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太陽(yáng)能光伏發(fā)電及建筑應(yīng)用技術(shù)目錄當(dāng)前能源形勢(shì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電光伏產(chǎn)品與建筑的結(jié)合國(guó)內(nèi)外并網(wǎng)光伏政策國(guó)內(nèi)外光伏建筑一體化工程展示光伏建筑一體化設(shè)計(jì)規(guī)范光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)關(guān)懷結(jié)語(yǔ)一當(dāng)前能源形勢(shì)人類利用能源的種類常規(guī)能源
煤石油天然氣等可再生能源水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒊毕堋⑸镔|(zhì)能等從十六世紀(jì)至今世界人口:5億60億增加了12倍能源消耗:1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年150億噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年增加了150倍現(xiàn)今我們消耗的能源75%來自礦物燃料(煤,石油和天然氣),其余的來自水能,核能及可再生能源(5%)。據(jù)估計(jì)到2020年能源消耗將達(dá)到195億噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年。石油將在43年內(nèi)耗盡,天然氣為66年,煤169年。為此,我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真計(jì)劃如何確保能源以可持續(xù)的方式供應(yīng)。人類能源結(jié)構(gòu)的變革DataResource:趙玉文<我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)及思考>2004年歐洲JRC預(yù)測(cè)本世紀(jì)內(nèi)常規(guī)能源及新能源發(fā)展趨勢(shì)年份201020202030204020502100比例1:92:83:74:65:58:2悄然走來的化石燃料峰值A(chǔ)SPO對(duì)世界油氣開采峰值的最新預(yù)測(cè)化石燃料的生產(chǎn)峰值在2030年附近到來,因此加緊開發(fā)以太陽(yáng)能為代表的可再生能源非常必要。石油天然氣峰值-2015-2030年間4我國(guó)各種能源儲(chǔ)采比與世界比較
原來我們擁有如此美妙的太陽(yáng)太陽(yáng)結(jié)構(gòu)東方紅太陽(yáng)升,太陽(yáng)是地球生存和發(fā)展的源泉太陽(yáng)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)是一個(gè)巨大且熾熱的氣體球,它的直徑約為1.4×106km,是地球直徑的倍,它一刻不停地向地球發(fā)射出它美麗的光芒………太陽(yáng)結(jié)構(gòu)1.核反應(yīng)區(qū):
高溫(1500萬K)、高壓下的熱核反應(yīng)2.吸收層:能量傳遞(70萬K)3.對(duì)流層:能量傳遞(6000K)4.太陽(yáng)大氣
(A)光球?qū)?6000K,肉眼看到的發(fā)光體,黑子、光斑;
(B)色球?qū)?數(shù)萬K,紅色的太陽(yáng)大氣圈,日珥、耀斑;
(C)日冕層:100萬K,稀薄的大氣,離子流太陽(yáng)結(jié)構(gòu)圖太陽(yáng)輻射太陽(yáng)能光譜分布(a)大氣層以外;(b)在海平面;(c)在5900K時(shí)的黑體輻射太陽(yáng)輻射能
太陽(yáng)輻射來源于在高溫高壓下進(jìn)行的熱核聚變反應(yīng),通過熱核反應(yīng),太陽(yáng)一刻不停的向四周空間放射出巨大的能量。太陽(yáng)的能源主要來自兩種熱核反應(yīng),分別是:碳-氦循環(huán)和質(zhì)子-質(zhì)子循環(huán)。總能量巨大:Pw=1373W/(空間),1090W/(地球水平面,赤道,中午)色彩豐富:壽命無限:=年地球默默地繞日運(yùn)動(dòng)光電:
光伏發(fā)電,光熱發(fā)電,熱離子發(fā)電,光溫差發(fā)電光熱:高溫,中溫,低溫光生物:光合作用光動(dòng)力:風(fēng)能,水能光化學(xué):光合成,光分解光—光:照明,激光太陽(yáng)能利用分類中國(guó)豐富的太陽(yáng)能資源中國(guó)豐富的太陽(yáng)能資源按4類地區(qū)劃分,我國(guó)不同地區(qū)的太陽(yáng)能年輻射總量(MJ/m2)分別為:一類:大于6700MJ/m2二類:5400—6700MJ/m2三類:4200—5400MJ/m2四類:小于4200MJ/m2,四川、貴州前三類地區(qū)占國(guó)土面積的76%.低值中心:3340MJ/m2,四川西南、貴州北部最高值:9200MJ/m2,西藏南部南京發(fā)展太陽(yáng)能的有利條件
南京地理緯度31.2度,地勢(shì)平坦,大氣的能見度較高,年平均氣溫15.7℃,有較豐富的太陽(yáng)能資源,每平方米水平面上可獲得的年平均太陽(yáng)輻射能為4657兆焦/(平方米?年)。南京的太陽(yáng)輻射能與上海、合肥、杭州、南昌等周邊省會(huì)城市相近,比倫敦、柏林好得多,與日本東京、京都、大阪類似。編號(hào)國(guó)家城市峰值日照時(shí)數(shù)1西班牙馬德里4.2722美國(guó)紐約3.9123加拿大多倫多3.6724中國(guó)南京3.645美國(guó)波士頓3.5046日本東京3.3367瑞士日內(nèi)瓦3.3368加拿大溫哥華3.1449英國(guó)倫敦2.54410法國(guó)波恩2.92811比利時(shí)布魯塞爾2.784南京與部分國(guó)際大都市日照資源的比較編號(hào)城市年平均峰值日照時(shí)數(shù)(小時(shí))1南京3.642上海3.543合肥3.484贛州3.425慈溪3.316福州3.307南昌3.298杭州3.14南京與周邊省會(huì)城市日照資源的比較
二太陽(yáng)能光伏發(fā)電內(nèi)容概要2.1.太陽(yáng)能光伏發(fā)展歷程2.2.全球光伏發(fā)展2.3.中國(guó)光伏發(fā)展2.4.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.5.光伏電池及組件分類2.6.光伏組件設(shè)計(jì)2.7.設(shè)計(jì)依據(jù)2.8.光伏組件工藝流程設(shè)計(jì)2.9.光伏組件質(zhì)量檢驗(yàn)及評(píng)價(jià)2.1太陽(yáng)能光伏發(fā)展歷程1839年,法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾(Becqurel)發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”,簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。1876年,亞當(dāng)斯等在金屬和硒片上發(fā)現(xiàn)固態(tài)光伏效應(yīng)。1883年,制成第一個(gè)“硒光電池”用作敏感器件。1930年,肖特基提出Cu2O勢(shì)壘的“光伏效應(yīng)”理論。同年,朗格首次提出用“光伏效應(yīng)”制造“太陽(yáng)電池”實(shí)現(xiàn)由太陽(yáng)光變成電能。1931年,布魯諾將銅化合物和硒銀電極浸入電解液,在陽(yáng)光下帶動(dòng)了一個(gè)電動(dòng)機(jī)。1932年,奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽(yáng)電池。1941年,奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)。1954年,恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室,首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池,效率為6%。同年,韋克爾首次發(fā)現(xiàn)砷化鎵有光伏效應(yīng),同年,在玻璃上沿積硫化鎘薄膜,制成了第一塊薄膜太陽(yáng)電池。1955年,吉尼和羅非斯基進(jìn)行材料的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化設(shè)計(jì)。1955年,第一個(gè)光電航標(biāo)燈問世。1955年,美國(guó)RCA研究砷化鎵太陽(yáng)電池。1957年,硅太陽(yáng)電池效率達(dá)8%。1958年,太陽(yáng)電池首次在空間應(yīng)用,裝備美國(guó)先鋒1號(hào)衛(wèi)星。1959年,第一個(gè)多晶硅太陽(yáng)電池問世,效率達(dá)5%。1960年,硅太陽(yáng)電池首次實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。1962年,砷化鎵太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)13%。1969年,薄膜硫化鎘太陽(yáng)電池效率達(dá)8%。1972年,羅非斯基研制出紫光電池,效率達(dá)16%。1972年,美國(guó)宇航公司背場(chǎng)電池問世。1973年,砷化鎵太陽(yáng)電池效率達(dá)15%。1974年,COMSAT研究所提出無反射絨面電池,硅太陽(yáng)電池效率18%。1975年,非晶硅太陽(yáng)電池問世。同年,帶硅電池效率6~10%。1976年,多晶硅太陽(yáng)電池效率10%。1978年,美國(guó)建成100KW太陽(yáng)能地面光伏電站。1980年,單晶硅太陽(yáng)電池效率20%,砷化鎵電池22.5%,多晶硅電池14.5%,硫化鎘電池9.15%。1983年,美國(guó)建成1KW光伏電站,冶金硅(外延)電池效率11.8%。1986年,美國(guó)建成6.5KW光伏電站。1990年,德國(guó)提出“2000個(gè)光伏屋頂計(jì)劃”,每個(gè)家庭的屋頂裝3~5KW光伏電池。1995年,高效聚光砷化鎵太陽(yáng)電池效率達(dá)32%。1997年,美國(guó)提出了“克林頓總統(tǒng)百萬太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”,在2010年以前為100萬戶居民每戶安裝3~5KW光伏電池。由太陽(yáng)能光伏屋頂向電網(wǎng)供電、電表反轉(zhuǎn);無太陽(yáng)時(shí)電網(wǎng)向家庭供電,電表正轉(zhuǎn)。家庭只需交“凈電費(fèi)”。1997年,日本“新陽(yáng)光計(jì)劃”提出到2010年日本將生產(chǎn)43億瓦光伏電池。單晶硅光伏電池效率達(dá)24.7%。荷蘭政府提出“荷蘭百萬個(gè)太陽(yáng)光伏屋頂計(jì)劃,計(jì)劃到2020年完成。多晶硅光伏電池總產(chǎn)量第一次超過單晶硅太陽(yáng)電池而成為世界光伏電池之王。1999年,日本太陽(yáng)電池總產(chǎn)量第一次超過美國(guó)而居世界之首,其中85%用于太陽(yáng)能光伏建筑集成。2000年,世界光伏產(chǎn)量達(dá)287MW,歐洲聯(lián)盟計(jì)劃到2010年生產(chǎn)60億瓦光伏電池。日本三洋公司研制非晶硅/單晶硅/非晶硅雙異質(zhì)結(jié)HIT太陽(yáng)電池效率超過21%。2002年,HIT電池21%,back-connectedsolarcell20%2003年,back-connectedsolarcell21.5%,在250倍聚光條件下效率達(dá)到27%.GaAs電池在聚光條件下達(dá)到36.9%。在1SUN條件下達(dá)到30.2%。世界太陽(yáng)電池總產(chǎn)量達(dá)760MW。第一塊光伏電池:1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室第一塊硅太陽(yáng)電池效率6%。第一塊空間電池:1957年美國(guó)先鋒2號(hào)人造衛(wèi)星第一個(gè)地面光伏電站:1970美國(guó)麻省理工學(xué)院MIT第一個(gè)光伏計(jì)劃:1974年美國(guó)能源部:“太陽(yáng)能光伏電池十年發(fā)展規(guī)劃”第一個(gè)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃:1990年德國(guó)
“2000個(gè)光伏屋頂計(jì)劃”光伏電池發(fā)展歷史國(guó)際光伏研發(fā)成長(zhǎng)曲線HistoricalRoleYear世界各類太陽(yáng)電池實(shí)驗(yàn)室最高效率電池種類轉(zhuǎn)換效率(%)研制單位備注單晶硅太陽(yáng)電池25澳大利亞新南威爾士大學(xué)4cm2背接觸聚光單晶硅電池26.8±0.8美國(guó)SunPower公司96倍聚光GaAs多結(jié)電池40.7±1.7Spectrolab聚光電池多晶硅太陽(yáng)電池20.3±0.5德國(guó)弗朗霍夫研究所1.002cm2InGaP/GaAs30.28±1.2日本能源公司4cm2非晶硅太陽(yáng)電池14.5(初始)±0.7美國(guó)USSC公司0.27cm212.8(穩(wěn)定)±0.7CIGS19.5±0.6美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室0.41cm2CdTe16.5±0.5美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室1.032cm2多晶硅薄膜電池16.6±0.4德國(guó)斯圖加特大學(xué)4.017cm2納米硅太陽(yáng)電池10.1±0.2日本鐘淵公司2微米厚膜染料敏化電池11.0±0.5EPFL0.25cm2HIT22.3日本三洋公司
2.2.全球光伏發(fā)展日本光伏發(fā)電目標(biāo)DataResource:《日本光伏發(fā)展及規(guī)劃》田端祥久日歐美的削減成本計(jì)劃比較歐盟目標(biāo)與日本DataResource:<日本光伏發(fā)展及規(guī)劃>田端祥久歐盟目標(biāo)與日本歐盟目標(biāo)與日本商業(yè)化晶硅電池所使用硅片的厚度持續(xù)降低降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶硅太陽(yáng)電池成本的有效技術(shù)措施,是光伏技術(shù)進(jìn)步的重要方面。30多年來,太陽(yáng)電池硅片厚度從70年的450~500μm降低到目前的180~200μm,降低了一半以上,硅材料用量的大幅度降低對(duì)太陽(yáng)電池成本降低起到了重要作用,是技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)成本降低的重要范例之一。下圖為近年來光伏電池所消耗的硅原料的下降趨勢(shì)(t/GW)光伏發(fā)電的成本分析
晶體硅光伏組件最優(yōu)制造成本
晶體硅光伏組件平均制造成本
DataSource:PhotonInternationalJanuary2008全球光伏組件價(jià)格預(yù)測(cè)2005200620072008200920102011光伏電池年產(chǎn)量(GW)1.72.64.06.110.215.120.5年增幅44%58%53%54%66%48%36%組件平均出廠價(jià)($/W)3.54.13.93.63.53.33.2組件平均銷售價(jià)($/W)3.74.34.13.83.73.53.3組件價(jià)格年增幅14%16%-5%-7%-4%-4%-6%光伏系統(tǒng)裝機(jī)平均價(jià)格($/W)7.17.87.57.06.66.25.9系統(tǒng)裝機(jī)價(jià)格年增幅-2%9%-3%-8%-6%-5%-6%全球光伏產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值(十億$)122030436794121DataResource:PhotonInternationalJanuary2008光伏組件零售價(jià)格曲線圖
PHOTOVOLTAICMODULERETAILPRICES
(DEC2001-MAR2009)2010年太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本下降趨勢(shì)DataResource:BasedonPhotoninternational國(guó)家和地區(qū)上網(wǎng)電價(jià),歐元/kWh實(shí)施時(shí)間德國(guó)0.55(平均)20比利時(shí)0.4520希臘0.4920意大利0.4520葡萄牙0.4415西班牙0.4225華盛頓州(美國(guó))0.43(美元)10加利福尼亞州(美國(guó))0.50(美元)3韓國(guó)0.5815(1)德國(guó):購(gòu)電法
(2)日本:補(bǔ)貼法(3)美國(guó):混合法全球:光伏產(chǎn)量變化世界光伏產(chǎn)量變化(GW)資料:上海交通大學(xué)太陽(yáng)能研究所<中國(guó)光伏組件市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告>光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)全球光伏產(chǎn)量曲線圖數(shù)據(jù)來源:中國(guó)光伏發(fā)展研究報(bào)告(2006-2007)全球:商品化電池種類比例逐年變化DataResource:PhotonInternationalMarch20082008年全球20大太陽(yáng)能電池生產(chǎn)商排行榜2008年全球年裝機(jī)量及累計(jì)裝機(jī)量(MW)全球2000-2008年均復(fù)合增長(zhǎng)率45%年裝機(jī)量累計(jì)裝機(jī)量數(shù)據(jù)來源:SolarGenerationV–2008,EPIAandGreenpeaceSolarPlaza薄膜電池與晶硅電池比對(duì)----高效太陽(yáng)電池榜單晶硅電池:理論上限33%,實(shí)驗(yàn)室最高效率24.7%,
工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)效率15%.多晶硅電池:實(shí)驗(yàn)室最高效率19.8%,工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)效率~14%.非晶硅電池:實(shí)驗(yàn)室效率~15%,
工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)效率5.5~7.5%.GaAs太陽(yáng)電池:理論上限28.5%,目前最高水平~24.7%.CdTe太陽(yáng)電池:實(shí)驗(yàn)室水平~16.5%,中試10%微晶/非晶硅電池小組件效率15%,面積1000cm2,μc-Si生長(zhǎng)速度2.5nm/s大面積:s=2×2m2,η=8%柔性電池:η=8%,s=0.9cm2GlassSubstrateIa-Si:Hp+a-Si:Hn+a-Si:HMetalcontactTCOCIS電池η=17%(1cm2)η=18%(10cm2)η=16%柔性襯底η=15%(27.1cm2)Ⅲ-Ⅴ族:砷化鎵銦電池(2010年)鈦膜柔性襯底3級(jí)電池效率η=35%(1個(gè)太陽(yáng));η=45%(1000倍聚光)組件效率36%(1000倍聚光),光學(xué)效率>8%,散熱效率<0.2kcm2/W4級(jí)電池效率η=39%(1個(gè)太陽(yáng));η=48%(1000倍聚光)光敏化電池疊層電池η=15%(1cm2)高穩(wěn)定性DSC電池η=8%(30×30cm2),初始衰減<10%柔性薄膜有機(jī)光敏化電池η=10%(1cm2)ac-Si:H非晶硅/光敏化疊層電池η=12%(100cm2)第三代納米nc-Si/SiC電池η>9%,Voc=0.65-1.05V有機(jī)薄膜太陽(yáng)電池疊層有機(jī)薄膜電池η=5%(1cm2,2007年);η=8.5%(2009年)富勒球有機(jī)薄膜電池η=4.8%(1cm2)1.體積小、重量輕。單位重量比功率:100-1000W/kg2.壽命長(zhǎng):20-50年(工作25年,效率下降20%)3.零排放:無工質(zhì)消耗,無噪聲,無污染4.運(yùn)行可靠,使用安全,免維護(hù)5.資源廣泛(有太陽(yáng)就有電),分布式電站6.規(guī)模大小皆宜,100W-100GW7.能量回收期短:0.8-3.0年;能量增值效應(yīng)明顯:8-30倍8.光伏電含金量高:晴天發(fā)電可調(diào)峰9.安裝容易,建設(shè)周期短10.降價(jià)潛力大:→1$/Wp,6€/Kwh光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)保障國(guó)家能源安全。作為高新技術(shù)和新能源產(chǎn)業(yè),光伏產(chǎn)業(yè)已成為許多國(guó)家新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。光伏產(chǎn)業(yè)促進(jìn)國(guó)家及地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。光伏產(chǎn)業(yè)可以提供重要的就業(yè)機(jī)會(huì)。農(nóng)村電氣化可以解決無電人口的用電問題,促進(jìn)邊遠(yuǎn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。光伏發(fā)電成本迅速下降,在不遠(yuǎn)的將來便能和常規(guī)發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)光伏的優(yōu)越性-經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益光伏發(fā)電的缺點(diǎn):成本高(現(xiàn)在每千瓦3萬元,帶蓄電池4-6萬元);能量密度低(峰值輻射每平方米1KW,滿發(fā)電100瓦);發(fā)電時(shí)數(shù)低(每年滿功率1500小時(shí));不連續(xù),受天氣影響,要求連續(xù)、可調(diào)度存在儲(chǔ)能問題。電力調(diào)節(jié)較復(fù)雜國(guó)際太陽(yáng)能光伏發(fā)電售價(jià)預(yù)測(cè)光伏發(fā)電的十八種功能扶貧能源☆軍用能源☆※便攜式能源☆削峰能源※應(yīng)急能源☆※建材能源☆※△屋頂能源☆※△百姓能源☆※△分布式能源☆※△戰(zhàn)略儲(chǔ)備能源☆※△景觀能源☆※沙漠能源※△濱海能源※△道路能源※△太空能源☆△清潔能源☆※△安全能源☆※△和平能源☆※△☆獨(dú)立能源/補(bǔ)充能源※并網(wǎng)電站/替代能源△支柱能源能源需求公式蓄能技術(shù):抽水蓄能、蓄電池、超級(jí)電容、超導(dǎo)蓄能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、制氫儲(chǔ)能光伏技術(shù)的目標(biāo)獨(dú)立電源→并網(wǎng)電源特殊能源→補(bǔ)充能源補(bǔ)充能源→替代能源替代能源→主力能源2.3.中國(guó)光伏發(fā)展光伏技術(shù)進(jìn)步的方向高效率:理論效率與實(shí)際效率長(zhǎng)壽命:理論壽命與實(shí)際壽命,加速老化試驗(yàn)的理論依據(jù)高可靠:光聚合,光老化的機(jī)理低成本:原料成本、工藝成本、管理成本零污染:污染的產(chǎn)生與治理,清潔生產(chǎn)硬件方面光伏材料:晶體材料、薄膜材料、輔助材料等光伏器件/組件:各種光伏電池,各種光伏組件;剛性、柔性配套系統(tǒng)BOS系統(tǒng)部件:各種逆變器、控制器、蓄電池系統(tǒng)應(yīng)用:空間、地面、BIPV、并網(wǎng)、荒漠電站、濱海電站科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備、生產(chǎn)裝備及檢測(cè)分析裝備軟件方面光伏基礎(chǔ)研究(研究機(jī)構(gòu))計(jì)算機(jī)仿真優(yōu)化軟件書刊、雜志、多媒體政策、法規(guī)及規(guī)劃研究標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)光伏技術(shù)教育和培訓(xùn)現(xiàn)有基礎(chǔ)上建設(shè)以光伏為主體的分布式電網(wǎng)(1)南北光伏帶(2)東西光伏帶(3)多能互補(bǔ)穩(wěn)定電網(wǎng)(火電、風(fēng)電、核電、光電)(4)由多種蓄能技術(shù)支持分布式電網(wǎng)能源需求電氣化三步曲(1)家庭電氣化——光伏建筑結(jié)合BIPV(2)工業(yè)電氣化——光伏建筑結(jié)合BIPV,荒漠電站,濱海電站(3)交通電氣化——道路電站第一階段——獨(dú)立光伏系統(tǒng):
100W-100KW,滿足邊遠(yuǎn)無電地區(qū)用電。無需遠(yuǎn)距離輸電;價(jià)格:3-5$/Wp光伏發(fā)電的五個(gè)實(shí)施階段中-韓合作項(xiàng)目西藏羊八井100KWp大規(guī)模光伏電站,2005第二階段——并網(wǎng)光伏屋頂:1KW-10MW,在城市或鄉(xiāng)村中并網(wǎng)運(yùn)行,提供削峰電力。利用建筑物屋頂、外墻和現(xiàn)成的供電線路,節(jié)省土地和線路投資;價(jià)格:2-3$/Wp第三階段——沙漠光伏電站:1MW-1GMW,在沙漠、戈壁建造并網(wǎng)光伏電站。充分利用陽(yáng)光,改造沙漠;價(jià)格:1.5-2$/Wp德國(guó)Goettelborn4MW
光伏電站第四階段——濱海光伏電站:
10MW-10GW,靠近沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市供電。節(jié)省輸電成本,發(fā)展電解制氫、貯氫規(guī)模化生產(chǎn)、啟動(dòng)氫能經(jīng)濟(jì)和海洋經(jīng)濟(jì);
價(jià)格:1-1.5$/Wp第五階段——道路光伏電站:10GW—1000GW,建設(shè)道路光伏頂棚電站,發(fā)展電動(dòng)交通;價(jià)格:<1$/Wp
光伏電站評(píng)價(jià)指標(biāo):每平方公里每年發(fā)多少度電?Epvkwh/km2?a每度電成本是多少?Cpv元/kwh穩(wěn)定可靠工作多少年?Tpv年年維護(hù)成本是多少?Mpv元/a能量回收期有多長(zhǎng)?ER年光伏建筑結(jié)合BIPV評(píng)價(jià)指標(biāo):系統(tǒng)初投資系統(tǒng)穩(wěn)定工作年限上網(wǎng)電價(jià)
評(píng)價(jià)光伏發(fā)電的基本指標(biāo)規(guī)劃年份20042010202020302050小水電裝機(jī)/萬KW3400500075001000020000年發(fā)電量/億KW.h10001545230032006400風(fēng)裝機(jī)/萬KW7650030001000040000年發(fā)電量/億KW.h11.410569023009200生物質(zhì)能裝機(jī)/萬KW2005502000500010000年發(fā)電量/億KW.h51.821283522505000光伏發(fā)電裝機(jī)/萬KW6.530180100010000年發(fā)電量/億KW.h0.784.221.61401500可再生能源比例6.5(3)10(4.2)16(8)20(14.6)30(22.5)注:按照1KW.h=350g標(biāo)準(zhǔn)煤折算,括號(hào)內(nèi)不包括大水電DataResource:中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2007中國(guó)光伏發(fā)電量增長(zhǎng)速率逐年變化中國(guó)光伏發(fā)電增長(zhǎng)速率世界光伏發(fā)電增長(zhǎng)速率光伏發(fā)電占總發(fā)電量的比例年份中國(guó)比例(%)世界比例(%)20100.0150.120200.0481.220300.231020401.072520501.6250中國(guó)光伏發(fā)電量展望:
中國(guó)規(guī)劃VS世界平均水平
中國(guó)光伏裝機(jī)容量展望:
中國(guó)規(guī)劃VS世界平均水平中國(guó)光伏電池產(chǎn)量成長(zhǎng)曲線圖2008年中國(guó)電池產(chǎn)量2GW。占世界電池總產(chǎn)量5.456GW的36.7%,仍然躍居世界第一位Source:SolarOutlookNuvigantConsulting2009/2/232007全球光伏產(chǎn)業(yè)分布2007光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量分布中國(guó)歷年裝機(jī)和累計(jì)裝機(jī)情況西芷陽(yáng)光計(jì)劃;光明工程;通電到鄉(xiāng)工程;村村通電工程;城市中兆瓦級(jí)電站:深圳,崇明島;光伏建筑一體化:上海,北京中國(guó)的光伏應(yīng)用現(xiàn)狀海外上市的中國(guó)十大光伏企業(yè)名單中國(guó)光伏發(fā)展情況公司名稱上市時(shí)間上市地點(diǎn)股票代碼發(fā)行價(jià)融資總額無錫尚德浙江昱輝蘇州阿特斯常州天合江蘇林洋河北晶澳南京中電江西賽維保定英利江陰浚鑫05-12-1506-8-806-11-906-12-1906-12-2107-2-707-5-1707-6-407-6-807-7-6紐交所倫敦創(chuàng)業(yè)板納斯達(dá)克紐交所納斯達(dá)克納斯達(dá)克納斯達(dá)克紐交所紐交所英國(guó)倫敦STPSOLACSIQTSLSOLFJASOCSUNLDKYGEJHL$15$1.5$15$18.5$12.5$15$11$27$10.81.53歐元4億美元5000萬美元1.155億美元9800萬美元1.5億美元2.25億美元9350萬美元4.69億美元3.19億美元3050萬英鎊中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀隨著國(guó)際光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)同樣進(jìn)入了高速增長(zhǎng)時(shí)期。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)正以每年30~40%的速度增長(zhǎng)。全球前25家太陽(yáng)電池生產(chǎn)商中有8家是中國(guó)企業(yè)。十余家中國(guó)企業(yè)先后在海外上市。產(chǎn)業(yè)鏈呈一個(gè)倒金字塔形,硅材料產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足光伏產(chǎn)業(yè)的需要。2.4.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.4.1太陽(yáng)電池的原理2.4.2太陽(yáng)電池單體、組件、方陣2.4.1太陽(yáng)電池的原理光生伏打效應(yīng):1839年法國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家EdmundBacquerel發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”(原理圖)太陽(yáng)電池是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件2.4.1太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)及工作原理
反射光通過風(fēng)實(shí)現(xiàn)熱量
對(duì)流和散發(fā)
透射光
轉(zhuǎn)化成電能陽(yáng)光被太陽(yáng)電池板吸收后:一部分變成電能,另一部分變成熱能光伏系統(tǒng)組成光伏產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)2.4.2太陽(yáng)電池單體、組件、方陣2.5.光伏電池及組件分類2.5.1光伏電池分類2.5.2光伏電池組件分類
太陽(yáng)電池分類(材料分類)
單晶硅太陽(yáng)電池晶體硅太陽(yáng)電池
多晶硅太陽(yáng)電池
(CrystalSiliconSolarCell)
帶狀硅太陽(yáng)電池
按基體材料分類BasedonMaterials
非晶硅太陽(yáng)電微晶硅薄膜太陽(yáng)電池
多晶硅薄膜太陽(yáng)電池
納米晶硅薄膜太陽(yáng)電池
硅薄膜太陽(yáng)電池SiliconThinFilm硒光電池硫化鎘太陽(yáng)電池硒銦銅太陽(yáng)電池碲化鎘太陽(yáng)電池砷化鎵太陽(yáng)電池磷化銦太陽(yáng)電池染料敏化太陽(yáng)電池(DyeSensitizedSolarcell)有機(jī)薄膜太陽(yáng)電池(OrganicSolarCell)化合物太陽(yáng)電池CompoundSolarcell2.5.1光伏電池分類太陽(yáng)電池分類(應(yīng)用分類)空間太陽(yáng)電池剛性襯底柔性襯底地面太陽(yáng)電池光伏傳感器用途分類剛性襯底柔性襯底同質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池肖特基結(jié)太陽(yáng)電池復(fù)合結(jié)太陽(yáng)電池分光太陽(yáng)電池液結(jié)太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)分類
平板太陽(yáng)電池聚光太陽(yáng)電池分光太陽(yáng)電池使用狀態(tài)分類適應(yīng)不同設(shè)計(jì)需求的太陽(yáng)電池不同顏色的太陽(yáng)電池:適應(yīng)不同透光的要求太陽(yáng)電池
雙面玻璃封裝,非晶硅薄膜組件,透光性晶體硅太陽(yáng)電池105適應(yīng)不同透光的要求太陽(yáng)電池
適應(yīng)不同設(shè)計(jì)尺寸和形狀的要求電池適應(yīng)不同形變的柔性太陽(yáng)電池:彎曲的或柔性的太陽(yáng)電池組件2.5.2太陽(yáng)電池組件分類電池材料分類晶體硅電池組件薄膜電池組件封裝類型分類剛性電池組件柔性電池組件半剛性電池透光度分類透光型電池組件不透光型電池與建筑結(jié)合的方式分類屋頂太陽(yáng)電池組件屋檐太陽(yáng)電池組件玻璃幕墻太陽(yáng)電池組件建筑一體化組件剛性封裝單玻璃封裝:玻璃、EVA、TPT、硅橡膠雙玻璃封裝:EVA、硅橡膠滴塑封裝:絕緣襯底,金屬襯底半剛性封裝:全EVA/TPT封裝柔性襯底封裝:不銹鋼薄膜/聚氨酯;聚氨酯襯底/聚氨酯2.6.光伏組件設(shè)計(jì)2.6.1光伏組件設(shè)計(jì)的基本原則
(1)滿足獨(dú)立供電的基本要求:電壓,電流,功率;
(2)適應(yīng)陽(yáng)光直接照射(抗光老化);
(3)便于安裝、運(yùn)輸,使用方便;
(4)便于維護(hù),檢測(cè);
(5)滿足標(biāo)準(zhǔn),便于更換。
2.6.2電氣設(shè)計(jì)
(1)電壓配平(串并聯(lián)優(yōu)化);
(2)電功率配平(串并聯(lián)優(yōu)化);
(3)電氣連接方便可靠;
(4)防漏電,防靜電;
(5)抗雷電;
(6)互聯(lián)條焊接可靠,焊點(diǎn)接觸好;
(7)匯流條阻抗小。2.6.3機(jī)械設(shè)計(jì)
(1)適宜運(yùn)輸;
(2)便于安裝(孔徑、尺寸);
(3)抗震動(dòng);
(4)抗冰雹;
(5)抗灰塵,耐清洗磨擦(自潔透光塑料);
(6)尺寸、形狀符合用戶要求;
(7)封裝材料(鋁框,不銹鋼,塑料)組合成本低,易加工,易批量生產(chǎn)。2.6.4光學(xué)設(shè)計(jì)
(1)封裝材料透過率高(與吸收光譜匹配);
(2)抗光老化;
(3)反紅外光;
(4)發(fā)射率高(紅外光發(fā)射率,即熱沉低)
(5)抗紫外吸收;
(6)有利于可見光吸收(折射、反射);
(7)滿足部分透光要求;
(8)滿足色彩要求。2.6.5化工設(shè)計(jì)
(1)光學(xué)特性;
(2)安全性,無毒害,防火;
(3)工藝可操作性;
(4)抗老化性;
(5)價(jià)格合理;
(6)防腐蝕設(shè)計(jì)。
2.6.6熱學(xué)設(shè)計(jì)主要是散熱設(shè)計(jì)合理。
2.6.7可靠性設(shè)計(jì)
(1)結(jié)構(gòu)可靠;
(2)材料可靠;
(3)工藝可靠;
(4)檢測(cè)可靠。2.6.8工藝設(shè)計(jì)
(1)單體電池檢測(cè)分檔;
(2)焊帶/互聯(lián)選配;
(3)焊接工藝設(shè)計(jì)(互聯(lián)工藝設(shè)計(jì));
(4)材料設(shè)計(jì);
(5)層壓/固化;
(6)裝邊框/接線盒;
(7)檢測(cè)分檔。2.6.9外觀設(shè)計(jì)
符合用戶要求。2.6.10特殊設(shè)計(jì)防鳥,防蟲,防生物。2.7.設(shè)計(jì)依據(jù)國(guó)際、國(guó)內(nèi)地方標(biāo)準(zhǔn)
IEC61215,GB9535,CE,UL……實(shí)用應(yīng)用需要根據(jù)用戶的特殊用途設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)及工藝流程界面設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì)工藝裝備設(shè)計(jì)
2.8.光伏組件工藝流程設(shè)計(jì)
2.9.光伏組件質(zhì)量檢驗(yàn)及評(píng)價(jià)組件檢測(cè)規(guī)范可靠性加速老化設(shè)計(jì)常規(guī)故障及分析
三光伏產(chǎn)品與建筑的結(jié)合
光伏建筑一體化(BiPV)以往建筑物的設(shè)計(jì)對(duì)能源的使用和對(duì)環(huán)境的影響考慮的很少,現(xiàn)存的以極低效率運(yùn)行的建筑物有提高能效的巨大潛力。。BiPV就是將光伏發(fā)電與樓體的建筑結(jié)合在一起。這一概念比以往任何時(shí)候都更有意義,它是一個(gè)充滿活力的全新領(lǐng)域,在保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的同時(shí)提高自己的生活質(zhì)量。BiPV能盡量減少對(duì)環(huán)境的有害影響,在發(fā)展新技術(shù)時(shí)節(jié)約能源與材料,在正確的應(yīng)用下,還會(huì)帶來高雅的設(shè)計(jì),BiPV的目標(biāo)就是達(dá)到可持續(xù)發(fā)展與可再生的未來。隨著對(duì)太陽(yáng)電能需求的增加,能夠在使用地點(diǎn)或附近提供電能的分散式PV系統(tǒng)是商業(yè)推廣的首要選擇。
中國(guó)建筑屋頂可利用面積大中國(guó)房屋總建筑面積400億平方米,其中城市房屋131億平方米,其中81.8億平方米為住宅面積,農(nóng)村住宅面積大約是城鎮(zhèn)的2倍,160億平方米;城城鎮(zhèn)住宅按照平均10層樓計(jì)算,住宅屋頂可利用面積8億平方米,農(nóng)村住宅按照平均5層樓計(jì)算,住宅屋頂可利用面積32億平方米,合計(jì)40億平方米。如果20%安裝太陽(yáng)電池就會(huì)有80GWp,約占2002年全國(guó)裝機(jī)的1/4;按照全年滿功率發(fā)電1500小時(shí)計(jì)總年發(fā)電量約120TWh,約占全國(guó)7.3%(2002年全國(guó)總發(fā)電量1654TWh)。傾斜的PV板上的太陽(yáng)入射角PV與電網(wǎng)系統(tǒng)的連接BiPV設(shè)計(jì)工具光伏組件與建筑結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)建筑能耗占到50%,光伏發(fā)電與建筑結(jié)合可以有效地削減建筑用電;發(fā)電上網(wǎng)最為方便,不需要架設(shè)輸電線路;發(fā)電無需額外占地;光伏發(fā)電可以安裝在任何地方而能夠被人們接受(風(fēng)力發(fā)電則不同);建筑是最能表現(xiàn)擁有者生活態(tài)度和生活方式的事物。
標(biāo)語(yǔ)寫著:不要風(fēng)能!風(fēng)能帶來不可避免的噪聲污染。光伏組件在建筑上的安裝方式安裝方式光伏組件安裝在平屋頂上光伏組件安裝在斜屋頂上光伏組件鑲嵌在斜屋頂上光伏組件鑲嵌在斜屋頂上作為屋頂瓦鑲嵌在平屋頂上鑲嵌在立面墻上安裝在立面墻上作為遮陽(yáng)板與建筑結(jié)合對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)品的要求顏色的要求透光的要求尺寸和形狀的要求顏色的要求彩色吸收面透光的要求尺寸和形狀的要求144作為多功能建筑構(gòu)件使用的光伏組件在建筑物上安裝的太陽(yáng)電池的作用不僅僅是發(fā)電;除了發(fā)電,首先應(yīng)當(dāng)將太陽(yáng)電池看作是建筑物外墻體上的通用的和和諧一致的建筑材料;安裝在建筑物上的太陽(yáng)電池應(yīng)當(dāng)具有如下功能:使室內(nèi)不受天氣變化的影響;防雨;抗風(fēng);隔熱;隔噪音;遮陽(yáng);美觀;發(fā)電;太陽(yáng)電池組件的建筑材料特性破碎后的高強(qiáng)度:安全性;防防冰雹:用25mm直徑的冰球試驗(yàn);可踩踏;重量:9to22kg/m2(取決于玻璃的厚度、種類和層數(shù))與不同功能的玻璃或材料相結(jié)合:隔熱玻璃組件;防紫外線玻璃組件;隔音玻璃組件;夾層安全玻璃組件;防盜或防彈玻璃組件;防火組件等等。好的BiPV設(shè)計(jì)自然一體化PV系統(tǒng)形成建筑中合理的、自成一體的一部分;PV系統(tǒng)完善了整棟建筑,但也不必太顯眼;建筑風(fēng)格宜人PV系統(tǒng)為建筑設(shè)計(jì)增添一抹亮色,增加建筑的美感精致的安排pv陣列的顏色、質(zhì)地必須與其他材料一致、和諧統(tǒng)一輸電網(wǎng)的一致問題pv系統(tǒng)的規(guī)模要與建筑的規(guī)模相匹配完美的工程不僅涉及防水或建筑質(zhì)量的可靠,還應(yīng)包括細(xì)節(jié)上的完美無缺細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)精良、所用材料最少創(chuàng)新設(shè)計(jì)pv是高科技,要求建筑師有創(chuàng)新思維非用于建筑物結(jié)構(gòu)的PV設(shè)備(PV-NBS)城市街道設(shè)施停車計(jì)量器、信息版、自動(dòng)售票機(jī)等路障柵欄、公路噪音屏障、大門、扶手等躲避處和公共攤亭加油站、公共汽車站、電話亭、停車處、陽(yáng)傘、信息站、休息亭、廁所、報(bào)刊亭等單體架空式結(jié)構(gòu)路燈、路牌、廣告牌、公路路牌等復(fù)合架空式結(jié)構(gòu)公路標(biāo)示隔板、屏幕式公共廣告板等與電網(wǎng)連接的“太陽(yáng)帆”奧地利人造7kwPV樹與四周的古建筑形成強(qiáng)烈對(duì)比,并為馬路集市提供陰涼日本PV向日葵日本日間充電夜間照明的PV通道加利福尼亞SantaAna科學(xué)探索中心的PV立方體四國(guó)內(nèi)外并網(wǎng)光伏政策日本:安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行工程補(bǔ)貼,這一補(bǔ)貼“逐年遞減”,從一開始補(bǔ)貼50%,分十年逐年遞減,到第十年時(shí)補(bǔ)貼減到零。除了光伏系統(tǒng)的安裝補(bǔ)貼外,還允許光伏發(fā)電系統(tǒng)“逆流”向電網(wǎng)饋電,意味著以同等電價(jià)購(gòu)買光伏系統(tǒng)的發(fā)電量,類似于美國(guó)的“凈電表計(jì)量法”;德國(guó):在2000年頒布的“可再生能源電力供應(yīng)法”規(guī)定電力公司按照0.99德國(guó)馬克(相當(dāng)于50.62€-cent/kWh)收購(gòu)光伏上網(wǎng)電力。2000年執(zhí)行;政府補(bǔ)貼總計(jì)11億馬克,零貸款利率,10年償還。
4.1國(guó)外并網(wǎng)光伏發(fā)電的激勵(lì)政策美國(guó):在30個(gè)州都通過了“凈電量計(jì)量法”,即允許光伏發(fā)電系統(tǒng)上網(wǎng)和計(jì)量,電費(fèi)按電表凈讀數(shù)計(jì)量,允許電表倒轉(zhuǎn),光伏上網(wǎng)電量超過用電量時(shí),電力公司按照零售電價(jià)付費(fèi)。美國(guó)加州的“購(gòu)買降價(jià)”(BuyDown)政策則將補(bǔ)貼直接體現(xiàn)在購(gòu)買太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)格優(yōu)惠上,大約每瓦補(bǔ)貼4美元。西班牙:2001年制定了新的“電力法”,對(duì)于5KWp以下的系統(tǒng),太陽(yáng)能售電電價(jià)為每度電0.35歐元,對(duì)于5KWp以上的系統(tǒng),太陽(yáng)能售電電價(jià)為每度電0.28歐元,而普通電價(jià)為每度電0.03歐元。意大利:2001年開始實(shí)施PV屋頂計(jì)劃,政府配套2800萬美元資金,補(bǔ)貼達(dá)到75%。并網(wǎng)系統(tǒng)1-50kW,電價(jià)與常規(guī)電價(jià)相同。
荷蘭ECN更為樂觀的估計(jì):到2010年光伏并網(wǎng)發(fā)電的成本將下降到每度電6美分4.2國(guó)外光伏并網(wǎng)發(fā)電現(xiàn)狀和趨勢(shì)中國(guó)在政策法規(guī)上還沒有可以實(shí)際操作的優(yōu)惠政策和補(bǔ)貼政策;國(guó)家計(jì)委和科學(xué)技術(shù)部曾于1999年一月十二日聯(lián)合發(fā)文(計(jì)基礎(chǔ)(1999)44號(hào)):國(guó)家計(jì)委、科技部關(guān)于進(jìn)一步支持可再生能源發(fā)展有關(guān)問題的通知。明確提出:對(duì)利用可再生能源進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電的建設(shè)項(xiàng)目,在電網(wǎng)容量允許的情況下電網(wǎng)管理部門必須允許就近上網(wǎng),并收購(gòu)全部上網(wǎng)電量;對(duì)于現(xiàn)在建成的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電力部門是一事一批,自發(fā)自用或者是無償并網(wǎng),電力部門并不出錢購(gòu)買太陽(yáng)能電力。為了推動(dòng)和規(guī)范這一市場(chǎng),國(guó)家發(fā)改委和清華大學(xué)也正在協(xié)助國(guó)家制定“中國(guó)可再生能源促進(jìn)法”。需要可以操作的政策(準(zhǔn)入、電價(jià)、補(bǔ)貼、稅收等)。
4.3國(guó)內(nèi)并網(wǎng)光伏發(fā)電的政策2005年2月28日,十屆全國(guó)人大常務(wù)委員會(huì)第十四次會(huì)議審議通過了<中國(guó)可再生能源法>,并于2006年1月1日生效。《可再生能源法》主要包括以下幾個(gè)方面(A)資源調(diào)查和發(fā)展規(guī)劃(B)產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)和技術(shù)支持(C)推廣應(yīng)用(D)價(jià)格管理和費(fèi)用分?jǐn)?E)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和監(jiān)督措施(F)法律責(zé)任《可再生能源法》制定的基本思路建立總量目標(biāo),保障足夠的市場(chǎng)規(guī)模;以規(guī)模化帶動(dòng)市場(chǎng)化,促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和成本下降,提高經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可再生能源技術(shù)的規(guī)模化和商業(yè)化發(fā)展4.4《中國(guó)可再生能源法》《可再生能源法》制定的基本要求(1)明確可再生能源的戰(zhàn)略地位(2)消除可再生能源發(fā)展的市場(chǎng)障礙(3)建立可再生能源建設(shè)的資金保障體系(4)營(yíng)造可再生能源市場(chǎng)發(fā)展空間(5)建立完備的工業(yè)體系(6)促進(jìn)可再生能源發(fā)展的文化氛圍《可再生能源法》制定的基本原則(1)國(guó)家責(zé)任和全民義務(wù)相結(jié)合的原則(2)政府和市場(chǎng)引導(dǎo)相結(jié)合的原則(3)現(xiàn)實(shí)需求和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展相結(jié)合的原則(4)國(guó)內(nèi)實(shí)踐和國(guó)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的原則開發(fā)利用可再生能源的重要意義(1)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和保障能源安全的現(xiàn)實(shí)要求(2)保護(hù)環(huán)境和減少大氣污染的技術(shù)選擇(3)農(nóng)村地區(qū)全面建設(shè)小康社會(huì)的重要選擇(4)開拓新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)領(lǐng)域和創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會(huì)的有效途徑《可再生能源法》的重要意義它是一部關(guān)系國(guó)家能源和環(huán)境安全,關(guān)系國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要法律。它體現(xiàn)了全國(guó)人民的意志,表明了國(guó)家高度重視可再生能源事業(yè)的發(fā)展。發(fā)展可再生能源對(duì)于調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)特別是能源結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,緩解經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)形式下帶來的人口資源環(huán)境壓力,全面實(shí)現(xiàn)建設(shè)小康社會(huì)的持續(xù)發(fā)展有重要的意義。2010年中國(guó)電力狀況預(yù)測(cè)2020年中國(guó)電力狀況預(yù)測(cè)DataResource:中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)報(bào)告20074.5中國(guó)電力狀況預(yù)測(cè)規(guī)劃年份20042010202020302050小水電裝機(jī)/萬KW3400500075001000020000年發(fā)電量/億KW.h10001545230032006400風(fēng)裝機(jī)/萬KW7650030001000040000年發(fā)電量/億KW.h11.410569023009200生物質(zhì)能裝機(jī)/萬KW2005502000500010000年發(fā)電量/億KW.h51.821283522505000光伏發(fā)電裝機(jī)/萬KW6.530180100010000年發(fā)電量/億KW.h0.784.221.61401500可再生能源比例6.5(3)10(4.2)16(8)20(14.6)30(22.5)注:按照1KW.h=350g標(biāo)準(zhǔn)煤折算,括號(hào)內(nèi)不包括大水電DataResource:中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告20074.6中國(guó)可再生能源發(fā)電發(fā)展規(guī)劃和預(yù)測(cè)由上表中可以看出,太陽(yáng)能光伏發(fā)電在中國(guó)未來的能源供應(yīng)中將占有一席之地,按照國(guó)家目前規(guī)劃,到2010年中國(guó)光伏發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到300MWp,到2020年將達(dá)到1.8GWp,到2050年將達(dá)到100GWp。
按照中國(guó)電力科學(xué)院的預(yù)測(cè),到2050年,中國(guó)可再生能源的電力裝機(jī)將占全國(guó)電力裝機(jī)的25%,其中光伏發(fā)電裝機(jī)將占到5%。五國(guó)內(nèi)外光伏建筑一體化工程展示
5.1.1高檔辦公樓:WilliamBuck中心澳大利亞第一棟光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化結(jié)合的建筑
獲得4星級(jí)綠色建筑稱號(hào)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),總裝機(jī)容量為56kWp安裝位置:屋頂、9層和4層光伏發(fā)電系統(tǒng)替代了建筑屋頂和遮陽(yáng)板,減少了建筑投資光伏系統(tǒng)替代了必備的UPS系統(tǒng),減少了UPS系統(tǒng)的投資
5.1國(guó)外光伏建筑一體化工程展示采用了多項(xiàng)節(jié)能措施,與同類建筑相比,可節(jié)約能源38%光伏太陽(yáng)電池系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)照明建筑朝向節(jié)水運(yùn)行成本可降低20萬澳元每年可減排2640噸二氧化碳5.1.1高檔辦公樓:WilliamBuck中心5.1.2悉尼奧運(yùn)廣場(chǎng)奧運(yùn)廣場(chǎng)上的奧運(yùn)大道共19個(gè)燈塔每個(gè)燈塔上裝有6.8kWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),總計(jì)129kWp年發(fā)電量為15.48萬千瓦時(shí)
光伏系統(tǒng)與燈塔設(shè)計(jì)的結(jié)合十分完美
5.1.3荷蘭Nieuwland的1MWpBIPV項(xiàng)目5.1.4荷蘭另一個(gè)1MWpBIPV項(xiàng)目5.1.5荷蘭零能源、零排放建筑5.1.6德國(guó)慕尼黑展覽中心2MWpBIPV項(xiàng)目5.1.7柏林火車站200KWpBIPV項(xiàng)目5.1.8柏林節(jié)能建筑5.1.9德國(guó)“阿森納”太陽(yáng)城BIPV之一:30KWp5.1.10德國(guó)30KWp系統(tǒng)的街頭顯示系統(tǒng)
深圳國(guó)際花卉展館1Mega-WattOn-GridPVsystem5.2中國(guó)光伏建筑一體化工程展示TheTopofNationalStadium(TheBird'sNest)hasinstalled130KWPVSystem,theSolarmodulesareprovidedbySuntechPower,WhichSymbolizestheconceptofgreenOlympicfor2008
國(guó)家體育館NationalStadium(TheBird'sNest)上海太陽(yáng)能科技有限公司辦公樓TheOfficeBuildingOfShanghaiSolarEnergyScience&Technology
上海市奉賢區(qū)10KW并網(wǎng)光伏系統(tǒng)ShanghaiFengXianDistrict10KWOn-GridPVSystemProjectrealizedbyShanghaiSolarEnergyS&T
上海市崇明區(qū)50KW并網(wǎng)光伏系統(tǒng)ShanghaiChongmingDistrict50KWOn-GridPVSystemProjectrealizedbyShanghaiSolarEnergyS&T河北廊坊130KW并網(wǎng)光伏系統(tǒng)
HeBeiProviceLangFang130KWOn-GridPVPowerSystemProjectrealizedbyShanghaiSolarEnergyS&T六光伏與建筑一體化設(shè)計(jì)規(guī)程并網(wǎng)光伏建筑一體化電氣方案電氣連接方式標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池組件的接線盒是放在組件背后;與建筑結(jié)合的太陽(yáng)電池組件:接線盒放在太陽(yáng)電池組件的側(cè)面。并網(wǎng)光伏建筑一體化電氣方案系統(tǒng)連接方式并網(wǎng)光伏建筑一體化電氣方案光伏組件選擇與方位設(shè)置相同功率不同類型太陽(yáng)電池所需面積不同朝向安裝的太陽(yáng)電池的發(fā)電量:假定向南傾斜緯度角安裝的太陽(yáng)電池發(fā)電量為100;其它朝向全年發(fā)電量均有不同程度的減少。光伏組件建筑一體化建筑設(shè)計(jì)規(guī)范方位角00±100±200±300±400最佳傾角220220210200180年平均輻照量3.6003.5963.5843.5653.540方位角±500±600±700±800±900最佳傾角16001300900500100年平均輻照量3.5123.4833.4593.4423.436以上海為例不同方位角所對(duì)應(yīng)的并網(wǎng)光伏方陣最佳傾角光伏組件建筑一體化建筑設(shè)計(jì)規(guī)范組件的遮擋和通風(fēng)應(yīng)當(dāng)盡量避免遮擋:對(duì)于晶體硅太陽(yáng)電池,很小的遮擋就會(huì)引起很大的功率損失;遮擋對(duì)于薄膜電池的影響要小得多。好的通風(fēng)條件對(duì)于冷卻太陽(yáng)電池組件很重要:溫度升高將減少發(fā)電量;組件溫度取決于安裝方式。光伏組件建筑一體化建筑設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)程編制目的為在上海利用光伏發(fā)電來推動(dòng)建筑節(jié)能、節(jié)能減排提供技術(shù)支撐。為在上海推廣“十萬個(gè)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”提供技術(shù)保障。為全國(guó)實(shí)行“千萬個(gè)(甚至億萬個(gè))太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”提供技術(shù)積累。規(guī)程編制過程(一)2005年9月14日,上海市政府發(fā)布《本市開發(fā)利用太陽(yáng)能行動(dòng)計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱三年行動(dòng)計(jì)劃),明確了上海市三年內(nèi)要建設(shè)與建筑結(jié)合的5MW光伏電站。2005年12月,在世界自然基金會(huì)資助下,在上海市經(jīng)委、發(fā)改委、科委、建委支持下,上海交大完成了《上海市十萬個(gè)太陽(yáng)能屋頂(工程)計(jì)劃預(yù)可研報(bào)告》。2006年,上海市建交委下達(dá)《2006年本市工程建設(shè)地方規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃》,在市建委、市發(fā)改委、市科委領(lǐng)導(dǎo)下成立了《上海市民用建筑太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))》編制組。規(guī)程編制過程(二)2007年完成送審稿。2008年6月完成報(bào)批稿。2008年11月《上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì)文件(滬建交【2008】981號(hào))批準(zhǔn)發(fā)布。2009年2月1日起實(shí)施。《民用建筑太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))主編單位:上海交通大學(xué)、上海市電力公司、上海電力設(shè)計(jì)院有限公司參編單位:上海太陽(yáng)能工程技術(shù)研究中心、上海太陽(yáng)能科技有限公司、上海交大泰陽(yáng)綠色能源有限公司、上海林洋太陽(yáng)能科技有限公司、上海電氣太陽(yáng)能有限公司、尚德(上海)太陽(yáng)能電力控股有限公司批準(zhǔn)單位:上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì)批準(zhǔn)日期:2008年11月24日批準(zhǔn)編號(hào):DG/TJ08-2004B-2008施行日期:2009年2月1日宗旨規(guī)程結(jié)合建筑設(shè)計(jì)建造的全過程和光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、系統(tǒng)接入、施工安裝、質(zhì)量驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)等內(nèi)容進(jìn)行編制。旨在推動(dòng)上海市太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化的進(jìn)程,為該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和使用提供技術(shù)支持。《民用建筑太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))主要章節(jié)
共12章207條電氣設(shè)計(jì)環(huán)保、消防、安全生產(chǎn)和工業(yè)衛(wèi)生安裝檢測(cè)與調(diào)試工程驗(yàn)收運(yùn)行管理與維護(hù)總則術(shù)語(yǔ)基本規(guī)定光伏發(fā)電系統(tǒng)建筑與結(jié)構(gòu)接入系統(tǒng)《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))規(guī)程適用范圍
本市新建、擴(kuò)建和改建的民用建筑中采用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程。參照?qǐng)?zhí)行范圍
1、對(duì)改造既有建筑中已安裝并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程。
2、在既有建筑上增設(shè)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程。
3、工業(yè)建筑上安裝并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程。
4、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工程。《民用建筑太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))規(guī)程強(qiáng)調(diào)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送電能必須保證質(zhì)量電壓偏差、閃變、頻率、諧波、三相不平衡度、功率因數(shù)等《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))與建筑一體化要求(一)
1、在建筑設(shè)計(jì)中將光伏發(fā)電系統(tǒng)作為建筑元素加以組合設(shè)計(jì),并不應(yīng)破壞建筑物的整體效果。2、太陽(yáng)能應(yīng)用不影響建筑物使用功能、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特性、建筑體形和立面的改變。3、建筑上要為太陽(yáng)能利用提供結(jié)構(gòu)要素,如承載力、安裝方式、防滲漏、抗震性、雷電安全等,使太陽(yáng)能應(yīng)用安全、可靠又不影響建筑物美觀。4、太陽(yáng)能系統(tǒng)選擇,應(yīng)與公用電網(wǎng)接入要求、太陽(yáng)能產(chǎn)品與建筑形體的有機(jī)結(jié)合。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))與建筑一體化要求(二)
在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)綜合考慮場(chǎng)地條件、建筑功能、周圍環(huán)境等因素。在確定建筑布局、朝向、間距、群體組合和空間環(huán)境時(shí),應(yīng)結(jié)合建設(shè)地點(diǎn)的具體條件,滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的技術(shù)要求。當(dāng)光伏組件安裝在建筑物的屋面、陽(yáng)臺(tái)、墻面、雨篷或建筑物的其它部位時(shí),應(yīng)與建筑和結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì),不得影響該部位的建筑功能及維護(hù)要求,實(shí)現(xiàn)與建筑的整體協(xié)調(diào)。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))與建筑一體化要求(三)規(guī)程對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)安全、光伏系統(tǒng)安全、建筑物結(jié)構(gòu)安全、施工安裝安全、電氣設(shè)備安全、防雷接地設(shè)施等安全,系統(tǒng)地提出了要求。規(guī)程對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模化應(yīng)用普及、發(fā)電高效、管理高效、方便運(yùn)行和維護(hù)等提出了要求,是規(guī)程的一個(gè)創(chuàng)新。規(guī)程作為目前全國(guó)第一部針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化的技術(shù)法規(guī),對(duì)本市乃至全國(guó)的光伏發(fā)電系統(tǒng)利用具有一定的指導(dǎo)意義。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))主要內(nèi)容(一)
光伏發(fā)電系統(tǒng)分類根據(jù)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是否允許向公網(wǎng)饋電分為:
逆流型:允許通過供電變壓器向公用電網(wǎng)饋電的光伏系統(tǒng)非逆流型:不允許通過供電變壓器向公用電網(wǎng)饋電的光伏系統(tǒng)根據(jù)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是否配置儲(chǔ)能裝置分為
儲(chǔ)能型:配置儲(chǔ)能裝置的光伏發(fā)電系統(tǒng)(為非逆流型)非儲(chǔ)能型:沒有配置儲(chǔ)能裝置的光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量的大小分為:
小型系統(tǒng):總裝機(jī)容量≤20kW
中型系統(tǒng):20kW<總裝機(jī)容量≤400kW
大型系統(tǒng):總裝機(jī)容量>400kW
條文說明:表4.1.1光伏發(fā)電系統(tǒng)分類及特點(diǎn)系統(tǒng)類型特征安裝使用特點(diǎn)接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)逆流型接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的配電側(cè),且允許通過電力變壓器向電網(wǎng)的高壓側(cè)反送電力需加配上網(wǎng)電能計(jì)量?jī)x表,適合各種用戶安裝非逆流型接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)配電側(cè),但不允許通過電力變壓器向電網(wǎng)的高壓側(cè)反送電力不增加電網(wǎng)壓力儲(chǔ)能裝置帶有儲(chǔ)能裝置帶有儲(chǔ)能系統(tǒng),僅用于儲(chǔ)存太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的能量具備應(yīng)急電源的功能,僅可用于非逆流型系統(tǒng)。不帶儲(chǔ)能裝置不帶儲(chǔ)能系統(tǒng)。初投資少,管理簡(jiǎn)單系統(tǒng)容量小型光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量≤20kW適用于一般民用建筑安裝中型光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量>20kW≤400kW適用于民用建筑安裝大型光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量>400kW根據(jù)建筑物環(huán)境條件確定,適用于公共建筑安裝《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))主要內(nèi)容(二)針對(duì)不同建筑類型提出光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用表建筑物類型系統(tǒng)類型居住建筑公共建筑低層多層高層一般建筑大型建筑是否通過供電變壓器向公用電網(wǎng)饋電逆流型光伏發(fā)電系統(tǒng)●●●●●非逆流型光伏發(fā)電系統(tǒng)●●●●--是否帶有儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)能型光伏發(fā)電系統(tǒng)●●●●●非儲(chǔ)能型光伏發(fā)電系統(tǒng)●●●●●總裝機(jī)容量小型光伏發(fā)電系統(tǒng)●●●●●中型光伏發(fā)電系統(tǒng)●●●●●大型光伏發(fā)電系統(tǒng)------●●《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))主要內(nèi)容(三)《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(一)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)納入建筑工程統(tǒng)一規(guī)劃中,同步設(shè)計(jì)、同步施工,與建筑工程同時(shí)投入使用。建筑物上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng),不得降低相鄰建筑物的日照標(biāo)準(zhǔn)。在既有建筑物上增設(shè)或改造已安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng),必須進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)的安全復(fù)核,符合建筑結(jié)構(gòu)及電氣系統(tǒng)的安全性要求。接入本市公用電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng),應(yīng)獲得本市電力主管部門的認(rèn)可。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(二)光伏發(fā)電系統(tǒng)建成并調(diào)試完成后,必須進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)、驗(yàn)收,合格后方可移交用戶使用。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的選擇應(yīng)考慮維護(hù)保養(yǎng)的安全性,不得妨礙和降低設(shè)備固有的維護(hù)和檢修的安全性標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),光伏發(fā)電系統(tǒng)直流側(cè)嚴(yán)禁采用不接地的等電位保護(hù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),組件串和光伏方陣電纜的長(zhǎng)期使用設(shè)計(jì)載流量,應(yīng)不低于組件串或方陣標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的短路電流的1.25倍。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(三)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),直流側(cè)總電纜的長(zhǎng)期使用設(shè)計(jì)載流量應(yīng)不低于光伏發(fā)電系統(tǒng)短路電流的1.25倍。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮減小環(huán)狀布置導(dǎo)線所圍的面積,不得將導(dǎo)線布置成多圈。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),組件串的最高電壓不得超過制造商給出的光伏組件和逆變器的最高允許電壓。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)使用阻塞二極管時(shí),其反向擊穿電壓的標(biāo)稱值,應(yīng)大于組件串標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的開路電壓的2倍。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),直流系統(tǒng)各部件的額定電壓等級(jí),應(yīng)高于組件串在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下,開路電壓的1.25倍。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(四)建筑設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)光伏組件安裝在建筑物的屋面、陽(yáng)臺(tái)、墻面、雨篷或建筑物的其它部位時(shí),應(yīng)與建筑和結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì),不得影響該部位的建筑功能及維護(hù)要求,實(shí)現(xiàn)與建筑的整體協(xié)調(diào)。建筑設(shè)計(jì)時(shí),建筑體型及空間組合應(yīng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)緊密結(jié)合,并為接收較多的太陽(yáng)能創(chuàng)造條件。建筑設(shè)計(jì)宜滿足光伏組件每天6小時(shí)日照不受遮擋的要求。建筑設(shè)計(jì)時(shí),光伏組件的設(shè)置不應(yīng)跨越變形縫(抗震縫、沉降縫、溫度縫)。建筑設(shè)計(jì)時(shí),光伏組件順坡鑲嵌在坡屋面上時(shí),不得降低屋面整體的保溫、隔熱、防水等功能。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(五)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),連接件與基座的錨固承載力設(shè)計(jì)值,應(yīng)大于連接件本身的承載力設(shè)計(jì)值。接入公用電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng),其總?cè)萘繎?yīng)控制在上級(jí)變電站單臺(tái)主變額定容量的30%以內(nèi)。光伏發(fā)電系統(tǒng)電網(wǎng)接入點(diǎn)應(yīng)符合表
6.1.3的規(guī)定系統(tǒng)總裝機(jī)容量(G)接入點(diǎn)G<200kW400V200kW≤G<400kW400V或10kV400kW≤G<3MW10kV3MW≤G<10MW10kV或35kVG≥10MW35kV或110kV《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(六)光伏發(fā)電系統(tǒng)接入公用電網(wǎng),應(yīng)在項(xiàng)目可行性研究階段獲得本市電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)出具的接入系統(tǒng)方案審查意見。總裝機(jī)容量在400kW及以上的光伏發(fā)電系統(tǒng),應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的接入系統(tǒng)方案論證。光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓應(yīng)與電網(wǎng)電壓相匹配。當(dāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí),必須對(duì)其輸出功率的波動(dòng)和電壓水平進(jìn)行核算,并以±5%進(jìn)行校核。光伏發(fā)電系統(tǒng)的諧波總畸變率應(yīng)控制在±3%以內(nèi)。光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)按照“無功就地平衡”的原則配置相應(yīng)的無功補(bǔ)償裝置。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(七)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)以三相并入公用電網(wǎng),其三相電壓不平衡度不得超過《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543)的規(guī)定。對(duì)接入公用電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng),其電壓不平衡度允許值不得超過1.3%。當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接時(shí),應(yīng)選擇合適的連接組合方式和設(shè)備。逆變系統(tǒng)產(chǎn)生的直流分量不得大于逆變器輸出電流的1%。光伏發(fā)電系統(tǒng)的繼電保護(hù)、自動(dòng)化、通信和電能計(jì)量裝置的配置和整定,應(yīng)在項(xiàng)目可行性研究階段列入電網(wǎng)接入系統(tǒng)的論證報(bào)告,經(jīng)校驗(yàn)合格后方能投入使用,并應(yīng)與光伏發(fā)電工程項(xiàng)目同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步驗(yàn)收、同步投入使用。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(八)電氣設(shè)計(jì)時(shí),光伏方陣輸出端必須安裝具有斷弧能力的開關(guān)。電氣設(shè)計(jì)時(shí),光伏方陣接線箱主開關(guān)應(yīng)具有在1.25倍的最大開路電壓下,安全切斷1.25倍光伏方陣最大短路電流的能力。電氣設(shè)計(jì)時(shí),為防孤島效應(yīng),當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并入的電網(wǎng)失壓時(shí),必須在2s內(nèi)將該系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。電氣設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)電網(wǎng)短路其逆變器的過電流應(yīng)不大于額定電流的1.5倍,并在0.1s內(nèi)將系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(九)對(duì)環(huán)保設(shè)計(jì)要求,光伏組件所選用的玻璃或柔性封裝材料,其太陽(yáng)光反射率應(yīng)<8%。對(duì)消防設(shè)計(jì)要求,當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的電纜穿越墻體時(shí),應(yīng)采用防火材料填塞。當(dāng)電纜穿越防火墻且直徑大于或等于32mm時(shí),除填塞防火材料外,還應(yīng)采取阻火措施。在施工安裝時(shí),不得破壞建筑物的結(jié)構(gòu)和建筑物的附屬設(shè)施,不得影響建筑物在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)承受各種荷載的能力。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(十)對(duì)施工安全性的特別要求在施工過程中,光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品和部件在存放、搬運(yùn)、吊裝等過程中不得受碰撞和受損,晶體硅光伏組件的背面不得受到任何碰撞和重壓。光伏組件的輸出電纜不得非正常短路。對(duì)無斷弧功能的開關(guān)、連接方式,不得在有負(fù)荷或能夠形成低阻回路的情況下接通或斷開。電路接通后應(yīng)注意熱斑效應(yīng)的影響,不得局部遮擋電池組件;不得站在光伏組件玻璃面上作業(yè)。不得在雨雪天施工。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(十一)對(duì)施工安裝特別要求必須按設(shè)計(jì)要求的位置設(shè)置光伏方陣的基座。光伏方陣的預(yù)制基座應(yīng)擺放平穩(wěn)、整齊,且不得破壞屋面防水層。光伏建筑構(gòu)件框架應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝,其安裝位置必須準(zhǔn)確,且固定牢靠。坡屋面上安裝光伏建筑構(gòu)件,其周邊的防雨連接結(jié)構(gòu)必須嚴(yán)格施工,不得漏水、漏雨,外表必須整齊美觀。光伏建筑構(gòu)件背面的通風(fēng)層不得被雜物填塞,應(yīng)保證通風(fēng)良好。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(十二)對(duì)電氣系統(tǒng)安裝的特別要求當(dāng)兩根電纜連接時(shí),必須使用符合絕緣標(biāo)準(zhǔn)的橡膠套。有蓄電池的光伏發(fā)電系統(tǒng),蓄電池的上方和周圍不得堆放雜物,應(yīng)嚴(yán)防蓄電池兩極短路,不得影響蓄電池的正常通風(fēng)。在控制逆變器表面,不得設(shè)置其他電氣設(shè)備和堆放雜物,不得破壞逆變器的通風(fēng)環(huán)境。光伏發(fā)電系統(tǒng)直流部分的施工,應(yīng)注意正負(fù)極性。對(duì)穿越樓板、屋面和墻面的電纜,其防水套管與建筑物主體間的縫隙,必須做好防水密封,并做好建筑物表面光潔處理。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(十三)工程驗(yàn)收的特別要求必須在前道工序驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入后道工序的施工。既有建筑增設(shè)或改造已安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng),施工前必須經(jīng)建筑物結(jié)構(gòu)安全檢查。《民用建筑太陽(yáng)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))應(yīng)注意方面(十四)運(yùn)行管理與維護(hù)特別要求光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電計(jì)量裝置應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)。日常檢查和巡檢的內(nèi)容及其指導(dǎo)說明,必須在光伏發(fā)電系統(tǒng)交付時(shí)作為文件同步交給用戶。專業(yè)人員的巡檢應(yīng)包括外觀檢查和設(shè)備內(nèi)部的檢查,主要涉及活動(dòng)和連接部分、導(dǎo)線,特別是大電流密度導(dǎo)線、功率器件、易銹蝕部件等;保證方陣面上的清潔、定期維護(hù)。光伏發(fā)電系統(tǒng)每年應(yīng)對(duì)照系統(tǒng)圖紙完成一次接地電阻的檢查。12.2.6光伏發(fā)電系統(tǒng)每年應(yīng)完成一次系統(tǒng)絕緣電阻的檢查。12.2.7光伏發(fā)電系統(tǒng)每年應(yīng)按照規(guī)程10.3.5(電能質(zhì)量)和10.3.6條(輸出直流分量)要求,做一次全項(xiàng)目的檢查和試驗(yàn)。七光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)StructureCellModelStructureModelStructureTabbingandStringingLayupLaminationFraming光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則滿足供電的基本要求:電壓、電流、功率適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌乩砑碍h(huán)境要求便于安裝、運(yùn)輸、使用方便便于維護(hù)、檢測(cè)滿足標(biāo)準(zhǔn),便于更換經(jīng)濟(jì)實(shí)用安全可靠設(shè)計(jì)方式經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì):根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件、用戶要求、設(shè)計(jì)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)(公式,系統(tǒng)數(shù))進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)框圖數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果及顯示設(shè)計(jì)程序框架設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)勘察及數(shù)據(jù)采集可行性設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容1、能量配平設(shè)計(jì)(1)輸入能量計(jì)算(年變程,月變程,日變程,連續(xù)陰雨天紀(jì)錄)(2)輸配電能量損失計(jì)算(3)各部件能量損失計(jì)算(4)負(fù)載能量年變程,月變程,日變程,突變區(qū)(5)能量配平設(shè)計(jì),年失電小時(shí)數(shù),月失電小時(shí)數(shù),日失電小時(shí)數(shù)(6)有效能量變程(7)無效能量變程2、電氣設(shè)
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