光伏系统的设计包括哪两个方面？主要目的是什么？
光伏系统的设计包括两个方面，容量设计和硬件设计，光伏系统容量设计的目的。是计算出系统在全年内可靠工作所需的太阳能电池组件和蓄电池的数量。同时要注意协调系统工作的最大可靠性和系统成本两者之间的关系。光伏系统硬件设计的主要目的是？要根据实际情况选择合适的硬件设备，包括太阳能电池组件的选型，支架设计，逆变器的选择，电缆的选择等。
并网光伏发电系统的设计步骤：
1、在考察的基础上进行预可行性研究；
2、技术方案确定和设备选型：
太阳能电池板、汇流箱、直流汇流柜、逆变器、交流配电柜、升压系统、监控系统、其它设备、运行方式等；
3、工程设计：与建筑结合、土建施工方案、抗风能力、防雷接地、电网接入系统；
4、特殊设计：
1) 对于BIPV和BAPV：并网方式、遮挡计算、专用BIPV组件
的安装设计、 造型和美观等
2) 对于大型光伏电站：占地计算、场地、基础、机房、围栏、自动跟踪系统等。
设计一个完善的太阳能光伏发电系统需要考虑很多因素、进行各种设计，如电气性能设计、防雷接地设计、静电屏蔽设计、机械结构设计等。对地面应用的独立光伏发电系统来说，最主要的是根据使用要求，决定太阳能电池方阵和蓄电池的容量，以满足正常工作的需求。光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少的太阳能电池组件和蓄电池容量，以尽量减少投资，即同时考虑可靠性及经济性。
考虑一些因素：
1、 光伏发电系统需要考虑安装的环境条件以及当地的日光辐射情况；
2、 考虑系统需要承受的负载总功率的大小；
3、 系统应设计的输出电压的大小以及考虑使用直流还是交流；
4、 系统每天需要工作的小时数；
5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续工作的天数；
6、 系统设计，还需要了解负载的情况，电器是纯电阻性、电容性还是电感性，以及瞬间启动最大电流的流通量。
1.1光伏面板的结构可按下列方式分为两类：
（1）分离式光伏面板： 只具有发电功能，不作为围护结构的面板；建筑需要围护功能时须另设密封的采光顶或幕墙。这种面板要设单独的支架，支架连接在主体结构上。因此这种光伏建筑是一体化设计，两层皮。
（2）合一式光伏面板：既具有发电功能，同时又是采光顶或幕墙的面板。又称为建材式光伏面板。由于发电和建筑功能合一，因此建筑外皮只需一套面板，一套支承。这种光伏建筑是一体化设计，一层皮。
合一式光伏结构系统与普通玻璃幕墙和采光顶大体相同，可以套用玻璃幕墙和采光顶的设计方法；分离式光伏结构系统在普通玻璃幕墙和采光顶的外侧另外附加了一个单独的结构，工作性质又不同于一般的幕墙和采光顶，必须进行专门的设计。
1.2光伏结构系统应进行结构设计，应具有规定的承载能力、刚度、稳定性和变形能力。
结构设计使用年限不应小于25年。预埋件属于难以更换的部件，其结构设计使用年限宜按50年考虑。大跨度支承钢结构的结构设计使用年限应与主体结构相同。
1.3光伏结构系统的设计目标是：在正常使用状态下应具有良好的工作性能。抗震设计的光伏结构系统，在多遇地震作用下应能正常使用；在设防烈度地震作用下经修理后应仍可使用；在罕遇地震作用下支承骨架不应倒塌或坠落。
1.4非抗震设计的光伏结构系统，应计算重力荷载和风荷载的效应，必要时可计入温度作用的效应。
抗震设计的光伏结构系统，应计算重力荷载、风荷载和地震作用的效应，必要时可计入温度作用的效应。
1.5光伏结构可按弹性方法分别计算施工阶段和正常使用阶段的作用效应，并进行作用效应的组合。
1.6光伏结构系统的构件和连接应按各效应组合中最不利组合进行设计。
1.7光伏结构构件和连接的承载力设计值不应小于荷载和作用效应的设计值。按荷载与作用标准值计算的挠度值不宜超过挠度的允许值。
二、荷载和作用
2.1光伏结构系统应分别不同情况，考虑下列重力荷载：
（1）面板和支承结构自重
（2）检修荷载
（3）雪荷载
2.2光伏结构系统的风荷载，应按国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 2006版本采用。设计时应分别考虑：
（1）分离式光伏面板的风荷载应计入迎风面风荷载和背风面风荷载；
（2）支架的风荷载应计入面板传来的风荷载和支架直接承受的风荷载；
（3）合一式面板系统应分别采光顶和幕墙的风荷载，按相应规范采用
2.3分离式光伏结构系统应考虑突出屋面小结构的地震力放大作用。必要时可将其作为独立的质点，连同主体结构一起进行地震反应分析。
屋面上的分离式光伏系统结构具有一定的质量和刚度，相当于一个小楼层，但是其质量和刚度又远小于主体结构的质量和刚度。放在屋面上的地震反应要比放在地面上要强烈得多，称之为鞭梢效应。放在屋面上，地震力比放在地面上放大可达3~5倍，取决于它与主体结构的质量比和刚度比
2.4合一式光伏结构面板和支承结构的地震力计算与一般玻璃幕墙相同，可按照行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 的规定进行。
2.5分离式光伏结构的支架暴露于室外，应考虑温度作用的影响。必要时可进行钢支架的温度应力计算
2.6光伏结构系统的荷载组合可按照行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 的规定进行。
光伏采光顶和斜墙的重力荷载会产生平面外方向的作用分力，它与风荷载和地震力的作用相叠加，计算时应注意。
重力荷载起控制作用的组合，重力荷载的分项系数应取为1.35。
风荷载起主要作用的组合，地震作用的组合值系数应取为0.5。
三、面板设计
3.1面板的玻璃应能承受施加于面板的荷载、地震作用和温度作用。其厚度除应由计算确定外，尚应满足最小厚度的要求。
3.2分离式面板夹胶玻璃中的单片玻璃，厚度不应小于4mm。
3.3用作采光顶和幕墙的合一式面板，夹胶玻璃中的单片玻璃厚度不应小于5mm；幕墙中空玻璃的内侧采用单片玻璃时，厚度不应小于6mm。
3.4有光伏电池的夹胶玻璃，外片宜采用超白玻璃。夹胶玻璃的内外片，厚度相差不宜大于3mm。
3.5无中空层的单片夹胶玻璃，不宜采用Low-E镀膜；有中空层的夹胶中空玻璃，Low-E镀膜应朝中空层。
3.6合一式面板应采用PVB夹胶膜；分离式面板可采用PVB夹胶膜，也可采用EVA夹胶膜。非晶硅电池的夹胶玻璃宜采用PVB夹胶膜。
3.7采光顶采用中空玻璃时，室内侧也应采用夹胶玻璃；斜玻璃幕墙采用中空玻璃时，朝地面一侧宜采用夹胶玻璃
3.8夹胶玻璃宜采用半钢化玻璃或浮法玻璃，可采用钢化玻璃。点支承面板应采用钢化玻璃。
钢化玻璃有1%~3%的自爆率，即使经过二次热处理也还有0.1%~0.3%的自爆率。而半钢化玻璃和浮法玻璃不会自爆，夹胶后成为安全玻璃。所以如果承载力足够，完全不必采用钢化夹胶玻璃，以免使用后更换玻璃的困难。
点支承玻璃开孔处局部应力很大，只有强度高的钢化玻璃才能满足承载力的要求。
3.9 面板的结构计算应按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003的规定进行。规范中已列出了边支承玻璃板和点支承玻璃板的计算公式和计算用表，可直接采用。
3.10 由荷载及作用标准值产生的面板挠度，边支承面板不宜大于短边的1/60；点支承面板不宜大于沿较大边长支承点间距的1/60。
四、支承结构设计
4.1支承结构设计应遵照《钢结构设计规范》GB 50017-2003 和《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007 的规定进行。
4.2分离式面板的钢支架构件的截面厚度不应小于3.0mm，其钢种、牌号和质量等级应符合现行国家标准和行业标准的规定。钢材之间进行焊接时，应符合现行国家标准和行业标准的规定。
4.3分离式面板的钢支架应采取有效的防腐措施。当采用热浸锌防腐处理时，锌膜厚度不宜小于80微米。采用氟碳喷涂时涂膜厚度不宜小于40微米。采用防锈漆或其他防腐涂料时应遵照相应的技术规定。
腐蚀严重地区的钢支架，必要时可预留截面的腐蚀厚度。另外，圆管、方管等闭口钢型材，其内侧表面难以进行防腐处理，也可以留出腐蚀厚度。在通常条件下，钢材截面的腐蚀速度大概不超过每年0.02mm。这样一来，钢型材截面厚度额外增加1.0mm，就可留出单面腐蚀50年或双面腐蚀25年的余量。
4.4在风荷载标准值作用下，分离式面板支架的顶点水平位移不宜大于其高度的1/150。
4.5合一式面板的支承结构设计，应按《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003 的规定进行
故障分析：没有直流输入，逆变器LCD是由直流供电的。
可能原因：
（1）组件电压不够。逆变器工作电压是100V到500V，低于100V时，逆变器不工作。组件电压和太阳能辐照度有关。
（2）PV输入端子接反，PV端子有正负两极，要互相对应，不能和别的组串接反。
（3）直流开关没有合上。
（4）组件串联时，某一个接头没有接好。
（5）有一组件短路，造成其它组串也不能工作。
解决办法：
用万用表电压档测量逆变器直流输入电压。电压正常时，总电压是各组件电压之和。如果没有电压，依次检测直流开关，接线端子，电缆接头，组件等是否正常。如果有多路组件，要分开单独接入测试。
如果逆变器是使用一段时间，没有发现原因，则是逆变器硬件电路发生故障，需要联系售后（PS：茂硕电气售后工程师李工可联系138****4778）。
2、逆变器不并网
故障分析：逆变器和电网没有连接。
可能原因：
（1）交流开关没有合上。
（2）逆变器交流输出端子没有接上。
（3）接线时，把逆变器输出接线端子上排松动了。
解决办法：用万用表电压档测量逆变器交流输出电压，在正常情况下，输出端子应该有220V或者380V电压，如果没有，依次检测接线端子是否有松动，交流开关是否闭合，漏电保护开关是否断开。
3、PV过压
故障分析：直流电压过高报警。
可能原因：组件串联数量过多，造成电压超过逆变器的电压。
解决办法：因为组件的温度特性，温度越低，电压越高。单相组串式逆变器输入电压范围是100-500V，建议组串后电压在350-400V之间，三相组串式逆变器输入电压范围是250-800V，建议组串后电压在600-650V之间。在这个电压区间，逆变器效率较高，早晚辐照度低时也可发电，但又不至于电压超出逆变器电压上限，引起报警而停机。
4、隔离故障
故障分析：光伏系统对地绝缘电阻小于2兆欧。
可能原因：太阳能组件，接线盒，直流电缆，逆变器，交流电缆，接线端子等地方有电线对地短路或者绝缘层破坏。PV接线端子和交流接线外壳松动，导致进水。
解决办法：断开电网，逆变器，依次检查各部件电线对地的电阻，找出问题点，并更换。
5、漏电流故障
故障分析：漏电流太大。
解决办法：取下PV阵列输入端，然后检查外围的AC电网。直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，联系售后技术工程师。
6、电网错误
故障分析：电网电压和频率过低或者过高。
解决办法：用万用表测量电网电压和频率，如果超出了，等待电网恢复正常。如果电网正常，则是逆变器检测电路板发电故障，请把直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，就联系售后技术工程师。
7、逆变器硬件故障
分为可恢复故障和不可恢复故障。
故障分析：逆变器电路板，检测电路，功率回路，通讯回路等电路有故障。
解决办法：逆变器出现上述硬件故障，请把直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，就联系售后技术工程师。
8、系统输出功率偏小
故障描述：达不到理想的输出功率。
可能原因：影响光伏电站输出功率因素很多，包括太阳辐射量，太阳电池组件的倾斜角度，灰尘和阴影阻挡，组件的温度特性等。
因系统配置安装不当造成系统功率偏小。
常见解决办法有：
（1）在安装前，检测每一块组件的功率是否足够。
（2）调整组件的安装角度和朝向。
（3）检查组件是否有阴影和灰尘。
（4）检测组件串联后电压是否在电压范围内，电压过低系统效率会降低。
（5）多路组串安装前，先检查各路组串的开路电压，相差不超过5V，如果发现电压不对，要检查线路和接头。
（6）安装时，可以分批接入，每一组接入时，记录每一组的功率，组串之间功率相差不超过2%。
（7）安装地方通风不畅通，逆变器热量没有及时散播出去，或者直接在阳光下曝露，造成逆变器温度过高。
（8）逆变器有双路MPPT接入，每一路输入功率只有总功率的50%。原则上每一路设计安装功率应该相等，如果只接在一路MPPT端子上，输出功率会减半。
（9）电缆接头接触不良，电缆过长，线径过细，有电压损耗，最后造成功率损耗。
（10）光伏电站并网交流开关容量过小，达不到逆变器输出要求。
9、交流侧过压
电网阻抗过大，光伏发电用户侧消化不了，输送出去时又因阻抗过大，造成逆变器输出侧电压过高，引起逆变器保护关机，或者降额运行。
常见解决办法有：
（1）加大输出电缆，因为电缆越粗，阻抗越低。
（2）逆变器靠近并网点，电缆越短，阻抗越低。
2.维护的目的可以范围三个：保证发电量和发电收益、保证设备正常运行、保证电站安全以及设备寿命。可以说，光伏电站想要长期平稳的运行下去，少不了运维的支持。
相对应的，光伏电站运维工作可以分为三大类，分别是光伏电站管理工作、光伏电站日常运维、检修工作、运维作业的记录与分析工作。
①防雷接地包括避雷针、避雷带以及低压避雷器、外线出线杆上的瓷瓶铁脚以及连线架空线路的电缆金属外皮都要接地，以便将流过的雷电引入大地。
②工作接地逆变器、蓄电池的中性点、电压互感器和电流互感器的二次线圈接地。
③保护接地光伏电池组件机架、控制器、逆变器、配电柜外壳蓄电池支架、电缆外皮、穿线金属管道的外皮接地。
④屏蔽接地电子设备的金属屏蔽接地
⑤重复接地低压架空线路上，每隔1km处接地。
太阳能光伏系统定义：
太阳能光伏系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。
1，用电器的功率100KWh/天。连续阴雨天为3天，即要求蓄电池容量至少是300kwh.根据C=D*F*P0/L*U*K，
C：蓄电池容量[kwh]
D:最长无日照间用电时间[h]
F:蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05）
Po:平均负荷容量[kw]
L:蓄电池的维修保养率（通常取0.8）
U:蓄电池的放电深度（通常取0.5）
可以算出蓄电池容量，结果大于300kwh
2，用电器的功率100KWh/天，交流电压为220V，日照时长为5.67个小时
电池板方阵容量的设计
P=w1*f/(Tm*n2*n3*L*Ka)
w1:负载的消耗功率
F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05）
Tm:峰值日照时数
n2:方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数，通常取0.9--0.95）
n3:方阵组合损失和对最大功率点偏离以及控制器效率的修正系数，通常取（0.9--0.95）
Ka:包括逆变器等交流回路的损失率（通常取0.7）
可以算出电池板方阵容量
