中国分布式光伏发电100问答(2)—— 资源与应用篇

发布时间:2018/5/29

9.我国太阳能资源是如何分布的?

答:我国太阳能总辐射资源丰富,总体呈“高原大于平原、西部干燥区大于东部湿润区”的分布特点。其中,青藏高原最为丰富,年总辐射量超过1800kWh/,部分地区甚至超过2000kWh/。四川盆地资源相对较低,存在低于1000kWh/的区域。

全国太阳辐射总量等级和区域分布表

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全国水平面太阳总辐射图

10.分布式光伏发电有哪些应用形式?

答:分布式光伏发电是指在用户所在场地附近建设、运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。

分布式光伏发电包括并网型分布式光伏发电、离网型分布式光伏发电及多能互补微电网等应用形式。并网型分布式发电多应用于用户附近,一般与中、低压配电网并网运行,自发自用,不能发电或电力不足时从网上购电,电力多余时向网上售电;离网型分布式光伏发电多应用于我国边远地区和海岛地区,它不与大电网连接,利用自身的发电系统和储能系统直接向负荷供电;分布式光伏系统还可以与其它发电方式组成多能互补微电系统,如水/光/风/储互补发电系统等,既可以作为微电网独立运行,也可以并入电网联网运行;对于西部地区在地面建设规模较大的光伏系统,为特定的用户供电并通过公共电网进行负荷平衡的,也可以看作为一种广义的分布式光伏发电。

11.分布式光伏发电适用于哪些场合?

答:分布式光伏系统的适用场合可分为两大类:一、可在全国各类建筑物(如城市和农村的建筑屋顶、高耗能企业厂房和农业大棚等)和公共设施上推广,形成分布式建筑光伏系统。选择骨干电网覆盖区或负荷集中区,利用当地各类建筑物和公共设施,建立分布式光伏发电系统,缓解了部分城镇居民和农牧民的电力短缺,解决高耗能企业的生产用电问题。二、可在我国偏远农牧区、海岛等少电无电地区推广,形成离网型分布式光伏发电系统或微电网。由于经济发展水平差距的原因,我国仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题,以往的农网工程大多依靠大电网延伸、小水电、小火电等供电,电网延伸困难极大且供电半径过长,导致供电电能质量较差。发展离网型分布式发电系统,不仅可以解决处于电网末端的少电、无电地区居民的基本用电问题,还可以清洁高效地利用当地的可再生能源,有效的解决了能源和环境之间的矛盾。

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分布式建筑光伏系统

12.哪些地点适合安装分布式光伏并网系统?

答:目前,我国的分布式光伏并网发电系统,主要集中在用电量较为紧张的发达地区以及公共电网不稳定的偏远地区,比较适合在以下行业应用:

1)工业领域厂房:特别是在用电量比较大、网购电价比较高的工厂,通常厂房屋顶面积很大,屋顶开阔平整,适合安装光伏阵列;并且由于用电负荷较大,分布式光伏并网系统可以做到就地消纳,抵消一部分网购电量,从而节省用户的电费;

2)商业建筑:与工业园区的作用效果类似。不同之处在于商业建筑多为水泥屋顶,更有利于安装光伏阵列;但是往往对建筑美观性有要求。按照商厦、写字楼、酒店、会议中心、度假村等服务业的特点,用户负荷特性一般表现为白天较高、夜间较低,能够较好地匹配光伏发电特性;

3)农业设施:农村有大量的光伏可用屋顶面积,其中包括自有住宅屋顶、蔬菜大棚、鱼塘等,农村往往处在公共电网的末梢,很难保证供电,并且电能质量较差,在农村建设分布式光伏系统可提高用电保障率和电能质量;

4)市政等公共建筑物:由于管理规范统一、用户负荷和商业行为相对可靠,安装积极性高,市政等公共建筑物也适合分布式光伏的集中连片建设;

5)边远农牧区及海岛:由于距离电网遥远,我国西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃、四川等省份的边远农牧区以及我国沿海岛屿还有数百万无电人口,离网型光伏系统或光伏与其他能源互补微网发电系统非常适合在这些地区应用。

分布式光伏并网系统在教育、电信、石化、交通和军事等各行各业均有广泛应用。

13.什么是光伏建筑一体化系统?

答:光伏建筑系统是指在建筑物上安装光伏发电系统。与建筑结合的并网发电是当前光伏发电重要的应用形式,技术进展很快,主要表现在与建筑结合的安装方式和建筑光伏的电气设计方面。按照与建筑结合的安装方式的不同可以分为光伏建筑集成(或光伏建筑一体化,英文名称是Building Integrated PV,就是平常说的BIPV)和光伏建筑附加(英文为Building Attached PV,缩写是BAPV)。定义如下:

BIPV:采用特殊设计的专用光伏组件,安装时替代原有的建筑材料或建筑构件,与建筑融为一体的光伏系统。拆除光伏组件则建筑不能正常使用。光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时首先必须满足建筑的基本功能要求,如坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当强度和刚度等性能,常见的有光伏瓦、光伏幕墙、光伏天棚、光伏窗和光伏遮阳棚或遮阳板。

BAPV:采用普通光伏组件,在原有建筑上安装,并不替代建筑材料或建筑构件,直接安装到屋顶或附加在墙面的光伏系统。拆除此建筑上的光伏组件,并不会影响原有建筑的基本功能。

光伏与建筑结合有如下几种形式:

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14.光伏阵列在建筑物侧立面安装和在屋顶安装有什么差异?

答:光伏阵列与建筑物相结合的方式可分为屋顶安装和侧立面安装两种方式,可以说这两种安装方式适合大多数建筑物。

屋顶安装形式主要有水平屋顶、倾斜屋顶和光伏采光顶。其中:

1)水平屋顶:在水平屋顶上,光伏阵列可以按最佳角度安装,从而获得最大发电量;并且可采用常规晶硅光伏组件,减少组件投资成本,往往经济性相对较好。但是这种安装方式的美观性一般。

2)倾斜屋顶:在北半球,向正南、东南、西南、正东或正西倾斜的屋顶均可以用于安装光伏阵列。在正南向的倾斜屋顶上,可以按照最佳角度或接近最佳角度安装,从而获得较大发电量;可以采用常规的晶体硅光伏组件,性能好、成本低,因此也有较好经济性。并且与建筑物功能不发生冲突,可与屋顶紧密结合,美观性较好。其它朝向(偏正南)屋顶的发电性能次之。

3)光伏采光顶:指以透明光伏电池作为采光顶的建筑构件,美观性很好,并且满足透光的需要。但是光伏采光顶需要透明组件,组件效率较低;除发电和透明外,采光顶构件要满足一定的力学、美学、结构连接等建筑方面要求,组件成本高;发电成本高;为建筑提升社会价值,带来绿色概念的效果。

立面安装侧立面安装形式主要指在建筑物南墙、(针对北半球)东墙、西墙上安装光伏组件的方式。对于多、高层建筑来说,墙体是与太阳光接触面积最大的外表面,光伏幕墙垂直光伏幕墙是使用的较为普遍的一种应用形式。根据设计需要,可以用透明、半透明和普通的透明玻璃结合使用,创造出不同的建筑立面和室内光影效果。双层光伏幕墙、点支式光伏幕墙和单元式光伏幕墙是目前光伏幕墙安装中比较普遍的形式。目前用于幕墙安装的组件成本较高,光伏系统工程进度受建筑总体进度制约,并且由于光伏阵列偏离最佳安装角度,输出功率偏低。除了光伏玻璃幕墙以外,光伏外墙、光伏遮阳蓬等也可以进行建筑立面安装。

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水平屋顶

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倾斜屋顶

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光伏采光顶

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光伏幕墙

15.农业大棚、鱼塘可以安装分布式光伏并网系统吗?

答:大棚的“升温、保温”一向是困扰农户的重点问题。“光伏农业大棚”,有望解决这一难题。由于夏季的高温,在6~9月份众多品类的蔬菜无法正常成长,而“光伏农业大棚”,如同在农业大棚外表添补了一个分光计,可隔绝红外线,阻止过多的热量进去大棚;在冬季和黑夜的时候,则能阻止大棚内的红外波段的光向外辐射,降低晚上温度下跌的速度,起到保温的作用。“光伏农业大棚”能供给农业大棚内照明等所需电力,剩余的电力还能并网。在离网形式的“光伏农业大棚”中,可与LED系统相互调配,白日阻光保障植物的成长,同时发电;黑夜LED系统应用白日所发电力,提供照明。

在鱼塘中也可以架设光伏阵列,池塘可以继续养鱼,光伏阵列还可以为养鱼提供良好的遮挡作用,较好地解决了发展新能源和大量占用土地的矛盾。因此,农业大棚和鱼塘可以安装分布式光伏发电系统。

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光伏农业大棚

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光伏鱼塘



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