DB21 T 1685-2008 《太阳能光伏照明技术规程》.pdf

1、 DB21 辽 宁 省 地 方 标 准 DB21/T 1685-2008 J 太阳能光伏照明技术规程 Solar PV Lighting Aapplications Technology Specification 2008-11-13 发布 2008-12-01 实施 辽 宁 省 建 设 厅 辽宁省质量技术监督局联合发布 辽 宁 省 地 方 标 准 太阳能光伏照明应用技术规程 Solar PV Lighting Aapplications Technology Specification DB21/T 1685-2008 J 主编单位：辽宁省建筑节能环保协会 辽宁太阳能研究应用有限公司 批准

2、部门：辽宁省建设厅 实 施日期： 2008 年 12 年 01 日 2008 沈阳 前 言 根据辽宁省建设厅 2008 年度辽宁省工程建设地方标准编制计划的通知（辽建发【 2008】 78 号文件）要求，在深入调查研究辽宁省太阳能光伏发电技术的应用情况和全省地理、气象参数，认真总结 多年来 国内外 太阳能光伏发电应用推广和 工程实践 经验 ，参考国内外相关标准及技术文献，并广泛征求 有关专家 意见的基础上， 结合工程建设实际 编制而成。 本规程共有 12 章和 1 个附录，主要技术内容有： 1 总则 2 术语 3 太阳能光 电转换部件 4 储能部件 5 控制部件 6 照明部件 7 太阳能光伏发

3、电系统整体设计 8 结构部件 9 导线与插座 10 试验方法 11 检验规则 12 标志、包装、运输和贮存。 本规程在使用过程中如有需要修改与补充的建议，请将有关资料寄送到辽宁省建筑节能环保协会（地址：沈阳市沈河区团结路 7-1 号华府天地1 号楼 18-11 室；邮编： 110013 ；电话： 024-22595700 ；邮箱：）或辽宁太阳能研究应用有限公司（ 沈阳 市 道义开发区沈北路 67 号； 邮编 ： 110034；电话： 024-89334027；邮箱： ），以供修订时参考。 主编单位：辽宁省建筑节能环保协会 辽宁太阳能研究应用有限公司 参编单位：沈阳工程学院 中商国通（北京）电子

4、有限公司 盘锦嘉星太阳能科技有限公司 主 编：鞠振河 副主编：李 实 康微微 参编人员： 宋怀亮 沈铁冬 张铁岩 郑 洪 杨文革 马 勇 姚景义 马 军 侯 冶 王 琼 孙 凯 殷志刚 王盛强 黄 敏 李雪 谢照明 姜璐 李婷婷 莫非 80 附录 B 本 规程 用词说明 B.0.1 执行本标准条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以便执行中区别对待。 B.0.1.1 表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用 “ 必须 ” ； 反面词采用 “ 严禁 ” 。 B.0.1.2 表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用 “ 应 ” ； 反面词采用 “ 不应 ” 或 “ 不得 ” 。

5、B.0.1.3 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用 词： 正面词采用 “ 宜 ” 或 “ 可 ” ； 反面词采用 “ 不宜 ” 。 B.0.2 条文中指明应按其它有关标准、规范执行的写法为 “ 应按 执行 ”或 “ 应符合 要求或规定 ” ，非必须按所指定的标准和规范执行的写法为 “ 可参照 执行 ” 。 目 录 1 总 则 1 2 术 语 3 3 太阳能光电转换部件 7 3.1 一般规定 7 3.2 太阳能电池组件 7 3.3 太阳能电池方阵 8 4 储能部件 9 4.1 一般规定 9 4.2 铅酸蓄电池 9 4.3 胶体蓄 电池 15 4.4 镍氢 /镍镉 蓄 电池 15 4.

6、5 锂离子蓄电池 16 4.5 电容电池 16 5 控制部件 22 5.1 一般规定 22 5.2 光伏照明系统控制器 22 5.3 光伏照明系统逆变器 23 5.4 控制逆变一体机 25 6 照明部件 26 6.1 一般规定 26 6.2 半导体发光二极管（ LED）灯 29 6.3 户外照明 31 79 6.4 户内照明 31 7 太阳能光伏照明系统整体设计 32 7.1 一般规定 32 7.2 太阳能光伏发电户外照明系统 32 7.3 太阳能光伏发电户内照明系统 34 7.4 太阳能光伏照明系统的优化设计方法 35 8 结构部件 37 8.1 一般规定 37 8.2 灯杆 37 8.3

7、太阳能电池组件固定架 37 8.4 控制器箱 38 8.5 蓄电池箱 38 9 线缆与插座 39 9.1 一般规定 39 9.2 导线或电缆 39 9.3 负载连接或输出插座 39 10 试验方法 40 10.1 一般规定 40 10.2 部件试验 40 10.3 整体试验 42 11 检验规则 44 11.1 一般规定 44 11.2 出厂检验 44 9 线缆与插座 9.1 一般规定 9.1.1 应根据太阳能光伏发电系统容量的不同和使用环境的不同，选用不同型号的导线和插座，确保系统安全稳定运行。 9.2 导线或电缆 9.2.5 螺帽紧固方式只允许在户内并且在专门设计的接线盒内使用。连接处允许

8、的额定电流应不低于电路允许的额定电流。所有的连接部分都应在接线盒内。连接导线电压损耗应在允许范围内 ，为保证导线的机械强度，导线最小截面面积不得低于 2.5mm2。 9.3 负载连接或输出插座 9.3.4 无论是保险、断路器，还是电子保护，都应对用户的负载及导线所能承受的最大电流起到有效的限流作用。 9.3.5 所谓相对编号法：甲乙两端子相连接，甲端子标乙端子编号，乙端子标甲端子编号。 78 8 结构部件 8.1 一般规定 8.1.1 太阳能光伏发电系统部件一般应包括太阳电池组件固定架、控制器箱及蓄电池箱。而灯杆则只是太阳能光伏发电户外照明系统部件的一部分，采用哪些部件依实际情况而定。 8.2

9、 灯 杆 8.2.1 第 5条 在雷电活动频繁地区灯杆周围无高于灯杆高度物体的情况下必须在灯杆顶部安装避雷针。 第 7 条是根据辽宁地区现场施工的实际情况，经过总结分析，制定的特殊标准。 灯杆上下口径宜选择：六米灯杆上口径为 60，下口径为 120；八米灯杆上口径为 76，下口径为 160，十米灯杆上口径为 89，下口径为 195，十二米灯杆上口径为 89，下口径为 221。 8.3 太阳能电池组件固定架 8.3.2 一般 太阳能电池组件固定架的安装高度宜高于灯具的安装高度，但可以根据用户的具体要求适当调节太阳能电池组 件固定架的位置。 8.4 控制器箱 8.4.1 对于太阳能光伏发电 照明系

10、统控制器箱应选择合适地点安装，方便设置和维护，同时应注意保持整体环境的美观、防止污染环境及防盗窃。 8.5 蓄电池箱 8.5.1 考虑到辽宁地区特殊的气候条件，夏季气温高 、 冬季气温低，应采用特殊防护技术对蓄电池进行保护。保护环境、延长夏季蓄电池使用寿命和冬季供电可靠性。 11.3 型式检验 44 11.4 控制器检验 44 11.5 太阳能户外照明产品成品检验 45 11.6 太阳能户内照明产品成品检验 45 12 标志、包装、运输和贮存 46 12.1 一般规定 46 12.2 标志 46 12.3 包装 46 12.4 运输 46 12.5 贮存 46 附 录 47 附 录 A 太阳能

11、光伏发电系统部分部件性能指标及试验表 47 附 录 B 本规程用词说明 80 77 道路的纵方向，将两灯杆之间距离 10 等分；道路的横方向，将每条车道 3 等分；从而把测量路段划分为若干（ 2 车道道路为 60）个面积相等的网格，在每个网格中心布 一个测量点。具体操作时，可先用皮尺量出二灯杆之间距离，然后从一根灯杆开始布点。最边角上一点距路缘为 1/6 车道宽度，距灯杆水平（测量区边线）距离为 1/20 杆距，其余各点很容易按图 7.2.9 布好。 W 车道宽度； S 两灯杆之间距离； 测点 图 7.2.9 单侧布置（灯）双车道道路测明测点布置图 7.3 太阳能光伏发电楼道照明系统 7.3.

12、3 太阳能光伏发电楼道照明 系统 应包括光控、声控、红外控制等功能。 1 光伏组件作为传感器代替光敏电阻，消除了由于灰尘遮挡光敏电阻透光孔引起楼道 灯 工作 异常 。 2 在楼道内光线变暗时，人来灯亮人走灯灭。 3 采用开关次数在 50 万次以上 LED 灯代替白炽灯，每次工作时间短，消除了由于发热引起的 LED 灯光衰。 7.4 太阳能光伏照明系统的优化设计方法 7.4.2 太阳能光伏发电照明系统优化设计应采用安装地区 10 年以上太阳能辐射量及气象数据，根据负载可靠性指标及平均最大连续阴雨天数进行 综合设计。 76 1 7 太阳能光伏照明系统整体设计 7.1 一般规定 7.1.1 太阳能光

13、伏照明系统能实现直流照明、交流照明应用及直流交流照明的同时工作的功能，根据不同要求选择不同方案。 太阳能光伏发电照明系统构成参见图 7.1.1 系统原理图。 图 7.1.1 太阳能光伏发电照明系统原理图 7.2 太阳能光伏发电户外照明系统 7.2.9 太阳能户外道路照明测量方法 1 选择测量路段和测量区域 选择能够代表被测道路照明状况的路段，测量区域在纵向（沿道路走向）应包括同一侧的两根灯杆之间的区域；在横向，单侧布置应包括整个路宽，双侧交错和双侧对称布置可只包括 1/2 路宽。 2 测点布置方法 1 总 则 1.0.1 为使辽宁省太阳能光伏发电照明应用技术标准化、规范化， 保证太阳能光伏发电

14、应 用的安全可靠，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于辽宁地区太阳能光伏照明应用系统的设计、检测、施工与安装。 1.0.3 太阳能光伏照明应用系统应维护、检修方便。 1.0.4 辽宁省太阳能光伏发电应用技术除应执行本规程外，尚应符合国家或辽宁地区现行相关标准及规程。 1.0.5 本规程规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规程；然而，根据本规程达成协议的各方需研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。 GB/T 19064-2003 家用太

15、阳能光伏电源系统技术条件和试验方法 GB/T 9535-1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 (eqv IEC 61215:1993) GB/T 6495.1-1996 光伏器件 第 1 部分：光伏电流 -电压特性的测量 (idt IEC 60904-1:1987) GB/T 6495.3-1996 光伏器件 第 3 部分：地面用光伏器件的测试原理及标准 -光谱辐照度数据 (idt IEC 60904-3:1989) IEC 61345:1998 光伏（ PV）组件的紫外试验 GB/T 7000.1-1996 灯具的一般要求与试验 (idt IEC 60598-1:1992) GB 1

16、6844-1997 普通照明用自镇流荧光灯的安全要求 (idt IEC 60968:1988) 2 75 GB/T 17263-2002 普通照明用自镇流荧光灯 性能要求 (neq IEC 60969) GB 16843-1997 单端荧光灯的安全要求 (idt IEC 61199) GB/T 17262-2002 单端荧光灯性能要求 (neq IEC 60901) GB 18774-2002 双端荧光灯安全要求 (idt IEC 61195) GB/T 10682-2002 双端荧光灯 性能要求 (neq IEC 60081) JB/T 7064.1-1993 半导体逆变器通用技术条件 GB

17、/T 3859.2-1993 半导体变流器应用导则 (eqv IEC 60146-1-2) ISO/IEC 17025:2005 检测和校准实验的通用要求 GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验A: 低温 (idt IEC 60068-2-1) GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验B: 高温 (idt IEC 60068-2-2) GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Fc 和导则：振动 (正弦 )(idt IEC 60068-2-6) GB 5008

18、.1-1991 起动用铅酸蓄电池技术条件 GB/T 13337.1-1991 固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件 GB/T 15142-2002 镉镍碱性蓄电池总规范 YD/T 799-2002 通信用阀控式密封铅酸蓄电池 IEC 60068-2-78:2001 电工电 子产品 环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Cab： 恒定湿热试验 IEC 62391-1 电容电池测试 Q/KMNY001-2006 电化学电容器 确以机械轴心和前部顶点作为定位基准 。 图 6.2.5 LED 光强的测试 表 6.2.5 CIE-127 规定了两种测试条件 测试条件 D D 条件 A 3.16cm 0.00

19、1sr 条件 B 10cm 0.01sr LED 光效率与工作温度成反比性能特性，每升高 10 ，就会导致光衰 58%及 寿命减半的严重后果 。 6.3 户外照明 6.3.1 太阳能光伏户外照明装置应在直流电源电压下燃点，燃点期间电源电压自动在 90%120%额定电压范围内变化，并模拟灯的开关试验，灯燃点 6s，关闭 294s。 6.4 户内照明 6.4.3 可靠性（开关）试验应在 +25 2 的环境温度中进行。 74 3 6 照明部件 6.1 一般规定 6.1.8 平均寿命试验应在 +15 +50 无风的环境中进行，直流照明器在燃点时不应受到剧烈的振动和碰撞。可靠性（开关）试验应在 +25

20、2的环境温度中进行。 6.2 半导体发光二极管（ LED）灯 6.2.4 LED 灯 根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。消耗能量较同光效的白炽灯减少 80%。 6.2.5 LED 的测量方法 1 光效 光效的测量通过 积分球法和变角光度计法先测得光通量，在测得光通量之后，配合电参数测试仪可以测得 LED 的发光效率。 2 色温和显色性 色温和显色性的测量可以通过分光光度计测得光谱能量分布，再行计算而得或由综合测试仪直接测得。 3 光衰 测试光衰使用高温加速老化测量方法，调节测量温度为 80 。测试电流 为额定电流 ， 10 只 LED 串联测量，使流

21、过 LED 的电流保持一致，每隔24 小时测量一次光通量参数，连续测量 72 小时， 10 只 LED 取测量光通量平均值，计算 LED 光衰不大于 20 。 4 发光强度 对于 LED 的光强的测试， CIE-127 规定了两种测试条件，如图 6.2.5和表 6.2.5 所示 。同时 在测量光强和光强分布时 CIE No.127-1997 虽 已明 2 术 语 2.0.1 太阳能光伏发电系统 solar photovoltaic(PV) generation system 利用太阳 能 电池的光生伏特效应，将太阳能直接转换成电能的发电系统。 2.0.2 独立光伏发电系统 standalone

22、 PV system 由太阳 能 电池方阵、蓄电池、控制器以及阻塞二极管组成 。 2.0.3 太阳能光伏照明装置 solar PV lighting equipment 由 太阳能电池组件、蓄电池、照明部件、控制器以及机械结构等部件组 成 ，以太阳能为能源， 离网、独立使用，由一个或多组灯具组成的照明装置。 2.0.4 太阳能建筑一体化 building integrated PV (BIPV) 将太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能发电组件替代建筑物的某一部分。 2.0.5 单体太阳能电池 single solar cell 具有正、负电极并能把光能转换成电能的最小太阳能电池单元。 2.

23、0.6 太阳能电池组件 PV modules 具有多个太阳能单元电池串、并联封装组成的，能单独提供直流输出的，最小结构不可分割的太阳能电池组合装置。 2.0.7 组件额定电压 nominal module voltage 光伏组件 在设计的环境温度和负载条件下处于稳态时的输出电压。 2.0.8 太阳 能 电池方阵 solar panel array 将太阳辐射能直接转换成电能，供给负载使用。一般由若干太阳 能电池组件按一定方式连接，再配上适当的支架及接线盒组成。 4 73 2.0.9 方阵的实际效率 practical efficiency of solar panel array 方阵输出的

24、电功率与太阳光垂直入射到方阵面积上的光功率的百分比，这个方阵面积等于方阵所有单 体电池几何面积的总和。 2.0.10 标准测试条件 standard test conditions 太阳能电池的标准测试条件为： 25，用标准电池测量的照明功率密度为 1000W/m2 并且具有标准的太阳光谱辐照度分布。 2.0.11 环境温度 ambient temperature 指光伏发电系统周围空气的温度。在一个通风且能避开阳光，天空和地面辐射的箱体内测量。 2.0.12 户外实时寿命试验 realtime outdoor exposure testing 指对太阳能电池组件或者封装，盖 板等作实际寿命考

25、察和使用条件非常接近的一种寿命试验。 2.0.13 户外加速寿命试验 accelerated outdoor exposure testing 指对太阳能电池组件，或其封装，盖板等所作的一种寿命试验。 2.0.14 光伏控制器 charge & discharge controller 具有自动控制太阳能光伏电池组件向蓄电池充电、蓄电池向照明 部件放电功能的控制装置，能够 按预定方式给某 蓄 电池组充电，并根据蓄电池的荷电程度及时改变充电速率，防止过充电 。 2.0.15 阻塞二极管 blocking diode 也称作 防 反充二极管或隔离二极管，利用二极管的单向导电性阻止无日照时蓄电池通过

26、太阳 能 电池方阵放电。 2.0.16 逆变器 DCAC inverter 将方阵和蓄电池提供的直流电逆变成交流电，供给 交流 负载使用 。 5.3 光伏照明系统逆变器 5.3.12 逆变器检测仪器：可调节输出电压的直流稳压电源、仪表精度 0.5级以上的交 /直流电压表与交 /直流电流表、 0.5 级分流器或功率计、频率计、示波器、交流负载。 5.4 控制逆变一体机 5.4.3 控制逆变一体机集充放电控制功能与逆 变功能于一体。在设计、检测、实验时同时参考光伏照明控制器与逆变器的要求。 72 5 5 控制部件 5.1 一般规定 5.1.3 在太阳能光伏电池组件输出额定电流时，其输出端电压与控制

27、器输入端电压的差值，应不大于蓄电池额定电压的 5%；控制器以额定负载电流工作时输出端电压与照明部件（逆变供电时，则与逆变器）输入端电压的差值，应不大于蓄电池额定电压的 5%。 5.2 光伏照明系统控制器 5.2.4 四阶段充电管理包括： 1. 预充电： 对 完全放电、 长期不用的或新电池充电时，开始采用快速充电，会影响电池的寿命。因此， 这种电池应先用小电流充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段称为预充电。 2. 快速充电 ： 快速充电就是用 光伏系统太阳能电池阵列最大 大电流充电，迅速恢复电池电能 ， 快速充时间由电池容量和充电速率决定 ； 快速充电分恒流充电和脉冲充电两种，恒流充电就是以恒

28、定电流对 蓄 电 池 充电，脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电 ， 然后让电池放电，如此循环 。 3. 补充充电：快速充电 结束 ，电池并未充足电 ， 为了保证充入 100%的电量，还应加入补足充电过程。补 充 充电 宜采用 速率一般不超过 0.3C 恒压限流方法 。 4. 涓流充电 ： 充足电 的蓄电池 ，电池电压 开始下降，电池的温度和内部压力迅速上升，为了保证电池充足电又不过充电， 控制器 可以采用定时控制、电压控制和温度控制 等 多种方法 自动转入恒压限流的 涓流充电 模式， 将以某一很低 的 充电速率给 蓄 电池补充电荷，这样可使电池总处于充足电状态。此模式对蓄 电池的自放电特性

29、也是一个很好的解决方法。 5.2.9 控制器检测仪器：可调节输出电压的直流稳压电源、仪表精度 0.5级以上的直流电压表与直流电流表、 0.5 级分流器或功率计、直流负载。 2.0.17 蓄电池组 battery group 太阳 能 电池方阵的贮能装置，其作用是将方 阵在有日照时发出的电能贮存起来，在晚间或阴雨天供负载使用。 2.0.18 蓄电池放电深度 depth of discharge (DOD) 在 蓄 电池使用过程中，蓄电池放出的容量占其额定容量的百分比。 2.0.19 蓄电池的荷电状态 state of charge (SOC) 蓄电池的存储（剩余）容量。 2.0.20 蓄电池荷电

30、保持率 stay ratio of charge(SRC) 蓄电池储存后没有进行补充电时测得的容量占储存前的容量试验中测得的容量的百分比。 2.0.21 充电效率 efficency of charge 单体蓄电池或蓄电池组放电期间输出的电量与特定条件下恢复的初始荷电水平的电量的比值。计算效率的方式有如下两种： AhAAh 放电容量（ ）法拉第效率（ 效率）再充电容量（ ）A h VWA h V 放电容量（ ） 放电电压（ ）能量效率（ 效率）再充电容量（ ） 再充电电压（ ）对于光伏电池，一般采用法拉第效率公式计算蓄电池的充电效率。 2.0.22 照明灯具 lighting 太阳能光伏发电户

31、内外照明所采用的功能性灯具。 2.0.23 灯具效率 lighting efficience 在相同的使用条件下，太阳能光伏发电照明灯具发出的总 光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比。 6 71 2.0.24 半截光型灯具 semi-cut-off luminaire 最大光强方向与太阳能光伏发电户外照明灯具向下垂直轴夹角在0 75之间， 90角和 80角方向上的光强最大允许值分别为 50cd/1000lm和 100cd/1000lm 的灯具。且不管光源光通量的大小，其在 90角方向上的光强最大值不得超过 1000cd。 2.0.25 灯具的安装高度 lighting mounting h

32、eight 太阳能光伏发电户外照明灯具的光中心至路（所在地 ）面的垂直距离。 2.0.26 灯具的安装间距 lighting mounting spacing 相邻两个灯具之间的距离。 2.0.27 灯具的悬挑长度 lighting overhanging length 太阳能光伏发电户外照明灯具的光中心至邻近一侧缘石的水平距离，即灯具伸出或缩进缘石的水平距离。 2.0.28 电容蓄电池 capacitor battery 由具有电容的大电流快速充放电特性，通过极化电解质储能而储能过程不发生化学反应的高功率密度电化学元件组成的储能系统。 4.5 锂离子蓄电池 4.5.1 锂离子 蓄 电池组内部

33、有配套的充放电保护板，控制好外部的充放电电流。 4.6 电容电池 4.6.1 一般情况下，电容电池测试条件：在标准大气压，温度 5 35 ，相对湿度小于 85%。 4.6.2 放电电流 I应按以下规定选取： 1 如果 U3超过初始特性中充电电压的 5%（ 0.05 UR），电流值减小至一半，五分之一或十分之一； 2 放电电流值 10A或以下的有效数字个数为一位，计算值的第二位应四舍五入； 3 放电电流值超过 10A的有效数字个数为两位，计算值的第三位 应四舍五入； 4 设备：超级电容测试系统、线性直流稳压电源、恒流放电装置、电压记录仪。 在容量测量时主要设备：开关，直流电压表，电阻，函数记录仪

34、。 在直流内阻测量时，图 4.6.2-3 电压降不表示从放电开始点的连续降落电压 U4，而是从曲线的直线部分作辅助线延长至与放电开始点交叉得到的 U4。主要使用的设备与容量测试所用设备相同。 在漏电流测量时应使用稳定的电源如直流稳压电源。通过 1000以下的保护电阻给电容器施加电压。主要设备：电阻、万用表。 在自放电测量时电容器应置于标准常温常压条件下 24h，直流电压 表的内阻应大于 1M。 70 7 个水域中，电池间的距离至少是 25 mm。如果没有达到厂家的额定容量，充放电循环至多再重复 5次。 手动控制放电电流时，如果要保证误差在 1%范围内，需要在试验期间进行频繁调整。 进行低荷电条件下的充电效率试验时，试验过程可以评估电池在先前充电后放电时提供能量的能力。 进行荷 电保持能力试验时，蓄电池试验品选择数量为 2 支。 加速循环耐久试验是一个加速循环耐受能力试验，目的是排除不