中國(guó)分布式光伏發(fā)電100問答(2)—— 資源與應用篇
發(fā)布時間:2018/5/299.我國(guó)太陽能(néng)資源是如何分布的?
答:我國(guó)太陽能(néng)總輻射資源豐富,總體呈“高原大于平原、西部幹燥區大于東部濕潤區”的分布特點。其中,青藏高原最爲豐富,年總輻射量超過(guò)1800kWh/㎡,部分地區甚至超過(guò)2000kWh/㎡。四川盆地資源相對(duì)較低,存在低于1000kWh/㎡的區域。
全國(guó)太陽輻射總量等級和區域分布表
全國(guó)水平面(miàn)太陽總輻射圖
10.分布式光伏發(fā)電有哪些應用形式?
答:分布式光伏發(fā)電是指在用戶所在場地附近建設、運行方式以用戶側自發(fā)自用爲主、多餘電量上網且在配電系統平衡調節爲特征的光伏發(fā)電設施。
分布式光伏發(fā)電包括并網型分布式光伏發(fā)電、離網型分布式光伏發(fā)電及多能(néng)互補微電網等應用形式。并網型分布式發(fā)電多應用于用戶附近,一般與中、低壓配電網并網運行,自發(fā)自用,不能(néng)發(fā)電或電力不足時從網上購電,電力多餘時向(xiàng)網上售電;離網型分布式光伏發(fā)電多應用于我國(guó)邊遠地區和海島地區,它不與大電網連接,利用自身的發(fā)電系統和儲能(néng)系統直接向(xiàng)負荷供電;分布式光伏系統還(hái)可以與其它發(fā)電方式組成(chéng)多能(néng)互補微電系統,如水/光/風/儲互補發(fā)電系統等,既可以作爲微電網獨立運行,也可以并入電網聯網運行;對(duì)于西部地區在地面(miàn)建設規模較大的光伏系統,爲特定的用戶供電并通過(guò)公共電網進(jìn)行負荷平衡的,也可以看作爲一種(zhǒng)廣義的分布式光伏發(fā)電。
11.分布式光伏發(fā)電适用于哪些場合?
答:分布式光伏系統的适用場合可分爲兩(liǎng)大類:一、可在全國(guó)各類建築物(如城市和農村的建築屋頂、高耗能(néng)企業廠房和農業大棚等)和公共設施上推廣,形成(chéng)分布式建築光伏系統。選擇骨幹電網覆蓋區或負荷集中區,利用當地各類建築物和公共設施,建立分布式光伏發(fā)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(néng)企業的生産用電問題。二、可在我國(guó)偏遠農牧區、海島等少電無電地區推廣,形成(chéng)離網型分布式光伏發(fā)電系統或微電網。由于經(jīng)濟發(fā)展水平差距的原因,我國(guó)仍有部分偏遠地區的人口沒(méi)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(guò)長(cháng),導緻供電電能(néng)質量較差。發(fā)展離網型分布式發(fā)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(hái)可以清潔高效地利用當地的可再生能(néng)源,有效的解決了能(néng)源和環境之間的矛盾。
分布式建築光伏系統
12.哪些地點适合安裝分布式光伏并網系統?
答:目前,我國(guó)的分布式光伏并網發(fā)電系統,主要集中在用電量較爲緊張的發(fā)達地區以及公共電網不穩定的偏遠地區,比較适合在以下行業應用:
1)工業領域廠房:特别是在用電量比較大、網購電價比較高的工廠,通常廠房屋頂面(miàn)積很大,屋頂開(kāi)闊平整,适合安裝光伏陣列;并且由于用電負荷較大,分布式光伏并網系統可以做到就(jiù)地消納,抵消一部分網購電量,從而節省用戶的電費;
2)商業建築:與工業園區的作用效果類似。不同之處在于商業建築多爲水泥屋頂,更有利于安裝光伏陣列;但是往往對(duì)建築美觀性有要求。按照商廈、寫字樓、酒店、會(huì)議中心、度假村等服務業的特點,用戶負荷特性一般表現爲白天較高、夜間較低,能(néng)夠較好(hǎo)地匹配光伏發(fā)電特性;
3)農業設施:農村有大量的光伏可用屋頂面(miàn)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(néng)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(néng)質量;
4)市政等公共建築物:由于管理規範統一、用戶負荷和商業行爲相對(duì)可靠,安裝積極性高,市政等公共建築物也适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(guó)西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肅、四川等省份的邊遠農牧區以及我國(guó)沿海島嶼還(hái)有數百萬無電人口,離網型光伏系統或光伏與其他能(néng)源互補微網發(fā)電系統非常适合在這(zhè)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(shì)等各行各業均有廣泛應用。
13.什麼(me)是光伏建築一體化系統?
答:光伏建築系統是指在建築物上安裝光伏發(fā)電系統。與建築結合的并網發(fā)電是當前光伏發(fā)電重要的應用形式,技術進(jìn)展很快,主要表現在與建築結合的安裝方式和建築光伏的電氣設計方面(miàn)。按照與建築結合的安裝方式的不同可以分爲光伏建築集成(chéng)(或光伏建築一體化,英文名稱是Building Integrated PV,就(jiù)是平常說的BIPV)和光伏建築附加(英文爲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築材料或建築構件,與建築融爲一體的光伏系統。拆除光伏組件則建築不能(néng)正常使用。光伏組件不僅要滿足光伏發(fā)電的功能(néng)要求同時首先必須滿足建築的基本功能(néng)要求,如堅固耐用、保溫隔熱、防水防潮、适當強度和剛度等性能(néng),常見的有光伏瓦、光伏幕牆、光伏天棚、光伏窗和光伏遮陽棚或遮陽闆。
BAPV:采用普通光伏組件,在原有建築上安裝,并不替代建築材料或建築構件,直接安裝到屋頂或附加在牆面(miàn)的光伏系統。拆除此建築上的光伏組件,并不會(huì)影響原有建築的基本功能(néng)。
光伏與建築結合有如下幾種(zhǒng)形式:
14.光伏陣列在建築物側立面(miàn)安裝和在屋頂安裝有什麼(me)差異?
答:光伏陣列與建築物相結合的方式可分爲屋頂安裝和側立面(miàn)安裝兩(liǎng)種(zhǒng)方式,可以說這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)安裝方式适合大多數建築物。
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(fā)電量;并且可采用常規晶矽光伏組件,減少組件投資成(chéng)本,往往經(jīng)濟性相對(duì)較好(hǎo)。但是這(zhè)種(zhǒng)安裝方式的美觀性一般。
2)傾斜屋頂:在北半球,向(xiàng)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(xiàng)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(fā)電量;可以采用常規的晶體矽光伏組件,性能(néng)好(hǎo)、成(chéng)本低,因此也有較好(hǎo)經(jīng)濟性。并且與建築物功能(néng)不發(fā)生沖突,可與屋頂緊密結合,美觀性較好(hǎo)。其它朝向(xiàng)(偏正南)屋頂的發(fā)電性能(néng)次之。
3)光伏采光頂:指以透明光伏電池作爲采光頂的建築構件,美觀性很好(hǎo),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(fā)電和透明外,采光頂構件要滿足一定的力學(xué)、美學(xué)、結構連接等建築方面(miàn)要求,組件成(chéng)本高;發(fā)電成(chéng)本高;爲建築提升社會(huì)價值,帶來綠色概念的效果。
立面(miàn)安裝側立面(miàn)安裝形式主要指在建築物南牆、(針對(duì)北半球)東牆、西牆上安裝光伏組件的方式。對(duì)于多、高層建築來說,牆體是與太陽光接觸面(miàn)積最大的外表面(miàn),光伏幕牆垂直光伏幕牆是使用的較爲普遍的一種(zhǒng)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,創造出不同的建築立面(miàn)和室内光影效果。雙層光伏幕牆、點支式光伏幕牆和單元式光伏幕牆是目前光伏幕牆安裝中比較普遍的形式。目前用于幕牆安裝的組件成(chéng)本較高,光伏系統工程進(jìn)度受建築總體進(jìn)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。除了光伏玻璃幕牆以外,光伏外牆、光伏遮陽蓬等也可以進(jìn)行建築立面(miàn)安裝。
水平屋頂
傾斜屋頂
光伏采光頂
光伏幕牆
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(xiàng)是困擾農戶的重點問題。“光伏農業大棚”,有望解決這(zhè)一難題。由于夏季的高溫,在6~9月份衆多品類的蔬菜無法正常成(chéng)長(cháng),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(guò)多的熱量進(jìn)去大棚;在冬季和黑夜的時候,則能(néng)阻止大棚内的紅外波段的光向(xiàng)外輻射,降低晚上溫度下跌的速度,起(qǐ)到保溫的作用。“光伏農業大棚”能(néng)供給農業大棚内照明等所需電力,剩餘的電力還(hái)能(néng)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(chéng)長(cháng),同時發(fā)電;黑夜LED系統應用白日所發(fā)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(hái)可以爲養魚提供良好(hǎo)的遮擋作用,較好(hǎo)地解決了發(fā)展新能(néng)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(fā)電系統。
光伏農業大棚
光伏魚塘
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