光伏发电,满足什么条件才能并网发电
光伏发电系统并网的基本必要条件是,逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。
分布式光伏系统并网需考虑安全、光伏配置、计量和结算方面的问题,在安全方面并网点开关是否符合安全要求、设备在电网异常或故障时的安全性能否在电网停电时可靠断开以保证人身安全。
扩展资料
光伏电站接入电网时对系统电网有一定影响,主要表现在太阳能光伏电站的实际输出功率随光照强度的变化而变化,白天光照强度最强时,发电装置输出功率最大,夜晚几乎无光照以后,输出功率基本为零。因此除设备故障因素以外,发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化,输出功率不稳定。
光伏发电并网有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大,建设周期长,占地面积大,还没有太大发展。而分散式小型并网光伏,特别是光伏建筑一体化光伏发电,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是光伏发电并网的主流。
光伏电站不管建设在城市还是农村、户用还是工商业,首先要看是否有房屋使用权。
用户在申请屋顶光伏电站并网的时候,需要房产证、土地证或房屋使用证明;如果是多层的住宅楼房,属于公共区域,需要物业出具的同意建设的证明资料,以及其他业主同意书。
对屋顶的要求
①建设面积≥30㎡。需要足够的面积容纳光伏组件、支架、线缆等。
②承重最低20kg/㎡。除了屋顶本身的承重,还要考虑自然气候荷重,如风压、地震力、雨、雪等。
③屋顶倾斜角度适中。倾斜角度在15°左右属于适中角度(各地有所不同),太陡峭会影响施工的难度,造成安装人员的安全隐患,发电效率也将大大减弱
屋顶不能受周边房屋、树木等遮挡。组件长期被遮挡,被遮的太阳电池组件发热,产生热斑效应,严重的情况下会损坏太阳电池组件。
光伏电站靠阳光发电,需要良好的光照条件。如果你所在的城市常年雾霾、阴雨、或者冰雪天气,光照条件差,那么发电效率也会降低,对于那些想要节省电费、获得收益的人来说,这样的天气就不适合建立电站了
一、房屋所有权清晰
目前大多数的城市光伏电站系统都是并网系统,电力公司统一规定,家庭屋顶的并网申请需要业主本人的身份证及房产证,所以这个房屋的所有权必须是清晰的,理论上最好是业主本人的房屋
但是实际过程中也会遇到特殊情况,比如复式别墅的屋顶,如果业主拥有所有权则可以进行安装,而如果是高层屋顶,通常屋顶属于公共区域,若想安装光伏系统,需获得全体邻居的同意。
同时如果别墅本身不属于个人所有,需签署一份较长期的租赁期且经过产权人同意。鉴于光伏发电系统的收益长达至少25年,所以目前这种情况主要集中于分布式工商业项目中。
二、屋顶面积及周边环境具有可行性
以5KW光伏电站为例,光伏组件数量大约为20片,要求屋顶可用面积大于35平方米左右,如果不足,则无法安装。
除了屋顶本身面积有硬性要求外,房屋的周边环境也很重要。
阴影遮挡对光伏发电系统有着极其重要的影响,光伏组件的寿命也与此息息相关,因此在系统安装的区域应尽可能避免有障碍物遮挡。这也是为什么城市别墅的屋顶安装太阳能没有一套标准的解决方案,需要一定程度的定制化。
三、屋顶倾斜角度适中
光伏电站发电量的影响因素很多,除了组件本身的质量和功率,安装过程中的角度设计及屋顶倾斜度也会影响电站效率。
一般来说,屋面的倾斜角度在15°左右属于适中角度,而如果屋顶太过于陡峭,一方面影响安装施工的难度,造成安装人员的安全隐患,另一方面,电站在夏季的发电效率将会大大减弱,因此适中的屋顶倾斜角也是城市屋顶安装太阳能电站的重要因素。
目前,大多数的城市房屋能满足光伏电站的安装和使用,并且在夏季及冬季,光伏发电系统的使用,既能节约日常用电又能获得一定的补贴及卖电收益,可谓一举多得。
光伏产业的较主要的是使用光伏组件进行发电并储存电能之后供电,而较影响到光伏组件发挥作用的就是自然环境,在利用自然是需要注意自然环境的情况, 现在的光伏组件设计必须能够承受沙子、风、雪、潮湿、雨等等的恶劣天气,以及气温和季节变化。
首先光伏支架必须能够承担足够大的载荷,光伏电池组需要在受到雨水,沙子等冲击下具有良好的抗冲击能量,并在10-20年内保证有效的透光率。在表面也需要能够有效的预防灰尘沉积与各种其他物质的腐蚀,根据一些维修数据表现来看,很多光伏系统的组件损坏都与自然的沉积有关。大部分是电池组的盖板,封装材料的表面,各种组件的结合处。另外温度对于光伏组件也有很大的影响,首先在低温下光伏系统的电池的输出就有一些效果。
所以现在的光伏系统对于能够抗自然破坏能力需要提高,比如对于结合处的粘结材料。用于封装的的材料需要改善。另外还有很研究与光伏电池组件和阵列来使冷却机制得到提高。
光伏系统对安装场所和方式要求很苛刻,那么都有哪些要求呢?
我们所熟知的光伏发电系统类型很多,有并网系统,离网系统以及市电互补系统,这些不同类型的系统对安装场所和方式有着这样那样的“苛刻”要求。那么这份苛刻体现在哪里呢?
光伏发电系统的安装主要是指太阳能电池组件或者太阳能电池方阵,以及逆变器、支架等的安装,其安装场所和方式也因地制宜,有多种形式,如可以柱状安装、地面安装、屋顶安装、山坡安装、建筑物安装及建材一体化安装等。今天我们就来围绕这几类安装方式来说说。
第一类柱状安装。
主要应用对象是太阳能路灯。一般化是将太阳能光伏发电系统安装在金属、混泥土以及木制的杆、柱子、塔上等。由于组件安装于较高的位置,就要考虑到组件的固定,以及高空中安装的抗风能力等。
第二类是地面安装。
地面安装顾名思义电站安装在地面之上,然后在基础上安装倾斜支架,在将太能组件固定到支架之上,在一些有坡度的建设地点支架也可利用山坡等的斜面直接做基础和支架安装电池组件。
第三类屋顶安装。
在农村屋顶安装光伏系统很常见,一种是以屋顶为支撑物,在屋顶上通过支架或专用构件将电池组件固定组成方阵,但这里要注意组件与屋顶要留有一定间隙用于通风散热另一种是将电池组件直接与屋顶结合形成整体,也叫光伏方阵与屋顶的继承。
第四类墙壁安装。
与屋顶安装一样,墙壁安装也大致可分为两种:一种是以墙壁为支撑物,在墙壁上通过支架或专用构件将电池组件固定组成方阵,也就是把太阳能电池组件方阵外挂到建筑物不采光部分的墙壁上另一种是将光伏组件做成光伏幕墙玻璃和光伏采光玻璃窗等光伏建材一体化材料,作为建筑物外墙和采光窗户材料,直接应用到建筑物墙壁上,形成光伏组件与建筑物墙壁的集成。
双玻组件的优势为高品质光伏电站提供了最好的解决方案。主要体现在:生命周期较长:普通组件质保是25年,双玻组件提出的质保是30年。生命周期内具有更高的发电量:双玻组件预期比普通组件高出25%左右,当然这里指的是双玻组件30年的发电量与普通组件25年发电量的对比。具有较高的发电效率:比普通组件高出4%左右。这里指的是相同时间内发电量的对比。衰减较低:传统组件的衰减大约在0.7%左右,双玻组件是0.5%。玻璃的透水率几乎为零,不需要考虑水汽进入组件诱发EVA胶膜水解的问题。传统晶体硅太阳能组件的背板有一定的透水率,导致组件内部发生电化学腐蚀,增加了出现PID衰减和蜗牛纹等问题发生的概念。双玻这一优势尤其适用于海边、水边和较高湿度地区的光伏电站。玻璃是无机物二氧化硅,与沙子属同种物质,耐候性、耐腐蚀性超过任何一种已知塑料。紫外线、氧气和水分导致背板逐渐降解,表面发生粉化和自身断裂。玻璃则一劳永逸地解决了组件的耐候问题,也随之结束了PVF和PVDF哪个更耐候的争端,更不用提其它PET背板、涂覆型背板。该特点使双玻组件适用于较多酸雨或者盐雾大的地区的光伏电站。玻璃的耐磨性非常好:有效解决了组件在野外的耐风沙问题,大风沙地区双玻组件的耐磨性优势明显。双玻组件不需要铝框:即使在玻璃表面有大量露珠的情况下,没有铝框使导致PID发生的电场无法建立,其大大降低了发生PID衰减的可能性。
目前与公共电网并网的分布式光伏发电站建站一般需要以下一些基本条件,供您参考:
1、屋顶或其它场地有合法的租赁或产权证明文件。
2、屋顶或其它场地的承重,抗风等建筑物安全必须由相关专业或有设计资质单位确认。
3、向当地主管部门及电力公司报备和出具设计安装资质、系统方案设计等相关建站技术文 件,并向当地电力公司提出并网申请和签订相关合同。
4、光伏组件安装场地四周应开阔,最少东南西方向无遮挡物;了解并网点公共电力线路及距离、与之相关的线路电力变压器容量、当地用电负荷量等相关公共电力设施。
5、所需基本设备及部件: 屋顶或地面土建及水泥预制基础、光伏支架、光伏组件、直流防雷 汇流箱、逆变器、交(直)流配电柜(箱)、直流侧光伏专用电缆、交流侧电力电缆、系统 防雷接地系统以及电力公司负责安装的光伏并网计量器等。
6、设计、安装及施工最好请当地有资质的电力设计、安装施工单位建站。
假若初始电站设计容量为A(MW),通过计算当电站电池板扩容到B(MW)时,电站的全局投资性价比为最优,此时该电站的最佳容配比为:K=B/A。当超过逆变器标称功率的100%、105%、110%时,其最优容量配比分别为1.05、1.1、1.15。
明确了最佳容配比,在光伏电站设计的时候要稍加注意。另外光伏电站最优容量配置比还受一些内外在因素的影响,如太阳能光照资源、电站效率、逆变器发电能力、电站综合单价以及光伏组件单价等。
光伏逆变器注意事项
逆变器的效率并不是固定的,在40%到60%功率时,效率最高,低于40%或超过60%时,效率就会降低。而逆变器的寿命与运行温度有很大关系,逆变器长时间高功率作业时温度最高,据测试,逆变器长期工作在80-100%功率时寿命要比在40-60%功率低20%左右。
工作电压在逆变器的额定工作电压左右时效率最高,单相220V逆变器,逆变器输入额定电压为360V,三相380V逆变器,逆变器输入额定电压为650V。如3kW逆变器,配260W组件,工作电压30.5V,配12块工作电压366V,功率为3.12kW为最佳。
优点
(1)绿色能源。太阳能光伏建筑一体化产生的是绿色能源,是应用太阳能发电,不会污染环境。太阳能是最清洁并且是免费的,开发利用过程中不会产生任何生态方面的副作用。它又是一种再生能源,取之不尽,用之不竭。
(2) 不占用土地。光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上,无需额外占用土地,这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要夏天是用电高峰的季节,也正好是日照量最大、光伏系统发电量最多的时期,对电网可以起到调峰作用。
(3)太阳能光伏建筑一体技术采用并网光伏系统,不需要配备蓄电池,既节省投资,又不受蓄电池荷电状态的限制,可以充分利用光伏系统所发出的电力。
(4) 起到建筑节能作用。光伏阵列吸收太阳能转化为电能,大大降低了室外综合温度,减少了墙体得热和室内空调冷负荷,所以也可以起到建筑节能作用。因此,发展太阳能光伏建筑一体化,可以"节能减排"。
虽然太阳能光伏建筑一体化有高效、经济、环保等诸多优点,并已在世博场馆和示范工程上得以运用,但光伏建筑还未进入寻常百姓家,成片使用该技术的民宅社区并未出现。这是由于太阳能光伏建筑一体化存有几大问题
(1)造价较高
太阳能光伏建筑一体化建筑物造价较高。一体化设计建造的带有光伏发电系统的建筑物造价较高,在科研技术方面还有待提升。
(2)成本高
太阳能发电的成本高。太阳能发电的成本是每度2.5元,比常规发电成本每度1元翻倍。
(3)不稳定
太阳能光伏发电不稳定,受天气影响大,有波动性。这是由于太阳并不是一天24小时都有,因此如何解决太阳能光伏发电的波动性,如何储电也是亟待解决的问题。
建筑形势:
可以说光伏建筑一体化适合大多数建筑,如平屋顶、斜屋顶、幕墙、天棚等等形式都可以安装。
平屋顶,从发电角度看,平屋顶经济性是最好的:1、可以按照最佳角度安装,获得最大发电量2、可以采用标准光伏组件,具有最佳性能3、与建筑物功能不发生冲突。4、光伏发电成本最低,从发电经济性考虑是的最佳选择。
斜屋顶,南向斜屋顶具有较好经济性:1、可以按照最佳角度或接近最佳角度安装,因此可以获得最大或者较大发电量2、可以采用标准光伏组件,性能好、成本低3、与建筑物功能不发生冲突。4、光伏发电成本最低或者较低,是光伏系统优选安装方案之一。其它方向(偏正南)次之。
光伏幕墙,光伏幕墙要符合BIPV要求:除发电功能外,要满足幕墙所有功能要求:包括外部维护、透明度、力学、美学、安全等,组件成本高,光伏性能偏低要与建筑物同时设计、同时施工和安装,光伏系统工程进度受建筑总体进度制约光伏阵列偏离最佳安装角度,输出功率偏低发电成本高为建筑提升社会价值,带来绿色概念的效果。
光伏天棚,光伏天棚要求透明组件,组件效率较低除发电和透明外,天棚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。
这个是“领跑者”先进技术产品的主要指标,还有其他指标要求如下:
(一)光伏组件指标
1.多晶和单晶电池组件转换效率分别不低于16.5%和17%、光伏组件衰减满足1年内不高于2.5%和3%,之后每年衰减率小于0.7%。
2.高倍聚光光伏组件光电转换效率达到30%以上;
3.硅基、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)及其他薄膜电池组件的光电转换效率分别达到12%、13%、13%和12%以上。
2.光伏板钢支架采用前后支腿,立柱不用C型钢。
3.光伏板支架地基应依据地勘报告确定最优方式,桩距宜取1.2m~1.5m。
4.直流导线选用光伏专用直流导线,尽量减少损耗,采用上下分排分开的接线方式。
5.优化汇流箱接线,尽量减少电缆通道。
6.汇流箱内直流开关需加信号模块、浪涌保护器。
7. 组容比根据当地辐照资源及限电情况综合确定,原则上不低于1.1:1
8.箱变基础高出地坪500mm。
9.箱变至逆变器联络电缆采用三芯电缆。
10.35kV集电线路每回最大不超过10MW。
11.场内通信采用环网通信。
12.电缆接头采用冷缩。
13.汇流箱内接线端子需附带接线铜排,满足现场接线要求。
14.汇流箱内加装防反二极管,逆变器侧不安装。
15.SVG采用降压型,容量按12Mvar考虑。
16.35kV智能测控装置、带电显示装置需安装在开关柜柜门上。
17.35kV配电装置底部采用电缆隧道布置电缆,在35kV配电室内设置人孔进入电缆隧道。
18.需要二次升压的升压站内采用电阻接地,开关站接地方式需满足电网要求可采用消弧线圈或电阻接地方式。
19.光伏组件阵列间采用接地扁钢跨接并引下接地,两端需可靠接地。
20.常规地面电站组件底边在有杂草生长的地面距地不小于500mm,其余不小于400mm.
21.沿海等污染严重的地区光伏组件采用抗PID组件,逆变器配合采用抗PID配置,所有电气设备采用耐污型设备,.
22.钢支架需满足结构要求下增加壁厚及镀锌厚度抗腐蚀,也可采用玻璃钢支架。
23. 配电楼设置35kV配电间、低压站用配电间、集中控制室(面积不小于40m2,采用300mm高架空地板)、二次设备间(采用300mm高架空地板)、工具间、休息室。
24.综合楼定员按12人考虑(1个总经理、1个副总经理、10个运行人员),需设置1个总经理办公室、1个副总经理办公室、1个公用大办公室、1个大会议室、1个活动室(约50m2)、1个资料室、1个备品间、1个厨房、1个小型餐厅、5个双人宿舍(含独立卫生间)、1个总经理宿舍(含独立卫生间)、1个副总经理宿舍(含独立卫生)、1个独立卫生间。
25.升压站、综合楼区域采用水泥道路,主路宽6m,并设置停车场位置,场区采用砂石路面。
26.光伏场区围栏采用丝状围栏(总高不低于1.8m,底部距地不大于150mm),升压站、综合楼区域采用下部为500mm高实墙、上部为铁艺、总高不低于2.2m的围栏。
27.暖通取暖采用电热辐射设备。
28.每个逆变器房角上设置投光灯,光照方向投向相对应的箱变区域。