家庭用太阳能发电系统介绍
太阳能发电系统产生的电力和实际的消耗不匹配,解决的方法是当有多余电力则反馈回电网,当产生的电力不足则由电网提供额外的电力需求。当许多独立的太阳能系统往电网送电,为了保证电网的稳定则变得困难和昂贵,即时的能量存储是使电网可控的重要手段,而且,馈电的价格在降低,因此,家庭的能量存储以提高能源的自用越来越普遍。同时,在电网故障时,还能提供备用电源。能恩太阳能这样的系统可通过不同的系统组成,如模式一、模式二和模式三。
并网储能模式介绍
模式一
-PH-M,Quattro 逆变器或多个逆变器并联-充电控制器
-电池,最好为管式OPzS 或OPzV铅酸电池或锂电池
模式一系统对于发电先存储后用电的系统效率最高,同时系统最简单,低成本。
模式二
-PH-M,Quattro 逆变器或多个逆变器并联
-PV 并网逆变器,最好是通过调整输出频率可改变输出功率
-电池,最好为管式OPzS 或OPzV铅酸电池或锂电池
-设置助手只工作于没有其他充电设备或负载直接连接到电池
模式三
-PH-M,Quattro 逆变器或多个逆变器并联
-PV 并网逆变器,最好是通过调整输出频率可改变输出功率
-电池,最好为管式OPzS 或OPzV 铅酸电池或锂电池
-设置助手只工作于没有其他充电设备或负载直接连接到电池
最理想模式--传统并网系统
-传统并网系统太阳能板通过并网逆变器转换为交流电供负载使用,多余的电力反馈到电网缺点:
-由于馈网的电力价格越来越低,而用电的费用提高,直接卖电在经济上并不合算,最好能把电储存。
-在电网故障时,逆变器不工作,即使这时太阳能电力充足
并网储能系统详细介绍
模式二是最适用的系统方案,电网AC 输入连接到PH-M 逆变器输入,PH-M输出连接到并网逆变器和负载。
当PV 电力不足时,由逆变器从电网或电池逆变提供额外的电力
当PV 电力充足时,首先供给负载,多余的给电池充电,再多余的反馈回电网在电网故障时,由电池逆变提供就留电力
逆变充电一体机可管理PV 系统的电力和电池电力的运行,该功能可通过智能的软件设置来完成对特定环境的用户需求。通常可完成下面几种情形:
1.足够PV 电力供负载需求
2.不够PV 电力供负载需求
3.无PV 电力
1.足够PV 电力供负载需求
PV 电力产生的电力多于负载的电力需求,多余的太阳能电力用于对电池充电,不能被电池吸收的电力(电池充满或已用最大电流充电)则反馈回电网。
2.不够PV 电力供负载需求
有限的电力不不足由电网提供,较多的不足电力由电池提供。
3.夜晚,无太阳能电力
经过几天的PV 电力的监测,逆变器内部时钟将与白天/夜晚的周期同步,逆变器将与电网切断,由电池来对负载供电。
电网将保持切断状态,直到下面2 种情形发生:
1)有电流对电池充电,说明白天来临,PV 电力对负载供电,多余电力对电池充电,这时逆变器恢复与电网连接。
2)电池已放电到预设的电池状态或电池电压(无论哪个条件线达到),逆变器恢复与电网连接,切换到备用状态:不从电网对电池充电或从电池逆变对负载供电,当PV 电力可用时,开始用多余电力对电池充电,并保持逆变器在只 充电模式,直到达到预设的电压值,注意:电池电压下降可能由大的AC负载引起。
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导读
建设太阳能光伏电站是一件非常费时耗力的工程,稍有不慎可能会对后续电站运行产生影响。那么,本文特别介绍了太阳能光伏电站,建设过程中的一些问题,例如对建筑物、环境、电网的影响,以及建设太阳能光伏电站的意义等方面做了阐述。
对建筑物承重的影响
1.太阳能光伏电站的建设不影响建筑物的原有结构,建筑原有的使用功能、围护结构特性、建筑体形和立面的不改变。
2.光伏电站安装在混凝土结构的屋顶上,建筑的设计承载能力为200Kg/㎡左右,而光伏电站的荷载为30Kg/㎡²左右,使用太阳能应用安全、可靠又不影响建筑物美观。
3.光伏电站是利用基础的自重来固定方阵的,不破坏屋面的防水层,隔热层和保温层等。
对环境的影响
1.太阳能光伏发电不产生任何的废气、废水、废渣等废弃物;
2.在运行的过程中没有任何转动部件,不会产生噪声污染;
3.光伏发电的原理是光生伏打效应,太阳电池组件在光照的条件下产生直流电,经过一定的串并联汇总后接入到并网逆变器,转换成50HzAC230V/400V电源,在整个电源的产生和转换过程中没有任何高频交流电,无电磁辐射,不会对人体产生危害。
4.太阳能电站的电缆敷设采用原有的管道和桥接,一般不额外敷设线路,即使涉及线路的敷设,也是采用隐蔽的结构,不破坏原有的建筑和环境。
5.太阳能电站是免维护或者少维护的,电站的运行是无人值守的。
太阳能电站对电网的影响
1、太阳能并网相关标准GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求
GB/T20046-2006GB/Z19964-2005
光伏系统电网接口特性光伏发电站接入电力系统技术规定
民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范(送审稿)
2、光伏并网电站的安全性
1)孤岛现象“孤岛效应”指在电网失电情况下,发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。“孤岛效应”对设备和人员的安全存在重大隐患,体现在以下两方面:一方面是当检修人员停止电网的供电,并对电力线路和电力设备进行检修时,若并网太阳能电站的逆变器仍继续供电,会造成检修人员伤亡事故;另一方面,当因电网故障造成停电时,若并网逆变器仍继续供电,一旦电网恢复供电,电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异,会在这一瞬间产生很大的冲击电流,从而损坏设备。
2)防孤岛保护光伏并网逆变器一般均采用了两种“孤岛效应”检测方法,包括被动式和主动式两种检测方法。被动式检测方法指实时检测电网电压的幅值、频率和相位,当电网失电时,会在电网电压的幅值、频率和相位等参数上产生跳变信号,通过检测跳变信号来判断电网是否失电;主动式检测方法指对电网参数产生小干扰信号,通过检测反馈信号来判断电网是否失电,其中一种方法就是通过测量逆变器输出的谐波电流在并网点所产生的谐波电压值,从而得到电网阻抗来进行判断,当电网失电时,会在电网阻抗参数上发生较大变化,从而判断是否出现了电网失电情况。
3、光伏并网电站的电能质量光伏并网的相关国家标准和国际标准对并网电站输出的电能质量有明确的规定。对电压、波形、频率、相位、谐波等都有明确的要求。
1)电压偏差应符合GB/T12325的规定,三相电压允许的偏差为额定电压的±7%。
2)频率偏差应符合GB/T15945的规定,频率的偏差值为±0.5Hz。
3)谐波和波形畸变总谐波电流应小于逆变器额定输出的5%,偶次谐波应小于低的奇次谐波限值的25%。
4)功率因数当光伏系统逆变器输出功率大于额定功率的50%,功率因数应不小于0.9。
5)电压不平衡度应符合GB/T15543的规定的数值,允许值为2%,短时不得超过4%。
6)直流分量电站运行时,逆变器向电网馈送的直流电量分量不超过交流额定值的1%。
建设太阳能光伏电站的意义
太阳能光伏发电的广泛应用体现了可持续发展能源和循环经济的理念,将调整能源结构,保障能源安全在改善和保护地球环境和确保人类社会的可持续发展中占据日益重要的地位。与火力、水力、柴油发电相比较,太阳电池发电具有安全可靠、无噪声、无排放、无污染、无能源消耗等独特的环保优势,对保护地球生态环境意义重大。
光伏发电本身没有废气排放,与火力发电相比,每KWh消耗0.39Kg标准煤,每吨标准煤折合原煤2.05吨,光伏发电本身不需要消耗水资源,也没有污水排放。光伏发电的应用,将大大减轻二氧化碳等各类污染气体,能带来巨大的社会效益和环境效益。建设光伏发电站可以减少大气污染,有利于环境和资源保护。预计到2020年,全球光伏发电装机容量将达到195GWp,其中并网发电系统占50%,那么,光伏发电的减排效果将非常惊人!
光伏建筑一体化的优点:
①与建筑本身结合成为一个整体,不额外占用土地资源。
②可原地发电、原地用电,在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。有光伏阵列和公共电网共同给负载供应电力,增加了供电的可靠性。③BIPV系统大部分发的是用电高峰时的黄金电,可以大大缓解供电压力,经济和环境效益显著。
④光伏阵列安装在屋顶和墙壁等外围护结构上,吸收太阳能转化为电能,减少了墙体得热和室内空调冷负荷,保证室内的空气品质。
⑤避免使用一般化石燃料发电的空气污染和废渣污染。
⑥光伏阵列安装简便,可任意选择发电容量。
⑦促进PV部件的大规模生产,进一步降低PV部件的市场价格,对BIPV系统的广泛应用有着极大的推动作用。
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近日,有媒体对上海个人光伏发电进行回访,发现两年来个人光伏发电依旧受补贴落实、场地限制等诸多因素的困扰。事实上,个人发电卖给国家,需要过五关斩六将,克服重重困难。
2012年,中国光伏产业遭受欧、美“双反”冲击,行业自救的招数已经用尽,而其政府方面的最大动作是允许分布式电源并网发电,试图以普及家庭光伏发电消化过剩产能。然而要想将个人发电卖给国家,必须要克服产权、补贴难落实、具体电网转入等重重制度上的困难。而个人光伏电站的意义也只体现在试验和环保示范效应上。
1.产权制度有障碍
根据中国产权登记制度,屋顶电站产权属于屋顶业主,由于中国房屋产权非永久,而且极为复杂,难以协调,让屋顶业主无法规避回本周期近20年的光伏电站
按照中国现有产权登记制度,屋顶分布式光伏电站的产权均属于屋顶业主,只有拥有土地证的建筑和工业设施才能拥有完整的产权登记。由于房屋产权并非永久,很多投资者和房主对于动辄需要近20年才能收回成本的分布式光伏投资带有疑虑。国内第一批分布式光伏发电应用示范区中最大的项目——中关村海淀园178兆瓦分布式光伏电站项目就是由于屋顶产权极为复杂,难以协调,导致项目获批后至今尚未动工。
北京光伏发电“第一人”任凯,在建屋顶电站时,由于是联排别墅而非独栋,物业和邻居对“改造”屋顶不太认同。最后,任凯通过与物业、邻居协商并达成一致,同意更改设计方案,并因此多支出了1万元。而“上海家庭屋顶电站并网发电第一人”党纪虎也同样遭遇产权问题,只能在楼道逐家登门,来说服业主签名同意其申请安装。因为多层住户涉及到公用面积的屋顶,还需要取得所在楼道全体业主的同意,必须要拿到楼道居民的签名同意书后才能申请
2.发电可能免费送物业
在物业负责用电统一调度的小区,个人光伏电站用户并网后,多余的电量不能并网出售,而是直接归物业所有,很难拿到补贴和电费
2014年9月4日,国家能源局印发《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》,明确在项目备案时也可选择“全额上网”模式。但对于高压自管小区而言,别墅业主们要做屋顶电站“生意”不容易。高压自管小区是指居民用电的一种高压自管的方式。它将整个小区看做一个自管户,小区居民将电费交给物业公司,物业公司负责对本小区用电进行统一调度。
高压自管小区用户在建立个人光伏电站时,如果选择自发自用的模式,那么余电不能上网卖给电力公司。用不完的电量直接上传到物业,再被其他用户消纳掉。至于是否收费,收费标准如何,都要用户与物业协商。高压自管小区建立个人光伏电站用户,如果申请并网,多余的电量是上传到物业,直接归物业所有,相当于“免费送给物业了”。
3.退税部分拿不到
2013年10月,财政部要求在2015年12月31日前对光伏发电实行增值税即征即退50%的政策,但上海等地的光伏发电用户都表示没有享受此项优惠
2013年9月29日,财政部网站发出通知,为鼓励利用太阳能发电,促进相关产业健康发展,根据国务院批示精神,自2013年10月1日至2015年12月31日,对纳税人销售自产的利用太阳能生产的电力产品,实行增值税即征即退50%的政策,即将增值税减半至8.5%征收。光伏电站实行即征即退50%的增值税优惠,相当于上网电价增加0.02-0.04元/度,电站收益率将上升1%-2%,将直接利好个人光伏电站运营。北京光伏发电第一人任凯在2014年12月接受《法治周末》采访时称,他至今都没有享受到这个优惠。上海分布式电源并网的首位用户党纪虎也表示,自己没有享受到这一优惠政策。
4.长期回报率低
以北京光伏发电“第一人”任凯为例,光伏电站的建设成本4万元,在不考虑维修费用以及折旧的情况下,按照每千瓦时0.84的电价及补贴计算,也要20年才能收回成本,而光伏电站最多使用25年
投资回报期长和回报率低,制约着家庭光伏电站的推广,家庭光伏电站的意义主要体现在试验和环保示范效应上。以北京的个人发电用户任凯为例,一开始,国家电网公司要求任凯自费负担安装并网接入的费用,包括两个电表、一个断路器,共1.7万元。尽管最后免除,但屋顶光伏系统可不只是铺几块光伏电板那么简单。任凯装一套光伏系统包括两万元的光伏电板、一万元的逆变器,一万元的支架与施工费用,总共花了四万元。按照2013年发改委的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》,分布式光伏发电项目实行按照发电量进行电价补贴的政策,电价补贴标准为每千瓦时0.42元。2013年任凯的光伏电站总共发电2705度,如果按照脱硫煤电0.42元/千瓦时的上网电价加补贴计算,在不算维修费用的情况下,大概需要20年才能收回成本。而光伏材料的使用寿命最多为25年,投资回报周期极长。
5.靠发电赚钱几乎没可能
个人光伏发电门槛高,在辽宁,就目前居民用电价格水平来说,只能得到上网电价以及每度电0.42元的补贴,很难靠家庭光伏电站投资赚钱
沈阳工程学院管理学院的尹健在名为《辽宁分布式光伏发电问题及对策分析》的论文中指出,从辽宁省自建且已并网的家庭光伏电站来看,投资一个中等规模的家庭光伏电站,需要投入5万元一8万元。这种电站成本回收期一般都在10年以上,最长的甚至称要20年。而专业性服务市场的缺乏也抬高了家庭光伏市场的门槛,因为光伏电站建设依靠专业技术,大多数普通居民人难以自己解决。从经验上来说,由于余电上网部分卖给电网公司只能得到脱硫煤电上网电价加0.42元(kW·h)的补贴,就目前居民用电价格水平来说,靠家庭光伏电站投资赚钱几乎没有可能性。
6.地方补贴是空头支票
2014年,上海市发改委提出对个人发电量补贴0.4元/千瓦时,但至今这笔限时五年的个人发电补贴仍旧未发
虽然国家发改委发布的《分布式发电项目管理暂行办法》等文件也对分布式电源接入电网和运行作了具体规定,但在分布式发电项目的备案程序、并网程序、审核办法、验收程序、技术标准、补贴发放等执行层面,尚缺少细则的支持。
上海市发改委和上海市财政局于2014年4月印发的《上海市可再生能源和新能源发展专项资金扶持办法》,提及对于风电、光伏项目,根据实际产生的电量对项目投资主体给予奖励,具体到分布式光伏中,对于个人、学校等享受优惠电价用户为0.4元/千瓦时。按照现有的政策,个人光伏补贴由3部分组成,其中国家实行的电量补贴为0.42元/千瓦时(含税),年限20年,第二部分为上海市政府个人发电量补贴0.40元/千瓦时,年限5年,第三部分是富余电量出售予电网的补贴,以上海脱硫电价0.45元/千瓦时(含税)计算。但事实上这笔资金目前尚未到位,党纪虎表示“上海补贴的4毛钱,我们都还没有拿到,目前也还不清楚什么时候结算。”
7.光伏发电补贴得缴税
根据规定,国家光伏补贴不该征收增值税,但直到2014年12月31日国家光伏补贴扣增值税才被取消,之前每度电0.42元的国家补贴在扣完17%的增值税后仅剩0.359元
依据2009年《可再生能源法修正案》:国家财政设立可再生能源发展基金,资金来源包括国家财政年度安排的专项资金和依法征收的可再生能源电价附加收入等。国家光伏补贴属于政府财政性基金补贴。2013年2月国税总局发布的《关于中央财政补贴有关问题的公告》规定:纳税人取得中央财政补贴不属于增值税应税收入,不征收增值税。
作为“北京家庭屋顶电站并网发电第一人”,同时又是屋顶光伏行业的业内人士的任凯表示,每度电的国家补贴是0.42元,扣完税(17%增值税)之后,每度电实际得到补贴0.359元。直到2014年12月31日,任凯才在微博上表示,国家发电补贴扣增值税被取消,并退还之前收取的增值税。
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工业园区在用电方面一直存在着用电量大、电费高以及限电影响等各个方面的问题。随着光伏创新技术及产品的不断涌现和国家光伏新政的逐步落实,很多工厂业主开始关注并用上了太阳能电力。去年12月底,位于杭州下沙经济开发区的泰尔茂医疗产品(杭州)有限公司的一号厂房屋顶光伏电站顺利建成并网,该项目创新性地采用了在混凝土屋面上安装平铺型光伏板的做法,值得关注!
通常,在混凝土屋顶上建设的光伏电站采用晶硅光伏板,并参照当地光照条件,在铺设的时候将光伏板设定一定的倾角,以提高发电系统的发电量。有倾角的光伏板阵列由于前后可能存在遮挡,因此往往在各排阵列间会设定一定的通道做间隔,这在一定程度上降低了屋顶面积的利用率。
在泰尔茂的厂房屋顶上,你会看到一排排的纯黑色光伏板整齐密集地平铺着。为什么这个项目没有采用最佳倾角?这黑色的又是什么新产品?
该项目的投资方和建设方,龙焱能源科技(杭州)有限公司的销售总监包钢为我们揭开了答案。他说,泰尔茂公司的屋顶光伏电站项目有几个特殊性,一是该厂房位于处在台风口的杭州经济技术开发区,因此,业主单位希望项目尽可能少地受台风的影响,安全性好;二是该厂房位于经济开发区中心地段,周围有高档酒店、大型商业楼盘及大型医院、办公楼等,对环境要求极高。因此,根据业主单位的要求,龙焱公司经过研究,最后确定放弃传统的带倾角斜铺式做法,而是充分发挥公司专利产品--高效碲化镉薄膜光伏组件的优势,做一个平铺式混凝土屋顶光伏电站。
平铺式的做法得益于龙焱公司产品的独特特性。首先,碲化镉光伏组件对于光照入射角变化敏感度低,发电效率受倾角变化影响小,因此,可以在平铺的情况下依然有较强的发电能力,由于平铺式面积利用率高,所以整体上项目发电能力更强;二是碲化镉光伏板的颜色是纯黑的,通过进行减反射处理平铺后光伏板上的反射光线不会对周边建筑产生直接影响,有效地避免了光污染。不仅如此,龙焱公司作为杭州光伏协会的理事单位,还特别邀请了协会监事单位--禾迈电力电子技术有限公司为项目提供组串型逆变器,以进一步提高系统发电效率。
这座屋顶上的光伏电站装机容量300KW,年发电量约为30万度,项目采用合同能源管理项目方式,泰尔茂不仅没有掏一分钱,还可以享受每年30万度电的优惠电价。包钢说:“泰尔茂免费提供屋顶安装光伏电站,龙焱出资进行光伏电站的设计、建设与维护。光伏电站所发出的绿色环保电力,龙焱以比电网更优惠的价格提供给泰尔茂,作为泰尔茂提供屋顶的补偿。以这种模式合作,龙焱通过出售光伏发电及政府补贴,可以在五年左右就收回投资;而泰尔茂除了每年可以节约三万元电费外,更重要的是每年实现减排二氧化碳约300吨,环境效益明显提升了企业环保形象。”
工业园区已经成为光伏应用大规模推广的主力,越来越多的园区开始请专业的光伏电站投资建设企业到自己原来闲置的厂房屋顶安装光伏电站,如果你也想建设这样的光伏电站,不妨致电 0571-86875500-2509 联系
1. 太阳能的利用方式有哪些?
答:太阳能是区别于其他任何一种特殊能源。太阳能的利用方式主要有:
①光伏(太阳能电池,太阳电池)发电系统,将太阳能转化为电能;
②太阳能热发电系统,利用太阳能的热能产生电能;
③太阳能热利用,比如太阳能热水系统;
④太阳能集中供暖、太阳能空调取暖和制冷、太阳能建筑等。
推荐像“阳光动力”太阳能飞机这类的未来移动能源应用的就是光伏发电系统,飞机的起飞、降落、飞行一切的动力、电力来源都来自于太阳能光伏发电系统。
2. 什么是光伏发电?什么是分布式光伏发电?
答:光伏发电是指利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转变成电能的发电方式。光伏发电是当今太阳能发电的主流,所以,现在人们通常说的太阳能发电主要是指光伏发电。
推荐分布式光伏发电,是指在用户所在场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
推荐分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则,充分利用当地太阳能资源,替代和减少化石能源消费。
3. 您知道光伏发电的历史起源吗?
荐答:·1839年,19岁的法国贝克勒尔做物理实验时,发现在导电液中的两种金属电极用光照射时,电流会加强,从而发现了“光生伏打效应”;
推荐·1930年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池”,使太阳能变成电能;
推荐·1932年,奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳能电池;
推荐·1941年,奥尔在硅上发现光伏效应;
推荐·1954年5月,美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池,这是世界上第一个有实用价值的太阳能电池。同年,威克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了太阳能电池。太阳光能转化为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。
4. 光伏电池是怎么发电的?
答:光伏电池是一种具有光-电转换特性的半导体器件,它直接将太阳辐射能转换成直流电,是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是借助于在晶体硅中掺入某些元素(例如:磷或硼等),从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡,形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下,具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷,这些自由电荷定向移动并积累,从而在其两端形成电动势,当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为“光生伏打效应”,简称“光伏效应”。
5. 光伏发电系统由哪些部件构成?
答:光伏发电系统由光伏方阵(光伏方阵由光伏组件串并联而成)、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成。光伏发电系统的核心部件是光伏组件,而光伏组件又是由光伏电池串、并联并封装而成,它将太阳的光能直接转化为电能。光伏组件产生的电为直流电,我们可以直接利用,也可以用逆变器将其转换成为交流电后使用。从另一个角度来看,光伏发电系统产生的电能可以即发即用,也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来,根据需要随时释放出来使用,其系统组成如下图所示:
6. 为什么说光伏电力是绿色低碳能源?
答:光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益,是最优质的绿色能源之一。在我国平均日照条件下,安装1千瓦分布式光伏发电系统,1年可发出1200度电,可减少煤炭(标准煤)使用量约400千克,减少二氧化碳排放约1吨。
推荐根据世界自然基金会(WWF)研究结果:从减排二氧化碳效果而言,安装1平米光伏发电系统相当于植树造林100平米。目前,发展光伏发电等可再生能源将是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一。
7.光伏发电的优点是什么?
荐答:①太阳能资源取之不尽,用之不竭。
推荐②绿色环保。光伏发电本身不需要燃料,没有二氧化碳的排放,不污染空气。不产生噪音。
推荐③应用范围广。只要能获得光照的地方就可以使用太阳能发电系统,它不受地域、海拔等因素制约。
推荐④无机械转动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套光伏系统只要有太阳,电池组件就会发电,加之现在均采用自动控制数,基本不用人工操作。
推荐⑤太阳电池生产材料丰富:硅材料储量丰富,地壳丰度在氧元素之后,列第二位,达到26%之多。
推荐⑥使用寿命长。晶体硅太阳能电池寿命可长达20~35年。在光伏发电系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命也可长达10年。
推荐⑦太阳电池组件结构简单,体积小且轻,便于运输和安装,建设周期短。
推荐⑧系统组合容易。若干太阳电池组件和蓄电池单体组合成为系统的太阳电池方阵和蓄电池组;逆变器、控制器也可以集成。系统可大可小,极易扩容。
推荐能量回收期短,大约0.8-3.0年;能量增值效应明显,大约8-30倍。
8.如何看待有报道说“生产光伏电池组件时消耗大量能源”的消息?
答:光伏电池在生产过程中确实要消耗一定的能量,其中工业硅提纯、高纯多晶硅生产、单晶硅棒/多晶硅锭生产三个环节的能耗较高。但是光伏电池在20年的使用寿命期内能够不断产生能量。据测算,在我国平均日照条件下,光伏发电系统全寿命周期内能量回报超过其能源消耗的15倍以上。
推荐在北京以最佳倾角安装的1千瓦屋顶光伏并网系统的能量回收期 为1.5-2年,远低于光伏系统的使用寿命期。也就是说,该光伏系统前1.5-2年发出的电量是用来抵消其生产等过程消耗的能量,1.5-2年之后发出的能量都是纯产出的能量。
推荐所以,应该从全生命周期的角度评价光伏电池的能耗。
9.如何看待有报道说“生产光伏电池组件会产生大量污染物”的消息?
答:光伏电池组件生产包括高纯多晶硅、硅锭硅片、光伏电池和光伏组件几个产业链环节。相关污染的报道主要是指光伏组件的原材料-高纯多晶硅生产中产生的副产物。
推荐高纯多晶硅生产主要使用改良西门子法,该法将冶金级硅转化成三氯氢硅,再加氢气还原成太阳能级多晶硅,另外会形成副产物四氯化硅。四氯化硅遇潮湿空气即分解成硅酸和氯化氢,如果处理不当会产生污染问题。
推荐但是目前我国多晶硅生产企业采用的改良西门子法已可做到闭路循环生产,将副产物四氯化硅和尾气(氢气和氯气)回收利用,实现清洁生产。
推荐2010年12月,国家发布了《多晶硅行业准入条件》,规定还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99%。因此,成熟的改良西门子法生产技术完全可满足环保要求,不会产生环境污染问题。
10.我们有多少太阳光可以利用?它能够成为未来主导能源吗?
答:地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍。地表每平方米平均每年接收到的辐射大约在1000-2000kWh之间。国际能源署数据显示,在全球4%的沙漠上安装光伏发电系统,就足以满足全球能源需求。光伏发电具有广阔的发展空间(屋顶、建筑面、空地和沙漠等),潜力十分巨大。
推荐据初步统计,我国仅利用现有建筑屋顶安装分布式光伏发电,其市场潜力就大约为3亿千瓦以上,再加上西部广阔的戈壁,光伏发电市场潜力约为数十亿千瓦以上。随着光伏发电的技术进步和规模化应用,其发电成本还将进一步降低,成为更加具有竞争力的能源供应方式,逐步从补充能源过渡为替代能源,并极有希望成为未来的主导能源。
11.我国太阳能资源是如何分布的?
答:我国太阳能总辐射资源丰富,总体呈“高原大于平原、西部干燥区大于东部湿润区”的分布特点。其中,青藏高原最为丰富,年总辐射量超过1800 kWh/m2,部分地区甚至超过2000 kWh/m2。四川盆地资源相对较低,存在低于1000 kWh/m2的区域。
12.农业大棚、鱼塘可以安装分布式光伏并网系统吗?
答:大棚的“升温、保温”一向是困扰农户的重点问题。“光伏农业大棚”,有望解决这一难题。由于夏季的高温,在6~9月份众多品类的蔬菜无法正常成长,而“光伏农业大棚”,如同在农业大棚外表添补了一个分光计,可隔绝红外线,阻止过多的热量进入大棚;在冬季和黑夜的时候,则能阻止大棚内的红外波段的光向外辐射,降低晚上温度下跌的速度,起到保温的作用。
推荐“光伏农业大棚”能供给农业大棚内照明等所需电力,剩余的电力还能并网。在离网形式的“光伏农业大棚”中,可与LED系统相互调配,白日阻光保障植物的成长,同时发电;黑夜LED系统应用白日所发电力,提供照明。
推荐在鱼塘中也可以架设光伏阵列,池塘可以继续养鱼,光伏阵列还可以为养鱼提供良好的遮挡作用,较好地解决了发展新能源和大量占用土地的矛盾。因此,农业大棚和鱼塘可以安装分布式光伏发电系统。
推荐《国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》明确提出“鼓励开展多种形式的分布式光伏发电应用。鼓励各级地方政府在国家补贴基础上制定配套财政补贴政策,并且对公共机构、保障性住房和农村适当加大支持力度。因地制宜利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的分布式光伏电站。”
13.什么是“光伏上网标杆电价”政策?
答:“光伏上网标杆电价”政策是根据光伏发电的当前成本,并考虑合理利润后制定的电价,光伏项目开发商以这样的价格将光伏电量出售给电网企业,其中,高出当地脱硫燃煤火电机组上网标杆电价的差额部分采取“全网分摊”的办法对电网企业进行回补。“光伏上网标杆电价”政策前期主要适用于大型光伏电站,目前也可以适用于分布式光伏发电项目。
14.如何取得当地的太阳能资源数据?
答:全国各地的辐照量及日照时数详见下图,如果想得到更详细的太阳能资源数据,可以从县级气象台(站)、国家气象局公共气象服务中心取得;另外也可以从大型安装商或设计单位得到或者从NASA官方网站(https://eosweb.larc.nasa.gov/sse/RETScreen/)获得辐照量参考数据。
15. 光伏阵列安装倾角由什么决定?
答:光伏阵列的安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定,由于安装条件限制,组件安装倾角不能达到最佳时可适当调整角度,非朝南的屋顶发电量会受到较大影响。
全球主要城市光伏组件最佳安装倾角
16. 光伏阵列的安装朝向如何确定?对发电效果有何影响?
答:由于影响光伏发电的主要原因为日照量,所以组件安装时应向阳光最充足的方向安装。不同安装角度对光伏组件的发电效率亦有影响。下图展示了中国南方某城市光伏组件各朝向的不同效率。(注意:不同地点和不同气候条件下,不同朝向的光伏电池发电效率是不同的。)
17. 如何选用光伏组件?
答:根据安装现场的具体情况可选用不同类型、不同规格的光伏组件,安装现场的有效利用面积决定组件的规格尺寸,单位面积内想安装更大容量的话可选用高效率组件。根据现有建筑的外观也可选择不同边框颜色的组件,根据现场的串并联接线方式确定组件的接插件长度。
推荐组件的选用,需综合考虑安装面积,装机容量,成本等要素。一般来讲应选用信誉度好,质量好,有认证,质保售后服务好,具有防火认证的组件产品。
18. 薄膜光伏组件特性有哪些?
答:薄膜光伏组件由于其特有的制备工艺,使其具有以下特性:
推荐(1)光伏组件的温度特性。由于工作温度的动态变化,光伏组件在不同温度下转换效率不同,工作温度越高,光伏组件转换效率越低,。薄膜光伏组件相比于晶体硅光伏组件温度系数较小,因此随着温度的上升,薄膜光伏组件功率下降程度较小,因此薄膜光伏组件应用到建筑上具有更加优异的功率输出特性。
推荐(2)光伏组件的弱光特性。在太阳辐照强度较低的情况下,如早上、傍晚和阴雨天,由于薄膜光伏电池的光吸收系数较高,尤其当光伏组件应用到建筑上,安装条件受到一定限制,多数情况下并不是最佳倾角进行安装,且组件受到周边环境的阴影影响较大,薄膜光伏组件发电量优势会更加明显。
推荐(3)薄膜光伏组件通过镀膜工艺在玻璃基板上制备发电膜层,然后通过激光划刻工艺将膜层划分成若干个子电池并将子电池串接起来,子电池之间的分割线宽度视觉不易显现,因此构成的光伏幕墙具有比较好的颜色一致性和透光均匀性。
推荐(4)薄膜光伏组件可以通过结构设计构成中空结构,此中空结构凭借其特有的发电膜层能够实现较高性能的保温节能作用。
19. 薄膜光伏组件应用到建筑屋面上有什么特殊优势?
答:国内屋面一般分为平屋面、坡屋面和具有一定弧度的屋面,薄膜光伏组件应用到建筑屋面上具有以下优势:
推荐(1)由于薄膜光伏组件具有优异的弱光输出特性,同时在反射光和散射光的间接照射下仍能保证较大的功率输出,因此薄膜光伏组件具有较强的不同朝向安装的适应能力。
推荐(2)由于薄膜光伏组件可以设计成轻质结构,如柔性CIGS组件,因此在安装时对于屋面的承重要求较低,可以安装在承重能力较差的屋面上。
推荐(3)对具有一定弧度的屋顶,可以采用柔性可卷曲光伏组件(如柔性CIGS组件),实现光伏组件与屋面的良好结合,降低风压影响。柔性CIGS组件屋顶铺设案例如下图所示:
20.光伏发电系统的常见故障有哪些?系统各部件可能出现哪些典型问题?
答:由于电压未达到启动设定值造成逆变器无法工作、无法启动,由于组件或逆变器原因造成发电量低等;系统部件可能出现的典型问题有接线盒烧毁、组件局部烧毁。
21. 如何处理光伏发电系统的常见故障?
答:系统在质保期内出现问题时,可先电话联系安装商或运营维护商将系统问题说明,安装商或运营维护商会根据用户叙述内容进行解答,如无法将故障排除会派出专人到现场进行检修。
22. 分布式建筑光伏发电系统的寿命有多长?
答:一般情况下,建筑光伏发电系统的设计使用年限为25年,无法满足同寿命周期的构配件应易于维修、更换。
推荐而在做结构设计时,设计使用年限应分两种情况考虑:
推荐(1)附加式屋面光伏系统的结构设计使用年限不应小于25年;
推荐(2)除附加式屋面光伏系统外的其他形式的建筑光伏系统(如光伏幕墙、光伏采光顶、光伏窗、光伏遮阳、光伏栏杆等)的支承结构,其结构设计使用年限应不小于其替代的建筑构件的设计使用年限。
23. 导致光伏发电系统效率下降和损失的主要因素有哪些?
答:光伏发电系统效率受外界影响有所损失,包括遮挡、灰层、组件衰减、温度影响、组件匹配、MPPT精度,逆变器效率、变压器效率、直流和交流线路损失等,如下图所示:
推荐每个因素对效率的影响也不同,在项目前期要注意系统的最优化设计,项目运行过程采取一定的措施减少灰尘等遮挡对系统的影响。
24. 如何降低光伏发电系统的维护成本?
答:建议选择市面上口碑好、售后服务好的光伏产品。合格的产品能降低故障的发生率,用户应严格遵守系统产品的使用手册,定期对系统进行检测和清洁维护。
25. 系统后期维护怎么处理,多久维护一次?怎样维护?
答:根据产品供应商的使用说明书对需要定期检查的部件进行维护,系统主要的维护工作是擦拭组件,雨水较大的地区一般不需要人工擦拭,非雨季节大概1个月清洁一次。降尘量较大地区可以酌情增加擦拭次数,降雪量大的地区应及时将厚重积雪去除,避免影响发电量和雪融化后产生的不均匀遮挡,及时清理遮挡组件的树木或杂物等。
26. 雷雨天气需要断开光伏发电系统吗?
答:分布式光伏发电系统都装有防雷装置,所以不用断开。为了安全保险,建议可以选择断开汇流箱的断路器开关,切断与光伏组件的电路连接,避免防雷模块无法去除的直击雷产生危害。运维人员应及时检测防雷模块的性能,以避免防雷模块失效所产生的危害。
27. 雪后需要清理光伏发电系统吗?光伏组件冬天积雪消融结冰后如何处理?可以踩在组件上面进行清理工作吗?
答:雪后组件上如果堆积有厚重积雪是需要清洁的,可以利用柔软物品将雪推下,注意不要划伤玻璃。组件是有一定承重的,但是不能踩在组件上面清扫的,会造成组件隐裂或损坏,影响组件寿命。一般建议不要等积雪过厚再清洗,以免组件过度结冰。
28.光伏发电系统能抵抗冰雹的危害吗?
答:光伏并网系统中的合格组件必须通过正面最大静载荷(风载荷、雪载荷)5400pa,背面最大静载荷(风载荷)2400pa和直径25mm的冰雹以23m/s的速度撞击等严格的测试。因此冰雹不会对光伏发电系统带来危害。
29. 安装后如果连续阴雨或者雾霾,光伏发电系统还会工作吗?会不会电力不足或者断电?
答:光伏电池组件在一定弱光下也是可以发电的,但是由于连续阴雨或者雾霾天气,太阳光辐照度较低,光伏系统的工作电压如果达不到逆变器的启动电压,那么系统就不会工作。
推荐并网分布式光伏发电系统与配电网是并联运行的,当分布式光伏发电系统不能满足负载需求或由于阴天而不工作时,电网的电将自动补充过来,不存在电力不足与断电问题。
30. 冬天天冷时会不会电力不足?
答:光伏系统的发电量的确受温度的影响,直接影响因素是辐照强度和日照时长以及太阳电池组件的工作温度。冬天难免辐照强度会弱,日照时长会短,一般发电量较夏天会少,这也是很正常的现象。但由于分布式光伏系统与电网相联,只要电网有电,家庭负载就不会出现电力不足和断电的情况。
31. 光伏发电系统对用户有电磁辐射危害吗?
答:光伏发电系统是根据光生伏打效应原理将太阳能转换为电能,无污染,无辐射。逆变器、配电柜等电子器件都会通过EMC(电磁兼容性)测试,所以对人体没有危害。
32. 光伏发电系统有噪音危害吗?
答:光伏发电系统是将太阳能转换为电能,不会产生噪音影响,逆变器的噪音指标不高于65分贝,也不会有噪音危害。
33. 我国目前获得许可的光伏系统和产品检测和质量认证机构有哪些?
答:认证机构主要有:北京鉴衡认证中心、中国质量认证中心以及中国建材检验认证集团。
推荐检测机构主要有:中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心、国家太阳能光伏产品质量监督检验中心、中国电子科技集团公司第十八研究所、中国航天科技集团公司第811研究所、深圳电子产品质量检测中心、扬州光电产品检测中心、国家建筑材料工业太阳能光伏(电)产品质量监督检验中心等。
(来源:ME现代能源)