的所有電力工程必須由註冊電業承辦商聘請合適的註冊電業工程人員進行,並須符合《電力(線路)規例工作守則》的規定。
(6)
太陽能發電系統的主要組件包括太陽能光伏組件、逆變器、功率優化器、避雷器、隔離變壓器、電池、電池充電控制器、效能監測系統等。

2.2 太陽能光伏組件

(1)
太陽能電池將太陽光轉化為電力。市面上的太陽能電池可分為兩大類:
a)
晶體硅 (單晶硅及多晶硅)
b)
薄膜(非晶硅、銅銦硒化合物及碲化鎘電池)
(2)
太陽能光伏組件( 以下簡稱“太陽能板”) 由多個太陽能電池組成。太陽能板串接成太陽能光伏串,而太陽能光伏串再並排連接成太陽能光伏陣列。太陽能板的輸出效能以瓦特/平方米為單位,代表太陽能板在標準測試條件下的預期峰值直流輸出功率( 以瓦特為單位) 。
(3)
智能太陽能板是在製造太陽能板時,嵌入功率優化器或微型逆變器,以便現場安裝,增加發電量( 尤其在局部遮光的地方),以及提供組件層面監測。然而,這類太陽能板的投資成本會高於傳統太陽能板。
(4)
太陽能板的使用年期約為20至25年,而部分承辦商會提供產品保養(視乎採購要求而定)。在更換有故障的太陽能板前,須先檢查太陽能板的保養資料。

2.3 逆變器

(1)
逆變器把太陽能板所產生的的直流電轉換為交流電,亦同時將太陽能發電系統智能化。逆變器可分為中央逆變器、組串逆變器及微型逆變器。中央逆變器用於系統層面,將太陽能光伏陣列所產生的直流電轉換為交流電。組串逆變器與中央逆變器相似,將太陽能光伏串所產生的直流電轉換為交流電。
(2)
若所有太陽能板沒有被遮光並接收同等的太陽輻照度,採用組串逆變器的太陽能發電系統是相對符合經濟效益的選擇。如有遮光的情況,可考慮採用較高效的微型逆變器,但其投資成本或會較高。
(3)
接駁電網的逆變器必須產生與配電系統同步的交流電,並具備「防孤島」保護功能,在電網停止供電時,能使逆變器與配電系統自動脫離,其功能旨在確保電力中斷時,太陽能發電系統不會繼續向配電系統供電導致配電系統仍處於帶電狀態,從而保障電業工程人員的安全。
(4)
逆變器的使用年期約為10年,而部分承辦商會提供產品保養(視乎採購要求而定)。在更換有故障的逆變器前,須先檢查逆變器的保養資料。

2.4 功率優化器

(1)
功率優化器為直流電至直流電轉換器,如安裝於太陽能板上,可持續個別追蹤每塊太陽能板的最大功率點,從而將太陽能發電系統的輸出電量提升至最高。功率優化器不但可安裝於每塊太陽能板,亦可安裝於各太陽能光伏串或太陽能光伏陣列。在太陽能板層面安裝功率優化器可減少局部遮光對整體系統效能的影響,效用與微型逆變器相似,而成本則較低。由於功率優化器是直流電至直流電轉換器,因此與電網接駁的太陽能發電系統必須安裝逆變器。

2.5 避雷器

(1)
為保護太陽能發電系統免受雷擊及過電壓風險,須於逆變器的直流側及交流側安裝避雷器。

2.6 直流隔離開關

(1)
直流隔離開關安裝於逆變器的直流側,以隔離太陽能板產生的電源。須採用適合負載時中斷操作的直流隔離開關,以減低緊急關斷直流電源時的風險。

2.7 隔離變壓器

(1)
隔離變壓器一般安裝在逆變器的輸出側,以避免太陽能發電系統的直流電注入配電系統。如注入配電系統的直流電過多,會影響配電系統的電壓,並會對與系統連接的其他裝置帶來問題。

2.8 電池(適用於獨立太陽能發電系統或混合太陽能發電系統)

(1)
電池用以儲存太陽能發電系統產生的電力,以及在太陽能發電系統未能滿足電力需求時,供電予電力負載。電池應放置在通風良好的環境,避免極端氣溫。
(2)
含有鉛和硫酸等有害物質的電池被界定為化學廢物。處置這類電池受《廢物處置條例(第354章)管制。
(3)
有關電池室和充電設施的消防要求,請參閱《最低限度之消防裝置及設備守則與裝置及設備之檢查、測試及保養守則》及相關通函。

2.9 電池充電控制器(適用於獨立太陽能發電系統或混合太陽能發電系統)

(1)
B太陽能光伏串/陣列與電池之間設有電池充電控制器,用以調節太陽能板產生的電力,避免電池過度充電及/或過度放電。

2.10 技術應用

2.10.1 一般做法

(1)
太陽能發電系統的效能取決於太陽輻照量和系統狀況。雖然太陽能發電系統自動運作,但安裝具備基本輸出監測功能及適當顯示器的效能監測系統,對驗證系統輸出的電力及系統是否正常運作相當重要。
(2)
監測裝置可因應系統要求而安裝於不同層面,有關資料概述如下:
監測層面 監測組件/ 設備 優點 缺點
太陽能發電系統層面 中央逆變器 簡單,安裝成本相對較低 無法辨識太陽能光伏串/太陽能板層面的故障
維修成本較低 失配的損失相對較高
逆變器發生故障時,太陽能發電系統所產生的電力會顯著下降
太陽能光伏串/太陽能光伏陣列層面 組串逆變器/組串優化器 與微型逆變器/組件優化器相比,較具成本效益 無法辨識太陽能板層面的故障
與微型逆變器/組件優化器相比,維修成本較低
太陽能板層面 微型逆變器/組件優化器 能辨識太陽能板層面的故障 安裝費用高昂
能將失配的損失(例如因太陽能板被遮光或屋頂表面方向不同)減至最少 需要較頻密進行維修,尤其是大型系統
能將太陽能發電系統的輸出功率提升至最高
在組件層面提供快速關斷功能,將直流側的系統電壓減至最低

備註:
大部分市面上可供選購的逆變器均內置最大功率點追蹤功能。

2.10.2 最佳做法

效能監測系統

(1)
最佳做法是安裝可獨立校準的微氣候監測站(包括一個或多個水平日射儀),以記錄日射數據。利用天氣數據記錄估計太陽能發電系統可產生的電量,以便與實際產生的電量作比較,從而檢查系統的效能。若係統輸出的電量下降至低於設計訂明的水平,操作人員應安排註冊電業承辦商/註冊電業工程人員檢查系統組件。
(2)
效能監測系統應具備遙距監測太陽能發電系統主要組件的功能,以便辨識故障及有效地進行所需維修。太陽能發電系統可與樓宇管理系統連接,以集中監測及監督系統效能。有關系統亦應容許使用流動電話應用程式查閱即時發電量數據。

快速關斷功能

(1)
建議採用先進的微型逆變器或快速關斷裝置,使太陽能發電系統能在太陽能板層面快速關斷,以限制太陽能光伏串的電壓,及確保火警或維修期間處於安全狀態。

2.11 其他

2.11.1 一般做法

(1)
須按照《電力條例》(第406章)及《電力(線路)規例工作守則》(根據第406E章制訂)展示警告告示。此外,在所有設有雙供電電源的電力裝置上均須展示警告標誌,以提醒維修人員注意。
(2)
就非開放屋頂而言,須考慮採用防墮系統(例如繫定點或防護欄障),以確保有關人員能安全進出太陽能發電系統範圍。

2.11.2 最佳做法

(1)
建議為安裝於私人樓宇或新界豁免管制屋宇(俗稱村屋)的太陽能發電系統設置乾粉滅火筒。
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