光伏屋顶一体化缺点有哪些
1、现在的光伏屋顶一体化大多是无缝整片铺装的太阳电池板,没有预留维护通道,在维护检修或清洁组件时有一定难度。
2、一般屋顶一体化结构,太阳电池板的朝向和倾角度都不一定是按最佳倾角安装的(这与建筑物主体设计有关),对发电量有直接影响。
3、由太阳电池板组成的一体化屋顶为了防止雨水等渗漏,必须有良好的密封结构,这样光伏组件背面就没有了自然风的散热,对发电效率会有一定影响。
(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
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。
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。
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。
1、照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积。由于太阳能能量密度低,这就使得光伏发电系统的占地面积会很大,每10kw光伏发电功率占地约需100㎡,平均每平方米面积发电功率为100w。
2、获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。太阳能光伏发电的能源直接来源于太阳光的照射,而地球表面上的太阳照射受气候的影响很大,长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会严重影响系统的发电状态。
3、相对于火力发电,发电成本高。
光伏发电的优点
1、无枯竭危险;
2、安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
3、不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;
4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
5、能源质量高;
6、使用者从感情上容易接受;
7、建设周期短,获取能源花费的时间短。
不会,光伏建筑一体化是将光伏阵列安装在建筑的围护结构外表来提电能,无需外用场地,应用在玻璃,墙幕,及屋顶上,一般不会对绿化造成破坏。
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太阳能光伏发电发电过程简单,没有机械转动部件,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,无噪声、无污染;太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此,与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比,光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术,具有以下主要优点。
①太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
②太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失。
③光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,光伏发电具有很高的理论发电效率,可达80%以上,技术开发潜力巨大。
④光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。
⑤光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。
⑥光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电,加之自动控制技术的广泛采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。
⑦光伏发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长(30年以上)。晶体硅太阳能电池寿命可长达20~35年。在光伏发电系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命也可长达10~15年。
⑧太阳能电池组件结构简单,体积小、重量轻,便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短,而且根据用电负荷容量可大可小,方便灵活,极易组合、扩容。
太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能光伏发电与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用电的独立太阳能发电系统,这些特点是其他电源无法比拟的。
(2)缺点
当然,太阳能光伏发电也
1、转换效率低
光伏发电的转换效率是指光能转换为电能的效率。目前晶体硅光伏电池转换效率为13%~17%,非晶体硅光伏电池转换效率只有6%~8%。正式因为光电转换效率低,所以光伏发电功率密度也很低,这样以来就难以形成高功率发电系统。光电转换效率低是阻碍光伏发电发展的重要因素。
2、只能在白天工作
光伏发电有光才能发电,所以光伏发电只能在白天发电,夜里不能发电,而我们平时用电大多都是在夜里,光伏发电的工作特性与我们生活习惯不符。
3、受气候环境影响大
长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会影响光伏发电。太阳能电池极板上不能有杂物遮挡,一旦有,光伏发电效率会降低很多很多。
4、地域依赖性强
地理位置不同,气候不同,各地区日照资源相差很大。光伏发电系统只有应用在太阳能资源丰富的地区效果才会好。
5、能量密度低
尽管太阳照射地球的能量总和极其巨大,但是由于地球表面积也很大,而且地球表面积大部分被海洋覆盖,真正能够到达陆地表面的太阳能只有到达地球范围辐射能量的10%左右,致使在陆地单位面积上能够直接获得的太阳能较少。地球表面太阳辐照度最高值约1.2kwh/m,地球上绝大多数地区都低于1kwh/m。光伏发电实际上就是太阳能低密度能量的收集、利用。
6、占地面积大
由于太阳能能量密度低,这就使得光伏发电的占地面积会很大,10kw光伏发电功率占地约需100m^2,平均每平方米面积发电功率约为100w。随着光伏建筑一体化发电技术的成熟和发展,越来越多的光伏发电系统可以利用建筑物、构筑物的屋顶和立面,将逐渐克服光伏发电占地面积大的问题。
7、整套系统成本很高
成本问题是制约光伏发电广泛应用的最主要因素,光伏发电的成本是火力发电、水力发电的好几倍。系统成本高主要贵在光伏组件上,不过随着技术的更新迭代,降低组件成本也是迟早的事。现在市场上太阳能电池极板一瓦大概4块钱左右,以后还会更低的。
8、晶体硅电池的制造过程高污染、高能耗
晶体硅电池的主要原料是纯净的硅。从沙子(二氧化硅)提取纯净的晶体硅,期间要经过多道化学和物理工序的处理,不仅要消耗大量能源,而且还会对环境造成一定的污染。
不会成为骗局,但大概率不会成为主流能源。现在资本已经用脚投票了,几家主要光伏企业,市值轻松破千亿,未来五年还有不小的可能性翻倍。从能源的获取成本来讲,光伏发电站建设突出一个短平快,成本低,建造周期短,投资门槛也低,小型的分散式光伏电站,个人要是咬咬牙,卖个几套北京的房子,也是造得起的。
而光伏的应用场景也趋于多样化,比如:水上光伏、光伏大棚、光伏车棚、光伏高速、光伏建筑一体化等等,大多数看似酷炫的光伏应用场景,目前都是亏损运营的示范性工程,但保不齐其中就有未来发展的新趋势。光伏发电的以上特性加之我国实现“双碳目标”的决心,相信在未来的几十年中,光伏会成为主要发展的新能源之一。但不太可能成为主流能源,因为光伏具有如下缺点:
1、出力不稳定
光伏晚上不能发电,且光电转换率随时间衰减很快,每日的发电量波动大,而每年的发电量是递减的,这并不是像部分回答说的,洗洗就能恢复的。
2、电站所在位置偏远
光资源储量丰富的地区,大多集中在高原、高山、沿海,这些地方要么远离用电负荷中心,要么生态环境脆弱,经不起折腾。为了将偏远地区的电能输送至城市,所需要配套建设的输电线路成本不低,电网也不喜出力不稳定的垃圾电接入,还好我们国家电网消纳能力世界第一,又有任劳任怨的火电大哥充当调峰小能手,才能消纳如此大量的新能源装机容量。因此,不做任何处理的集中式新能源电站,在未来必然是越来越少的。
3、大量占用土地资源
光伏建筑一体化应用中,以推广最多的屋顶光伏为例,前几年很火,各级政府都在推,又是给补贴,又是给政策。但实践下来效果并不好。是建设条件局限性上,能够符合屋顶光伏支架结构安全性的屋顶并不多,能够布置光伏板的区域并不像人们想象的那样是个屋顶都能上。
其次运营难度上,个人运营由于不专业,光伏板发电效率下降飞快,导致屋顶光伏项目经济性差;发电集团收购运营又无法满足每个屋顶均配置安全管理人员的规定,人力成本过高,最终导致大量屋顶光伏项目成为鸡肋。从目前的实践情况看,部分生产企业屋顶+外委维护、光伏+农业、光伏+停车的形式是相对合理的建筑光伏 体化应用模式,但规模都有限。
基于以上几点原因,光伏很难在未来发展成主流能源,除非锂电储能有重大技术突破,但考虑到其他能源风、水、核、氢能的性价比,我觉得这种可能性不大。光伏因为成本低、建设快、施工简单的原因,很容易在主要发电设备光伏板实现技术突破后,成为大规模铺开应用的新能源。但同样因为其出力不稳定、电能储存输送存在难度、占据土地资源的原因,而无法成为主流能源。
不是骗局,绝对不是,本文不从资本角度,而从发电能力角度解读。介绍一个概念“能量回收期”:能量回收期指一个光伏发电系统全寿命周期内所消耗的能量除以该系统的年平均能量输出,单位为年。即光伏发电系统几年内能把自己寿命周期内消耗的能量回收回来。显然,回收期愈短愈好。能量回收期是判断可再生能源的指标之一。目前,光伏发电系统的能量回收期在1.3年左右,系统寿命起码25年。
光伏不会是21世纪初最大的骗局,但是过度鼓吹光伏的优点,并无视其局限性,就像鼓吹喷墨打印机很便宜但是刻意不讲墨盒的价格一样。国内目前证券市场有人忽悠小白去高位接盘光伏相关标的,买入前还是要注意一下,如果你愿意承担那个风险,的确可以继续买进,只是我个人不会推荐,因为从科技的角度来说光伏的未来已经被近期的涨幅透支了。
首先要普及一个概念,那就是电力的储存成本目前还很高,光伏整个运营周期的成本如果真的要做蓄能,一半的成本都要花在蓄能上。相比之下,光伏电池的成本大约只占1/5。所以除非某种发电方式的平准化度电成本有明显优势,不然从目前的角度来看,过度依赖蓄能的话必须把蓄能这部分的成本算上去。目前国内光伏度电成本有说一毛钱的,很明显这个是把补贴算进去以后,而且完全不做蓄能的度电成本。即使不考虑电力的供求关系,如果完全没有补贴,而且要自己为调峰调频掏腰包的话,真实成本最最起码得乘以2。
总的来说,无论是光伏,还是风电功率峰值低谷差距大,而且具有一定的不可控性,不能够按需发电。从德国的案例来看,德国起码最需要的,反而是把最底下的三种稳定的发电方式水电,核电,垃圾焚烧发电提起来,外加更多的抽水蓄能,来挤压掉火电相应的“稳定输出”的那部分。
在这之前,继续发展光伏跟风电而不考虑弥补措施的话只会进 步降低整个系统的稳定性。所以单纯的去看各项能源的度电成本而不是从供求关系出发,把实时动态的电价平均化,营造出新能源度电成本低但是你产出的收益往往因为供求关系也变低了啊,这才是21世纪最大的骗局。新能源表面的光鲜,只因有传统能源那负重前行。
本身是个一点一点发展的朝阳行业但现在技术产品应用起来大多不能保证比传统能源省钱,你普通一个小户型屋顶全上太阳能电池,加个储存电瓶。一套下来十多万。还有维护成本。。十多万够你交多少年电费。说是二十年三十年,实际运用15.6年就不错了。电池片技术不同环境不同转换率随着时间衰变情况也不同。一个又一个光伏企业产生多少得意一时的首富,都是没多久就步子走大了扯着蛋。如果不是想靠着这个光鲜旗帜捞一笔钱忽悠一下上市就跑路。这其实恰恰是一个要日夜耕耘的行业。真想靠清洁能源改变能源大局。还非常遥远。
作为屋面材料,建材型组件的边框材料多为金属材料,看似很结实耐用,但是在一些气候比较极端的地区,时常会出现这样那样的问题。以我国的北方为例,北方昼夜温差大,热胀冷缩现象非常严重,会导致组件与建筑物出现缝隙,长时间可能会导致防水系统破坏,出现渗漏现象。
另外,北方寒冷地区建筑物多为平屋面或坡度较小的屋面,在冬季有积雪的情况下,这种小坡度屋面将无法自动清除积雪。有些地区还经常出现沙尘天气,在这种情况下,灰尘容易在组件表面形成堆积,这样将对电池组件的发电效率产生很大的影响。
因此,建材型光伏组件结构形式不太适合在寒冷地区使用。
光伏建筑一体化(即BIPV Building Integrated PV,PV即Photovoltaic)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV:Building Attached PV)的形式。
光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。
根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,太阳能光伏建筑一体化可分为两大类:
第一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上,建筑物作为光伏方阵载体,起支承作用。
第二类是光伏方阵与建筑的集成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现,光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。
光伏方阵与建筑的结合(即第一类)是一种常用的形式。2008年奥运会体育赛事的国家游泳中心和国家体育馆等奥运场馆中,采用的就是光伏方阵与建筑结合的太阳能光伏并网发电系统,这些系统年发电量可达70万千瓦时,相当于节约标煤170吨,减少二氧化碳排放570吨。