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家庭安裝太陽能家用發電系統效益分析

2016年01月19日

要安裝一個能發電的系統非常簡單,主要需要五樣東西:

1.太陽能電池板(solarpanels)

2.太陽能支架(mountingsystem)

3.電纜線(cables)

4.光伏逆變器(solarinverter)

5.電網公司負責安裝的計量電表(Meter)

 

在這里解釋一下光伏逆變器:通過太陽能電板發的電是直流電,家用電器無法直接使用,必須通過逆變器轉化為交流電才可以家用。

接下來需要考慮系統的設計,由于家用系統的裝機容量(MaximumInput)一般在1-5千瓦左右,系統設計和安裝都很簡單,逆變器則根據裝機容量相應地選擇1-5千瓦規格的機器就可以。

下面以一個5KW的家用系統為例:

1.太陽能電池板(組件)的選擇

目前市面上的太陽能電池分為非晶硅和晶體硅。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換效率來看是:單晶硅(最高可達17%)>多晶硅(12~15%)>非晶硅(5%左右)。晶體硅(單晶硅和多晶硅)的在弱光下基本上不會有電流產生,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的系統就需要20塊電池板。

2.支架的選擇

太陽能光伏支架是太陽能光伏發電系統中為了擺放,安裝,固定太陽能面板設計的特殊的支架。一般材質有鋁合金,不銹鋼,經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太陽光線的季節性變化做出一定的調整,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,調整斜面以適應光線的不同角度,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動裝置,能像向日葵一樣隨著太陽的轉動自身調整角度,光能利用率高,但相對的成本也比較高。在國內,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。

3.電纜的選擇

在上文有說到,逆變器是將太陽能電池板所產生的直流電轉換為交流電,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(DC側),直流側需要使用光伏專用的直流電纜(DC電纜)。另外就光伏應用而言,太陽能系統常常會在惡劣環境條件下使用,如強烈的紫外線、臭氧、劇烈的溫度變化和化學侵蝕等情況。這就規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用的專用電纜,這將會影響到整個系統的使用壽命。一個5KW的系統對于光伏直流電纜線徑的一般為4mm2或6mm2。

4.逆變器的選擇

首先考慮太陽能電池板的朝向,如果鋪設的組件朝向不一致,例如:國內永遠是朝南,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。然后根據裝機容量相應地選擇相同規格的逆變器就可以了。一個5KW的系統可以選擇使用一臺5KW的雙路MPPT追蹤逆變器,固德威光伏逆變器有一款5KW的雙路MPPT追蹤逆變器,非常適用于該家用屋頂太陽能系統。另外固德威光伏逆變器還研發生產了1-4.6KW單相單路,3.6-4.6單相雙路,4-6KW小型三相雙路,10-30KW三相雙路逆變器,能滿足不同規模的家用屋頂太陽能發電系統。

5.電網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據存儲起來。安裝雙向電表的原因是由于光伏發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,電表需要計量一個數字;在光伏發電不能滿足需求時則需要使用電網的電,這又需要計量另一個數字,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。

 

在采購完后,由于家用布線和系統設計簡單,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。

如果家里有自己的花園游泳池或者高科技農莊什么的可以選擇一套10-20KW的家用系統,通常20KW的系統需要大概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雜一些,需要找專業的系統集成商,綜合考慮布線,結合逆變器端口,各地天氣等因素來設計并完成施工。

 

一個系統安裝完畢后,業主最關心的應該是投資回報期限。分析一個系統的收益,需要考慮業主自用電,余電上網和政府補貼等幾個方面。全國范圍內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電也有不同程度的補貼政策。假設系統安裝在上海市,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,投入成本大約在5萬元左右,年發電量可達7000度。按照國家補貼和上海市的地方補貼,業主在前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,每年節約電費2776.5元。由于系統發電量已經超過用電量,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,整個系統有望在第6年收回成本投入,并實現盈利。

來源:保定利索新能源有限公司
保定利索新能源有限公司
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