什么是分布式光伏发电?
光伏分布式发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。然而分布式发电对如何最大化太阳能发电量、如何保证电网安全也提出了严格要求,这一过程光伏逆变器的功能性和稳定性也显得异常关键。
分布式光伏发电系统可安装在屋顶和地面上,对于地面电站和水泥屋顶来说,每平方米可安装50-70瓦的组件;对于彩钢板屋顶和坡屋顶来说每平方米可安装80-100瓦组件。分布式光伏发电系统每瓦每年的发电量在0.8-到1.6度之间,根据当地峰值日照时数和分布式光伏发电系统的效率而存在一些差异。
分布式发电与太阳能发电的区别,主要有以下二个方面:
二者的定义内容不同。分布式发电通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。而太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。
二者所包括的范围不同。分布式发电主要包括:以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电、风力发电、生物质能发电等。而太阳能发电有两大类型:一类是太阳光发电(亦称太阳能光发电),另一类是太阳热发电(亦称太阳能热发电)。
【集中式光伏电站的特点】集中式基本原则:充分利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源构建大型光伏电站,接入高压输电系统供给远距离负荷。
主要区别在于电站的规模,集中式一般指的是大型地面电站,离负荷中心较远;而分布式一般位于负荷中心附近,可就地消纳,规模也比较小一些。
分布式光伏电站选址需要考虑技术问题有:
1、建筑物的高度:太高的建筑,是不适合安装的光伏组件的。为什么呢,原因有三:
1)光伏组件单体面积大,越高风荷载越大;
之前,很多省份出台了太阳能热水器安装的管理规定,要求12层以下的建筑必须安装太阳能热水器
12层的建筑大概40m,风速、风压会高于地面。与太阳能热水器比起来,光伏阵列的单体面积大的多,风荷载也会大很多。
目前,并没有说多高以上的建筑不能安装,但高层建筑上安装,一定要充分考虑风荷载,算算支架和基础的抗风能力和承载力。
2)施工难度大,二次搬运费用高
施工时,光伏组件和汇流箱是要运到楼顶的。采用吊车吊还是人工搬运?这要看建筑物周边的具体情况。但毫无疑问,建筑物越高,二次搬运费用越高。
3)运行维护费用高
光伏项目不是装在屋顶上不用管,就只等着收钱的项目。检修、清洗、更换设备等等,建筑物越高成本就越高。
基于以上三个原因,不建议在高层建筑上安装开展光伏项目。
2、屋顶的可利用面积
屋顶的可利用面积直接决定了项目规模的大小,而规模效应直接影响项目的投资、运行成本和收益。
如果建筑物的所有者在自己的屋顶建设项目,采用现有工人代维的方式,不设单独的运维人员;项目所发电量直接被使用,收益不需要分享。这种情况,规模小点是可以接受的。
如果电力公司开展投资项目,就必须要综合考虑项目的投资规模效益、后期运维、收益分享模式等因素,进行项目收益测算。
考虑可利用面积时,要充分考虑女儿墙、屋顶构筑物和设备的遮挡。我曾见过女儿墙约1.5m的屋顶,周边都是广告牌的屋顶,布满中央空调和太阳能热水器的屋顶。年份越久的屋顶,可利用面积的比例越少。一般1万m2的可利用面积,彩钢瓦我会按800kW考虑,混凝土按600kW考虑。
3、屋顶的类型与承载力
常见的屋顶类型分混凝土和彩钢瓦两种(也有瓦房屋顶,但不常见,暂不考虑),未来设计中将采用不同的技术方案。
分布式光伏电站选址考虑的问题(图表)
由于采用不同的基础形式和安装方式,屋顶所承受的恒荷载和活荷载的计算方法也是不一样的。
另外,混凝土屋顶需要考虑原有的防水措施,彩钢瓦要考虑瓦型、朝向等因素。
4、屋顶的年限
混凝土屋顶的使用年限较长,一般情况下能保证光伏电站25年的运营期;而彩钢瓦的使用年限一般在15年左右,这样就需要考虑一笔电站转移费用了。
3、接入方式和电压等级
接入方式分单点接入和多点接入;电压等级一般分380V、10kV和35kV。对于不同接入方式、电压等级,电网公司的管理规定是不一样的,如:
电网公司接收接入申请受理到告知业主接入系统方案确认单的时间为:单点并网项目20个工作日、多点并网项目30 个工作日。
以380 V接入的项目,接入系统方案等同于接入电网意见函;以35 kV、10 kV接入的项目,则要分别获得接入系统方案确认单、接入电网意见函,根据接入电网意见函开展项目备案和工程设计等工作,并在接入系统工程施工前,要将接入系统工程设计相关资料提交客户服务中心,根据其答复意见开展工程建设等后续工作。
1、全部自用:光伏设备发电的电量全部自用,不进行并网;
2、自发自用,余电上网:光伏设备发电的电量,部分电量自用,剩余电量进行并网;
3、全额上网:光伏设备发电的电量全部并网。
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目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网,与公共电网一起为附近的用户供电。
分布式光伏发电系统应用范围:可在农村、牧区、山区,发展中的大、中、小城市或商业区附近建造,解决当地用户用电需求。
分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。
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太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的器件,这种光电转换的过程通常叫作“光生伏打效应”,太阳能电池又称为“光伏电池”。
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与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,从而在其两端闭合时便产生电能,这种现象被称为“光生伏打效应”简称光伏效应。
分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过连接电网来调节。