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中國分布式光伏發電100問答(2)—— 資源與應用篇

發布時間:2018/5/29

9.我國太陽能資源是如何分布的?

答:我國太陽能總輻射資源豐富,總體呈“高原大于平原、西部干燥區大于東部濕潤區”的分布特點。其中,青藏高原最為豐富,年總輻射量超過1800kWh/㎡,部分地區甚至超過2000kWh/㎡。四川盆地資源相對較低,存在低于1000kWh/㎡的區域。

全國太陽輻射總量等級和區域分布表

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全國水平面太陽總輻射圖

10.分布式光伏發電有哪些應用形式?

答:分布式光伏發電是指在用戶所在場地附近建設、運行方式以用戶側自發自用為主、多余電量上網且在配電系統平衡調節為特征的光伏發電設施。

分布式光伏發電包括并網型分布式光伏發電、離網型分布式光伏發電及多能互補微電網等應用形式。并網型分布式發電多應用于用戶附近,一般與中、低壓配電網并網運行,自發自用,不能發電或電力不足時從網上購電,電力多余時向網上售電;離網型分布式光伏發電多應用于我國邊遠地區和海島地區,它不與大電網連接,利用自身的發電系統和儲能系統直接向負荷供電;分布式光伏系統還可以與其它發電方式組成多能互補微電系統,如水/光/風/儲互補發電系統等,既可以作為微電網獨立運行,也可以并入電網聯網運行;對于西部地區在地面建設規模較大的光伏系統,為特定的用戶供電并通過公共電網進行負荷平衡的,也可以看作為一種廣義的分布式光伏發電。

11.分布式光伏發電適用于哪些場合?

答:分布式光伏系統的適用場合可分為兩大類:一、可在全國各類建筑物(如城市和農村的建筑屋頂、高耗能企業廠房和農業大棚等)和公共設施上推廣,形成分布式建筑光伏系統。選擇骨干電網覆蓋區或負荷集中區,利用當地各類建筑物和公共設施,建立分布式光伏發電系統,緩解了部分城鎮居民和農牧民的電力短缺,解決高耗能企業的生產用電問題。二、可在我國偏遠農牧區、海島等少電無電地區推廣,形成離網型分布式光伏發電系統或微電網。由于經濟發展水平差距的原因,我國仍有部分偏遠地區的人口沒有解決基本用電問題,以往的農網工程大多依靠大電網延伸、小水電、小火電等供電,電網延伸困難極大且供電半徑過長,導致供電電能質量較差。發展離網型分布式發電系統,不僅可以解決處于電網末端的少電、無電地區居民的基本用電問題,還可以清潔高效地利用當地的可再生能源,有效的解決了能源和環境之間的矛盾。

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分布式建筑光伏系統

12.哪些地點適合安裝分布式光伏并網系統?

答:目前,我國的分布式光伏并網發電系統,主要集中在用電量較為緊張的發達地區以及公共電網不穩定的偏遠地區,比較適合在以下行業應用:

1)工業領域廠房:特別是在用電量比較大、網購電價比較高的工廠,通常廠房屋頂面積很大,屋頂開闊平整,適合安裝光伏陣列;并且由于用電負荷較大,分布式光伏并網系統可以做到就地消納,抵消一部分網購電量,從而節省用戶的電費;

2)商業建筑:與工業園區的作用效果類似。不同之處在于商業建筑多為水泥屋頂,更有利于安裝光伏陣列;但是往往對建筑美觀性有要求。按照商廈、寫字樓、酒店、會議中心、度假村等服務業的特點,用戶負荷特性一般表現為白天較高、夜間較低,能夠較好地匹配光伏發電特性;

3)農業設施:農村有大量的光伏可用屋頂面積,其中包括自有住宅屋頂、蔬菜大棚、魚塘等,農村往往處在公共電網的末梢,很難保證供電,并且電能質量較差,在農村建設分布式光伏系統可提高用電保障率和電能質量;

4)市政等公共建筑物:由于管理規范統一、用戶負荷和商業行為相對可靠,安裝積極性高,市政等公共建筑物也適合分布式光伏的集中連片建設;

5)邊遠農牧區及海島:由于距離電網遙遠,我國西藏、青海、新疆、內蒙古、甘肅、四川等省份的邊遠農牧區以及我國沿海島嶼還有數百萬無電人口,離網型光伏系統或光伏與其他能源互補微網發電系統非常適合在這些地區應用。

分布式光伏并網系統在教育、電信、石化、交通和軍事等各行各業均有廣泛應用。

13.什么是光伏建筑一體化系統?

答:光伏建筑系統是指在建筑物上安裝光伏發電系統。與建筑結合的并網發電是當前光伏發電重要的應用形式,技術進展很快,主要表現在與建筑結合的安裝方式和建筑光伏的電氣設計方面。按照與建筑結合的安裝方式的不同可以分為光伏建筑集成(或光伏建筑一體化,英文名稱是Building Integrated PV,就是平常說的BIPV)和光伏建筑附加(英文為Building Attached PV,縮寫是BAPV)。定義如下:

BIPV:采用特殊設計的專用光伏組件,安裝時替代原有的建筑材料或建筑構件,與建筑融為一體的光伏系統。拆除光伏組件則建筑不能正常使用。光伏組件不僅要滿足光伏發電的功能要求同時首先必須滿足建筑的基本功能要求,如堅固耐用、保溫隔熱、防水防潮、適當強度和剛度等性能,常見的有光伏瓦、光伏幕墻、光伏天棚、光伏窗和光伏遮陽棚或遮陽板。

BAPV:采用普通光伏組件,在原有建筑上安裝,并不替代建筑材料或建筑構件,直接安裝到屋頂或附加在墻面的光伏系統。拆除此建筑上的光伏組件,并不會影響原有建筑的基本功能。

光伏與建筑結合有如下幾種形式:

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14.光伏陣列在建筑物側立面安裝和在屋頂安裝有什么差異?

答:光伏陣列與建筑物相結合的方式可分為屋頂安裝和側立面安裝兩種方式,可以說這兩種安裝方式適合大多數建筑物。

屋頂安裝形式主要有水平屋頂、傾斜屋頂和光伏采光頂。其中:

1)水平屋頂:在水平屋頂上,光伏陣列可以按最佳角度安裝,從而獲得最大發電量;并且可采用常規晶硅光伏組件,減少組件投資成本,往往經濟性相對較好。但是這種安裝方式的美觀性一般。

2)傾斜屋頂:在北半球,向正南、東南、西南、正東或正西傾斜的屋頂均可以用于安裝光伏陣列。在正南向的傾斜屋頂上,可以按照最佳角度或接近最佳角度安裝,從而獲得較大發電量;可以采用常規的晶體硅光伏組件,性能好、成本低,因此也有較好經濟性。并且與建筑物功能不發生沖突,可與屋頂緊密結合,美觀性較好。其它朝向(偏正南)屋頂的發電性能次之。

3)光伏采光頂:指以透明光伏電池作為采光頂的建筑構件,美觀性很好,并且滿足透光的需要。但是光伏采光頂需要透明組件,組件效率較低;除發電和透明外,采光頂構件要滿足一定的力學、美學、結構連接等建筑方面要求,組件成本高;發電成本高;為建筑提升社會價值,帶來綠色概念的效果。

立面安裝側立面安裝形式主要指在建筑物南墻、(針對北半球)東墻、西墻上安裝光伏組件的方式。對于多、高層建筑來說,墻體是與太陽光接觸面積最大的外表面,光伏幕墻垂直光伏幕墻是使用的較為普遍的一種應用形式。根據設計需要,可以用透明、半透明和普通的透明玻璃結合使用,創造出不同的建筑立面和室內光影效果。雙層光伏幕墻、點支式光伏幕墻和單元式光伏幕墻是目前光伏幕墻安裝中比較普遍的形式。目前用于幕墻安裝的組件成本較高,光伏系統工程進度受建筑總體進度制約,并且由于光伏陣列偏離最佳安裝角度,輸出功率偏低。除了光伏玻璃幕墻以外,光伏外墻、光伏遮陽蓬等也可以進行建筑立面安裝。

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水平屋頂

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傾斜屋頂

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光伏采光頂

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光伏幕墻

15.農業大棚、魚塘可以安裝分布式光伏并網系統嗎?

答:大棚的“升溫、保溫”一向是困擾農戶的重點問題。“光伏農業大棚”,有望解決這一難題。由于夏季的高溫,在6~9月份眾多品類的蔬菜無法正常成長,而“光伏農業大棚”,如同在農業大棚外表添補了一個分光計,可隔絕紅外線,阻止過多的熱量進去大棚;在冬季和黑夜的時候,則能阻止大棚內的紅外波段的光向外輻射,降低晚上溫度下跌的速度,起到保溫的作用。“光伏農業大棚”能供給農業大棚內照明等所需電力,剩余的電力還能并網。在離網形式的“光伏農業大棚”中,可與LED系統相互調配,白日阻光保障植物的成長,同時發電;黑夜LED系統應用白日所發電力,提供照明。

在魚塘中也可以架設光伏陣列,池塘可以繼續養魚,光伏陣列還可以為養魚提供良好的遮擋作用,較好地解決了發展新能源和大量占用土地的矛盾。因此,農業大棚和魚塘可以安裝分布式光伏發電系統。

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光伏農業大棚

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光伏魚塘



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