校园光伏（精选4篇）
校园光伏 篇1
引言
能源与环境问题已经成为可持续发展面临的主要问题, 一直受国际社会的广泛关注。太阳能作为一种重要的可再生能源, 具有清洁、无污染、安全、储量丰富的特点, 传统的火力发电会带来粉尘、二氧化硫、氮氧化物、粉煤灰等污染, 太阳能光伏发电对节能减排, 响应国家可再生能源发展计划具有重要的意义。文章就大学校园中5MW金太阳示范工程项目为例, 阐述在大学校园建设光伏系统的可能性及带来的效益, 同时促进大学校园关注能源利用、节能环保, 促进节约环保型社会形成[1]。
1 太阳能并网光伏发电原理及组成
太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式, 是采用太阳电池将光能转换为电能的发电方式。太阳电池基本构造是由半导体的P-N结组成, 其基本原理为半导体的光生伏特效应, 目前使用较多的是硅太阳电池, 包括单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池和微晶硅电池等[2]。
光伏发电系统根据光伏逆变器输出是否连接电网可以分为离网型光伏发电系统 (又称为独立型光伏发电系统) 和并网型光伏发电系统两大类。
太阳能并网光伏发电系统主要是由太阳能电池 (光伏阵列) 、并网逆变器以及配电系统 (包括保护、计量和并网设施等) 组成 (图1) , 与独立光伏系统不同的是, 并网光伏系统可以直接将发出的电送入电网中, 无需蓄电池用于储存电能, 这样既提高了总体效率, 又减少了成本。太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网, 并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外, 多余的电力反馈给电网[3]。
2 5MW金太阳示范工程的分析
2.1 并网光伏系统设计的大致步骤
(1) 获得基本数据。 (2) 现场勘查。 (3) 选择合适的并网逆变器。项目选用8台容量为630k W的并网逆变器, 最大功率跟踪工作电压范围为450Vdc~820Vdc, 最佳直流工作电压点在550Vdc~600Vdc左右。 (4) 确定光伏系统并网方式。 (5) 确定太阳电池组件的串、并联数目。项目中太阳能光伏组件串联的组件数量Ns=550~600/31.2≈18或20 (块) , 考虑到整体电池方阵的排列, 取太阳能电池组件20块串联, 单台630K逆变器需要配置太阳能电池组件并联的最大数量Np=630000/5000=126列, 综合实际所用组件数量, 太阳能电池组件并联的列数取125列。整个太阳能电池方阵设计为125串8并, 共计20000块太阳能电池组件。 (6) 太阳电池方阵最佳倾角的计算。在项目中, 根据数据分析, 光伏组件倾角为34°时, 倾斜面上所接受的太阳辐射量最大, 相应的年发电量也就最多。 (7) 进行工程现场总体设计, 确定仿真布局。 (8) 确定辅助设备的配置及型号。 (9) 估算光伏电站的发电量, 评估其发电成本、经济及社会效益[4]。
2.2 光伏系统总体设计分析
项目主要由太阳能电池组件、直流控制柜、并网逆变器、低压交流控制柜、监控显示、电站优化管理等重要部分组成 (见图2) 。太阳能电池组件规模为5MWp, 选用CNPV-250PB高效多晶硅电池组件。电池组件经过串、并联方式连接, 接入8台ASP-630K型并网逆变器。太阳能电池组件分布在学院的办公楼、教学楼以及学生宿舍的屋面上。采用一回10k V线路将分布式光伏接入学校10k V配电室。发电系统数据采集系统主要采集直流侧电压、电流、电网各相电压、电流、每日发电量、总发电量等, 以及气象数据采集包括辐照度、风速、风向、环境温度、组件温度等有关数据。
电气设计方面包括电气一次设计和电气二次设计。电气一次设计包括系统光伏组件的安装、系统光伏组件排列、方阵接线盒的设计、直流控制柜以及低压交流控制柜的设置、系统防雷接地设计、线缆选择设计和系统接入用户端的设计。电气二次设计主要是数据的采集显示以及系统在保证电网质量和安全方面的措施, 如图3所示。
2.3 太阳能资源分析
我国是世界上太阳能资源最丰富的地区之一, 根据日照时数和年辐射总量, 可以将我国大致分为五个区域 (见表1) 。
施工校园所在的山东属于第Ⅲ类地区之列, 是太阳能资源较为丰富的地区, 山东省的鲁中、鲁北及胶东半岛、鲁东南沿海等大部分地区都有较好的太阳资源, 十分有利于清洁能源的开发。
2.4 节能降耗分析
太阳能光伏并网发电电站的生产过程是将当地的太阳能转变为电能的过程。在整个流程中, 不需要消耗其他常规能源, 不产生大气、液体、固体废弃物等方面的污染物, 也不会产生大的噪声污染。
根据相关数据:每节约1度 (千瓦时) 电, 就相应节约了0.326千克标准煤, 同时减少污染排放0.072千克灰渣、0.72千克二氧化碳 (CO2) 、0.007千克二氧化硫 (SO2) 、0.015千克氮氧化物 (NOX) , 表2为发电节能预测表。
可见, 建设太阳能光伏并网发电电站可以减少化石资源的消耗, 有利于缓解环境保护压力, 实现经济与环境的协调发展。
3 校园建设光伏发电站的意义
选择在大学校园中建设光伏电站有几大优点:
(1) 建设光伏发电站所占据的空间主要是在光伏组件的排放上, 使用BAPV方式, 光伏组件在校园中教学楼、宿舍等建筑物楼顶来进行铺设就能达到要求, 无需占用更多的地面面积。 (2) 光伏发电系统以其可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网的优点能长时间保障校园的安全供电, 缓解校园供电压力, 减少环境污染。 (3) 在校园中建设光伏系统更能引起社会和高校中关于光伏和新能源利用的学术研究的兴趣, 促进相关科技的进步。 (4) “金太阳示范工程”是我们国家从2009年开始实施的支持国内促进光伏发电产业技术进步和规模化发展, 培育战略性新兴产业的政策, 校园光伏的建设不仅得到了国家的补助与支持, 更促进了我国光伏产业的进一步发展。 (5) 光伏系统一旦安装, 就能在至少25年内稳定可靠地以固定的价格供电, 不存在燃料短缺、运输紧张等问题, 也不会像常规的电厂那样受到国际市场上燃料价格波动的影响。
4 结束语
太阳能光伏发电作为一种完全清洁的能源, 政府和实业界若能像重视核能那样来重视太阳能光伏发电, 则完全有希望在不久的将来在中国逐步实现“到处阳光到处电”的美好理想[5]。随着社会的发展和技术的进步, 光伏发电的规模将不断扩大, 成本也会逐步降低, 校园建设光伏系统也会越来越多, 无疑将会再未来能源消费结构和环保上起到重要的作用。
参考文献
[1]张兴, 曹仁贤, 等.太阳能光伏发电及其逆变控制 (第一版) [M].北京:机械工业出版社, 2013:1-2.
[2]凤江涛.光伏示范校园中的关键问题研究[D].北方工业大学, 2012:8-9
[3]王秀文, 邹振兴.BIPV太阳能光伏发电系统的研究及应用[J].科技视界, 2012, 8 (22) :296-297.
[4]杨金焕.太阳能光伏发电应用技术 (第二版) [M].北京:电子工业出版社, 2013.188-190.
[5]崔容强, 黄燕, 孙铁囤.中国太阳能光伏发电面临的困难与前景[J].能源工程, 1995, 5:2-3.
校园光伏 篇2
合肥光伏安装公司，合肥光伏电站安装施工
合肥光伏安装公司，合肥光伏电站安装施工?记得我们小时候总是有很多奇思妙想，就比如太阳，我小时候就想过要是太阳发出来的光芒能就为我自己所用，而且我还能靠太阳的能量赚钱。我们社会发展的如此之快，现在就连我小时候的小脑袋里不知道什么时候的想法都能实现!怎么实现，就是现在的光伏电站，因为光伏电站节能环保，所以很多人都选择光伏电站安装，那下面合肥光伏安装公司就为大家讲讲合肥光伏电站安装施工!合肥光伏安装公司表示合肥光伏电站安装施工的步骤，看了下面内容您就知道啦!基座工程安装
1、安装光伏组件的支架应设置基座。
2、既有建筑基座应与建筑主体结构连接牢固，并由光伏系统专业安装人员施工。
3、在屋面结构层上现场砌(浇)筑的基座应进行防水处理，并应符合《屋面工程质量验收规范》GB50207的要求。
4、预制基座应放置平稳、整齐，不得破坏屋面的防水层。
5、钢基座及混凝土基座顶面的预埋件，在支架安装前应涂防腐涂料，并妥善保护。
6、连接件与基座之间的空隙，应采用细石混凝土填捣密实。支架工程安装
1、安装光伏组件的支架应按设计要求制作。钢结构支架的安装和焊接应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求。
2、支架应按设计位置要求准确安装在主体结构上，并与主体结构可靠固定。
3、钢结构支架焊接完毕，应按设计要求做防腐处理。防腐施工应符合《建筑防腐蚀工程施
工及验收规范》GB50212和《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》GB50224的要求。
光伏组件工程安装
1、光伏组件强度应满足设计强度要求。
2、光伏组件上应标有带电警告标识。安装于可上人屋面的光伏系统的场所须要有人员出入管理制度，并加围栏。
3、光伏组件应按设计间距整排列齐并可靠地固定在支架或连接件上。光伏组件之间的连接件应便于拆卸和更换。
校园光伏 篇3
在能源枯竭、温室效应等问题日益严重的影响下,开发清洁、可再生的能源,特别是开发清洁、可再生电能的需求与日俱增。太阳能以其自身无污染,而且取之不尽,用之不竭的特性目前正以逐年递增的趋势大规模投入应用;硅光电池板成分中不含有毒物质,不会在建筑物起火等意外情况时出现任何诸如释放有毒气体等危险。
2太阳能光伏发电技术简述
太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理, 利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电, 光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成, 它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件。所以, 光伏发电设备极为精炼, 可靠稳定寿命长、安装维护简便。
理论上讲, 光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合, 上至航天器, 下至家用电源, 大到兆瓦级电站, 小到玩具, 光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),分为单晶硅、 多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前,单晶硅和多晶硅电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。我国国产晶体硅电池效率在10至12% 左右,国外同类产品效率约为16至20%。
3基于沈阳职业技术学院的太阳能光伏发电系统设计构想
根据沈阳职业技术学院校园现运行照明系统计算,照明区域涵盖东起校门, 西至软件学院宿舍,计16条街路,校园现有照明点86处,每处照明点为LED 50W (含电源功率、输电线损失功率很小,此处忽略)节能光源2点,合计照明系统总功率8.6 KW ;系统中逆变器、控制器以及光伏通讯检测系统采用市电电源,不占用光伏电源。沈阳地区冬夏夜晚照明时间差距较大,此处以日均6小时照明计算,每年需要消耗的电能如下:
W( 焦耳)=P(瓦特)*T(秒) =8600*6*3600*365= 67802400000焦耳;
折算电能:
67802400000÷3600000=18834千瓦时;
沈阳职业技术学院地处沈阳地区, 依照表1中三类地区年辐射量最低值,即5000MJ/ ㎡计算,安装国产晶体硅光伏电池(转换效率10%),校园照明系统需要安装的光伏电池板面积应为:
67802400000焦耳 ÷5000000000焦耳/ ㎡ *10%=135.6048 ㎡
根据沈阳职业技术学院建筑物特征, 整个光伏并网发电系统光伏方阵安装在F楼南楼楼顶,面积150m2,预留升级面积50m2;考虑到沈阳地区暴雨冰雹等特殊天气情况,外设特种防护透光玻璃罩,全部安装在F楼南楼楼顶中心区域上,直流峰值总功率8.75k W。整个F楼楼顶光伏方阵由22个光伏子阵列构成,每个子阵列将直流接线汇集到一个安装有浪涌保护器的二极管集线盒内,通过光伏电缆输送到并网逆变器,将直流电逆变为单相民用照明220V交流电。将此电源直接接入站学院变电所电力系统供负载使用,做到即时消耗电能。
同步闭环控制功能:实时对外部电网的电压、相位、频率等信号进行采样并比较,始终保证逆变器输出与外部电网同步。
最大功率跟踪功能:逆变器最基本的功能,保证逆变的电能最大化。
具有自动关闭与运行功能:逆变器实时对外部电网电能质量参数、直流输入、交流输出的电压、电流等信号进行检测,当出现异常情况时会自动保护关闭, 断开外部输出;当外部电网或其它恢复正常时,逆变器系统进行检测并延时一定时间,才恢复交流输出并自动并网运行。
具有完善的保护功能,包括过压、欠压、过载过流、短路、漏电等保护功能; 在低功率状态高效运行,转换效率高达98.8%。
根据国产光伏电池报价信息,目前出厂价为12元/ 瓦,一次性订购5000瓦以上为11元/ 瓦,10000瓦以上为10元/ 瓦。此系统按10000瓦订购,为日后升级光伏电站做充分的预留,此次光伏电源采购费用为:
蓄电池组采用国标免维护12伏20AH铅酸蓄电池18块并联,附加订做4伏非标免维护电池,构成直流电源如下:
蓄电池造价国标12伏免维护20AH为185元/ 块,非国标免维护电池订做价格为35元/2伏,蓄电池组造价为:
附加费用(逆变器、控制器、特种玻璃保护罩、安装费、运费)参照网上报价记为5000元。
此光伏发电系统成为粗略记为:
该系统投入使用后,每年为学院节约的电能为:
按照沈阳地区非居民用电1元/ 千瓦时计算,每年节约电费:
18834千瓦时*1元/ 千瓦时=18834元
该系统的成本回收周期为:
4太阳能光伏发电系统应用前景展望
校园光伏 篇4
分布式光伏发电项目管理暂行办法要点 • 总则 – 分布式光伏发电是指在用户所在场地或附近建设运行，以用户侧自发自用为主、多余电量上网 且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施； – 鼓励各类电力用户、投资企业、专业化合同能源服务公司、个人等作为项目单位，投资建设和 经营分布式光伏发电项目； – 分布式光伏发电实行“自发自用、余电上网、就近消纳、电网调节”的运营模式； 规模管理 – 对需要国家资金补贴的项目实行总量平衡和指导规模管理，不需要国
家资金补贴的项目部 纳入指导规模管理范围； – 下达各地区指导规模； 项目备案 – 能源主管部门依据本地区分布式光伏发电的指导规模指标，对实行备案管理； 建设条件 – 项目所依托的建筑物及设施应具有合法性，当非同一主体时，项目单位应与所有人签订建筑物、场地及设施的使用或租用协议，签订合同能源服务协议； – 设计和安装应符合有关管理规定、设备标准、建筑工程规范和安全规范等要求，承担项目设计、查咨询、安装和监理的单位，应具有国家规定的相应资质。采用主要设备应通过符合检测认 证，符合相关接入电网的技术要求。电网接入与运行 计量与结算 – 享受电量补贴政策的项目，由电网企业按月转付国家补贴资金，按月结算余电上网电量电费。– 在经济开发区灯相对独立的供电区同一组织建设的分布式光伏发电项目，余电上网部分可向该 供电区内其他电力用户直接售电； 产业信息监测 违规责任 • • • • • • •
总 结 • 国家布局为集中开发与分布式应用并举，更关注分布式发电市场 • 发挥“市场机制和政策扶持双重作用”应该是今后几年内光伏应用市场 的基调；目标可能浮动，但安装总量会加以控制； • “有序推进光伏电站建设”——希望稳定发展 – 真正实现“保障性收购”，着力解决“接入”和“限发”、补贴资 金到位慢三大问题可使大型电站效益改善； – 西部仍是重点、东部有望突破、路条依然难拿、投资相对旺盛； – 2013年估计实现装机4-5GW，2014年控制规模4-5GW。• “大力开拓分布式光伏发电”——希望重点突破、快速发展 – 政策密集出台，细节尚需补充完善； – 分布式光伏发电示范园区项目启动，但受“屋顶落实”和“融资方 式”两大难题影响，（也包括年底抢装因素对市场供应的影响）实 施进度必将后移； – 2013年估计实现装机2-3GW，2014年指导性规模预方案7-8GW。• 综上：2013年估计可实现光伏发电总装机7-8GW； 2014年期望可实现年 总装机10-12GW。（如果分布式发电的几个难点问题不能很好解决，该 分布式光伏装机目标实现难度还是比较大的）