想要安裝一個能發(fā)電的系統(tǒng)非常簡單,主要需要五樣?xùn)|西:
1.太陽能支架(mounting system)
2.太陽能電池板(solar panels)
3.電纜線(cables)
4.光伏逆變器(solar inverter)
5.電網(wǎng)公司負責安裝的計量電表(Meter)
在這里解釋一下光伏逆變器:通過太陽能電板發(fā)的電是直流電,家用電器無法直接使用,必須通過逆變器轉(zhuǎn)化為交流電才可以家用。
接下來需要考慮系統(tǒng)的設(shè)計,由于家用系統(tǒng)的裝機容量(Maximum Input)一般在1-5千瓦左右,系統(tǒng)設(shè)計和安裝都很簡單,逆變器則根據(jù)裝機容量相應(yīng)地選擇1-5千瓦規(guī)格的機器就可以。
下面以一個5KW的家用系統(tǒng)為例:
1.支架的選擇
太陽能光伏支架是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了擺放,安裝,固定太陽能面板設(shè)計的特殊的支架。一般材質(zhì)有鋁合金,不銹鋼,經(jīng)過熱鍍鋅處理后使用壽命更長。支架主要分兩大類:固定式和自動追蹤式。目前市場上部分固定式支架也可以根據(jù)太陽光線的季節(jié)性變化做出一定的調(diào)整,就像剛安裝時一樣,每個太陽能電池板的斜面都可以通過移動緊固件,調(diào)整斜面以適應(yīng)光線的不同角度,通過再次緊固使太陽能電池板準確固定在指定的位置。自動追蹤式的太陽能支架具有轉(zhuǎn)動裝置,能像向日葵一樣隨著太陽的轉(zhuǎn)動自身調(diào)整角度,光能利用率高,但相對的成本也比較高。在國內(nèi),太陽能電池板一般朝南安裝,用戶可以選擇使用固定式支架,如不考慮成本,向日葵自動追蹤陽光支架是個不錯的選擇。
2.太陽能電池板(組件)的選擇
目前市面上的太陽能電池分為薄膜和晶體硅。其中晶體硅又可以分為多晶硅和單晶硅。從三種材料的光電轉(zhuǎn)換效率來看是:單晶硅(最高可達21%)>多晶硅(19%)>薄膜。晶體硅(單晶硅和多晶硅)的在弱光下基本上不會有電流產(chǎn)生,非晶硅弱光性好(在弱光下能量本來就很少)。所以綜合來看,宜用單晶硅或多晶硅太陽能電池材料,又考慮單晶硅材料價格昂貴,所以一般選用多晶硅材料。若選擇功率約為250W的多晶硅太陽能電池板,那么一個5KW的系統(tǒng)就需要20塊電池板。
3.逆變器的選擇
首先考慮太陽能電池板的朝向,如果鋪設(shè)的組件朝向不一致,例如:國內(nèi)永遠是朝南,不過可以分西南或者東南,如果同時在兩個方向排布的情況下,建議使用雙路MPPT追蹤逆變器(dual-mppt),暫且可以理解為雙核處理器,每一個核處理一個方向的計算。然后根據(jù)裝機容量相應(yīng)地選擇相同規(guī)格的逆變器就可以了。一個5KW的系統(tǒng)可以選擇使用一臺5KW的雙路MPPT追蹤逆變器。
4.電纜的選擇
在上文有說到,逆變器是將太陽能電池板所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,那么我們將太陽能電池板到逆變器直流端的部分稱之為直流側(cè)(DC側(cè)),直流側(cè)需要使用光伏專用的直流電纜(DC電纜)。另外就光伏應(yīng)用而言,太陽能系統(tǒng)常常會在惡劣環(huán)境條件下使用,如強烈的紫外線、臭氧、劇烈的溫度變化和化學(xué)侵蝕等情況。這就規(guī)定了光伏電纜必須具有最佳的耐風雨性、耐紫外線和臭氧侵蝕性,以及能承受更大范圍的溫度變化。所以建議采用太陽能應(yīng)用的專用電纜,這將會影響到整個系統(tǒng)的使用壽命。一個5KW的系統(tǒng)對于光伏直流電纜線徑的一般為4mm2或6mm2。
5.電網(wǎng)公司負責安裝的計量電表(雙向電表)
雙向計量電表就是能夠計量用電和發(fā)電的電能表。功率和電能都是有方向的,從用電的角度看,用電的算為正功率或正電能,發(fā)電的算為負功率或負電能,該電表可以通過顯示屏分別讀出正向電量和反向電量并將電量數(shù)據(jù)存儲起來。安裝雙向電表的原因是由于光伏發(fā)出的電存在不能全部被用戶消耗的情況,而余下的電能則需要輸給電網(wǎng),電表需要計量一個數(shù)字;在光伏發(fā)電不能滿足需求時則需要使用電網(wǎng)的電,這又需要計量另一個數(shù)字,普通單塊電表不能達到這一要求,所以使用具有雙向電表計量功能的智能電表。
在采購?fù)旰?,由于家用布線和系統(tǒng)設(shè)計簡單,普通用戶只要找一個合格的電工解決家里的布線問題,支架保持45度角(如果不考慮成本,可以選擇向日葵自動追蹤陽光支架),至于逆變器的連接只要參考說明書就行。
一個系統(tǒng)安裝完畢后,業(yè)主最關(guān)心的應(yīng)該是投資回報期限。分析一個系統(tǒng)的收益,需要考慮業(yè)主自用電,余電上網(wǎng)和政府補貼等幾個方面。全國范圍內(nèi)分布式光伏補貼標準為0.42元/千瓦時,期限是20年,另外各地省市對光伏發(fā)電也有不同程度的補貼政策。
如果家里有自己的花園游泳池或者高科技農(nóng)莊什么的可以選擇一套10-20KW的家用系統(tǒng),通常20KW的系統(tǒng)需要大概80塊250W的太陽能電池板,連接一臺20KW的三相雙路逆變器,此時逆變器的連接會相對比較復(fù)雜一些,需要找專業(yè)的系統(tǒng)集成商,綜合考慮布線,結(jié)合逆變器端口,各地天氣等因素來設(shè)計并完成施工。假設(shè)系統(tǒng)安裝在上海市,那么個人用戶還可享受0.4元/千瓦時的補貼,期限為5年。一個5KW的系統(tǒng),投入成本大約在5萬元左右,年發(fā)電量可達7000度。按照國家補貼和上海市的地方補貼,業(yè)主在前5年可以拿到大約5740元/年,之后的15年僅享受國家補貼,每年2940元。預(yù)計家里用電一年約為4500度,按照峰時電價0.617元/千瓦時計算的話,每年節(jié)約電費2776.5元。
由于系統(tǒng)發(fā)電量已經(jīng)超過用電量,用戶可以將多余的電量賣給國家,由于各地脫硫煤電價都不一致,預(yù)估上海市脫硫煤電價約為0.42元/千瓦時,那么年收入為1050元,綜合算起來,前五年系統(tǒng)收益為每年9566.5元,隨后15年每年6766.5元,之后每年3826.5元,整個系統(tǒng)有望在第6年收回成本投入,并實現(xiàn)盈利。
文章來自電力微機保護網(wǎng)
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