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最新版家用散布式光伏体例策画项目处理计划

  最新版家用分布式光伏系统设计项目解决方案_解决方案_计划/解决方案_实用文档。家用分布式光伏系统设计项目 解决方案 1. 前言 太阳能是一种重要的,可再生的清洁能源,是取之不尽用之不竭、 无污染、人类能够自由利用的能源。太阳每秒钟到达地面的能量高达 50 万千瓦,假如把地球

  家用分布式光伏系统设计项目 解决方案 1. 前言 太阳能是一种重要的,可再生的清洁能源,是取之不尽用之不竭、 无污染、人类能够自由利用的能源。太阳每秒钟到达地面的能量高达 50 万千瓦,假如把地球表面 0.1%的太阳能转换为电能,转变率 5%, 每年发电量可达 5.6×1012kW·h,相当于目前世界上能耗的 40 倍。 从长远来看,太阳能的利用前景最好,潜力最大。近 30 年来,太阳 能利用技术在研究开发、商业化生产和市场开拓方面都获得了长足发 展,成为快速、稳定发展的新兴产业之一。 本文简单地阐述了家用分布式光伏发电系统设计方法和施工要 求,仅供参考。 2. 太阳能光伏发电应用现状 太阳能转换为电能的技术称为太阳能光伏发电技术(简称 PV 技 术)。太阳能光伏发电不仅可以部分代替化石燃料发电,而且可以减 少 CO2 和有害气体的排放,防止地球环境恶化,因此发展太阳能光伏 产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最 佳途径之一。目前发达国家如美国、德国、日本的光伏发电应用领域 从航天、国防、转向了民用,如德国的“百万屋顶计划”使许多家庭 不仅利用太阳能光伏发电解决了自家供电,而且这些家庭还办成了一 所所私人的“小型电站”,能够源源不断地为公用电网提供电能。 近几年,我国光伏行业发展也非常迅速。国家对光伏发电较为重 视,国家和地方政府相继出台了一些列的补贴政策以促进光伏产业的 发展,国家发改委实施“送电到乡”、“光明工程”等惠农项目,地方 政府也陆续启动了光伏照明项目工程。与此同时,偏远地区消费者逐 渐认可光伏产品,越来越多的居民开始使用家用太阳能电源产品。光 伏应用市场发展较为迅速。但目前我国的太阳能光伏发电技术和国外 相比还有很大差距,主要表现为技术水平较低、电池效率低、成本高。 因此我国还必须不断改进技术,使我国的太阳能光伏发电产业更上新 台阶。 3. 分布式光伏系统结构 太阳能光伏发电系统是利用光伏组件半导体材料的“光伏”效应, 将太阳光的辐射直接转换为电能的一种新型发电系统。它的规模可大 可小,在发电过程中不会排放污染物质,具有安装方便,没有噪音, 整个寿命期间几乎无需维护等优点。太阳能光伏发电系统分为两大类, 一类是太阳能光伏发电独立系统,另一类是太阳能光伏发电并网系统, 本文只讲述后者。太阳能光伏发电并网系统主要包括太阳能光伏组件、 光伏汇流箱、直流配电柜、并网型逆变器和交流配电柜等,家用并网 型分布式光伏系统由于规模不大,汇流箱和交直流配电柜都用不到, 整体框架如图 1 所示。 图 1 太阳能光伏发电并网系 统 本文涉及的家用太阳能光伏发电系统为小型分布式光伏系统,因 此在设计过程中应充分考虑实际情况,一般应遵循经济适用原则,可 靠性高、牢固耐用、容易维护、充分考虑地理和气候环境的影响。 4. 安装地点选择 家庭分布式光伏系统的选址一般可选择在自家屋顶或空地上,需 要考虑的条件就是可使用面积、房屋结构和承重要求、地面基础情况 和气象水文条件等。 若选择安装在自家屋顶上,屋面承重能力必须大于 20kg/m2。房 屋房梁如果是木质结构的话就不要考虑了,光伏系统使用年限长达 25 年,木质房梁易腐坏,建议不要进行安装。若在人字结构屋顶建 设太阳能光伏电站,不能像地面电站那样设计最佳倾角,并且考虑前 后遮挡间距。为了便于光伏组件和屋顶结合,一般都在屋面上直接平 铺支架,北半球铺朝南面,南半球铺朝北面,这样方可最大效率利用 光能。支架与屋顶采用夹具连接,电池组件再安装于支架上。这种方 式不仅美观,而且可以实现屋顶面积利用最大化,见图 2。 在平顶结构屋顶建设太阳能光伏电站,需要架设光伏支架和设计 最佳倾角和组件前后间距,见图 3。 图 2 人字屋顶安装方式 图3 平顶屋顶安装方式 若选择安装在自家空地上,可以采用锚桩和混凝土条基做支架基 础,见图 4 和图具体选哪种则需要从地质情况和成本综合考虑了。另 外,支架基础强度的设计还要以当地气象条件做依据。 图 4 锚桩基础 图5 水泥条基础 需要注意一点,考虑到组件的热胀冷缩效应,安装时上下左右组 件之间的间隔要达到 3cm 左右为佳。 5. 家用分布式光伏系统设计 5.1 光伏组件 目前使用较多的两种太阳能电池板是单晶硅和多晶硅太阳电池 组件。 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率为 16%~18%,是 转换效率最高的,但是制作成本高,还没有实现大规模的应用。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率约 15%~17%。制作成 本比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总生 产成本较低,因此得到大量发展。 目前主流的组件是 250Wp 多晶硅太阳电池组件,技术参数见表 1。 太 阳 能 电 池 组 件 多晶硅 种类 指标 单 数据 位 峰值功率 Wp 250 组件效率 % 15.3 最 大 工 作 电 压 V 30.3 (Vmpp) 最 大 工 作 电 流 A 8.27 (Impp) 开路电压(Voc) V 38.0 短路电流 Isc A 8.79 开路电压系数 /℃ 0.32% 短路电流系数 /℃ 0.053% 抗风力 Pa 2400 最 大 保 险 丝 额 定 A 15 电流 最高系统电压 V 1000 尺寸 mm 1650 × 992 ×40 表 1 250Wp 太阳电池组件技术参数 (3)我国太阳能资源分布情况如下 一类地区 年日照 3200~3300 小时,辐射量 7500~9250MJ/m2。 青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。 二类地区 年日照 3000~3200 小时,辐射量 5850~7500MJ/m2。 河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、 青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰 富区。