摘 要：光伏发电技术是一项具有较高社会和经济效益的发电方式。本文对安装光伏发电系统对条件的要求进行了介绍，也对光伏发电系统的设计与安装上面的技术进行了详细的介绍。

关键词：光伏发电技术；地铁车辆段；应用

随着社会经济水平的不断提高，城市化不断推进，交通方式也多种多样，而轨道交通近年来在城市生活与建设中发挥着越来越重要的作用。但是轨道交通的发展对于加大了对电力的应用与浪费，不利于节能减排的推进。而光伏发电技术对于减少轨道交通對电能的需求，对于保护环境、节能减排、建设节能环保型社会有重要的作用。

一、光伏发电系统所需条件

（一）光照

光伏发电自然是与“光”有关系的，所以如果要安装光伏发电系统，就要选择日照充足的地方。具体来说，就是这个地区的日照系数要高，年日照时间够长，季节总辐射量的差异要小，这样才能保障有充足的日照来支持光伏发电系统的工作。

（二）周边环境

光伏发电系统要尽量安排在开阔一点的地方，要保障系统的位置和各个组件的安装都要避开遮阴的地方，让各个设备和组件能得到充足的光照。当然，在设计光伏组件时要考虑到周边建筑物的形态，将二者相结合。

二、光伏发电系统的设计与安装

（一）光伏发电系统的形式

光伏发电系统的形式是根据大型库房顶部的结构来进行适当的选择的。一般来说，车辆段的大型库房屋顶的空间都比较大，而且总的来说也比较开阔，比如停车库、检修库等房屋，因此，这些地方是非常适合安装光伏发电系统的。而由于这些地方的特点，光伏发电系统的形式最好是选择顶棚。另外，光伏发电系统的总额定功率最好是500kw，然后将整个系统分为两个独立运行的系统，其中，这两个独立系统的各参数如下表所示：

（二）光伏组件与逆变器的选型

光伏组件的安装一般是固定在停车库的屋顶上。而安装光伏组件一般选择的方式是用BAPV方式，这主要是由车辆段停车库房屋顶的形式决定的，而且这种方式也具有一定的优越性，它不需要去改变建筑物本身。

光伏逆变器的额定容量要选择集中型并网光伏逆变器，而两个子系统的逆变器容量根据上表所示，都应当选择250kw。

（三）光伏并网设计

并网发电系统是指光伏阵列产生直流电，直流电经过并网逆变器会转换成交流电，这种交流电是符合车辆段用电要求的，然后这种交流电会直接接入车辆段供电系统。车辆段供电系统发挥供电作用一般是在阴雨天或者夜晚，因为这种时候的光伏阵列不会产生电流或者是它产生的电流满足不了负载需求。另外，还有一点需要注意，可以在变电所0.4kv并网接入点各设置一面防逆流控制箱，主要是为了及时解决一些异常和故障的出现。在出现异常时，防逆流控制箱可以通过通讯的手段控制住逆变器进而降低其输出电流，从而减少光伏系统发电的功率；而如果有故障出现，防逆流控制箱的控制触器会断开，将光伏发电系统和车辆供电系统分离，防止扩大故障。

（四）安装光伏组件

一般来说，光伏组件的安装位置都是在车辆段停车库的屋顶上面，要特别注意的是，要保障排水的通常，可以使组件安装的倾角和屋面保持一致或者与屋面形成一个角度比较小的安装倾角。

（五）安装汇流箱、直流柜、交流柜、逆变器

汇流箱一般安装在车辆停车库的屋顶上，要注意在选择汇流箱时要选择防水型的产品。直流柜和逆变器和并网柜都要在车辆段的光伏设备室进行安装。光伏监控主机要在光伏设备室的墙壁上进行安装，所以要选择壁挂式主机。

（六）选择线缆

在线缆的选择上，主要注意以下几点：直流侧的电缆要选择双绝缘防紫外线阻燃铜芯电缆，而交流侧的电缆就要采用铜芯耐火、阻燃电缆。直流侧的电缆和光伏连接处要选择防水、抗老化的连接附件和线缆。配线槽要使用不锈钢的金属线槽，在布置配线线槽时要选择较为隐蔽的方案，而且要注意保持与建筑结构的一致性。

三、效益

（一）经济效益

就当前而言，我国在太阳能光伏发电系统的应用方面有相关的补贴政策，所以太阳能光伏系统的投资会降低。而随着科学技术水平的不断发展以及太阳能的发展状况，太阳能光伏系统的造价也会随之降低。据有关计算表明，车辆段一个太阳能光伏发电系统一年可以节约电费40万元。所以，太阳能光伏系统在车辆段中的使用将会在将来带来巨大的经济效益。

（二）社会环境效益

太阳能是清洁能源、可再生，所以太阳能光伏发电系统节约了大量的煤炭资源，大大降低了二氧化碳的排放量，对于环境保护以及可持续社会提供了强大的动力，这也是对政府节能减排的一种号召。另外，城轨交通是当下公共交通中客流量非常大的一种交通方式，如果可以在城轨交通中全面使用太阳能光伏发电系统，这对于光伏发电技术的推广有非常重大的作用。

四、结语

综上所述，光伏发电系统的安装位置一定要保障有足够的光照，还要与周边建筑进行结合，保持一致性。而在光伏发电系统设计与安装的各个细节都要加以重视，不论是对各种设备的选择，还是对于故障的防护工作。光伏发电技术是一项节能环保又具有较高经济效益的技术，值得大力推广与使用。

参考文献：

[1]杨金焕，于化丛，葛亮.太阳能光伏发电应用技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2]周超.地铁高架车站太阳能光伏发电系统设计[J].北京：都市快轨通，2014.

[3]张晔.光伏发电系统在城市轨道交通中的应用分析[J].科技创新与应用，2017（17）.

作者简介：张国祥（1985-），男，甘肃武威人，助教。