屋頂并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術(shù)方案應(yīng)用探討

郭玉奇

摘要：本文對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)的概念、特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行了闡述，選取了并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討與研究，旨在從理論層面上推動(dòng)光伏發(fā)電技術(shù)的推廣與應(yīng)用，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：屋頂：分布式光伏發(fā)電：技術(shù)方案

一、概述

太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為一種新興的能源技術(shù)，其特點(diǎn)就在于能源可再生，與可持續(xù)發(fā)展理念相契合。近年來(lái)，社會(huì)各界對(duì)能源與環(huán)境問(wèn)題都予以了高度重視，為支持太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，政府部門(mén)也針對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)建設(shè)推出了一系列政策與規(guī)定。可以說(shuō)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)在未來(lái)有著非常大的市場(chǎng)前景。現(xiàn)階段，光伏發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用形式主要分為兩種，即集中式與分布式。前者對(duì)資金需求、占地面積以及容量要去都比較大，并且具有比較復(fù)雜的系統(tǒng)，容易受到地域的限制，因此應(yīng)用并不廣泛;分布式光伏發(fā)電則與集中式光伏發(fā)電相反，對(duì)各方面要求都不高，且維護(hù)難度也不到，在很多地域都具有較強(qiáng)的適用性，尤其是在屋頂?shù)膽?yīng)用比較常見(jiàn)。

二、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成

所謂的分布式光伏發(fā)電，就是基于對(duì)用戶周邊有限空間的利用，例如屋頂、建筑體以及院落等，對(duì)小容量光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。分布式光伏發(fā)電又可以被分為兩類(lèi)，即離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)。前者主要構(gòu)成包括太陽(yáng)能電池方陣、直流箱、控制器、儲(chǔ)能裝置與逆變器;后者主要包括太陽(yáng)能電池方陣、直流配電箱、逆變器、交流配電箱以及并網(wǎng)設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的不同，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的選擇也有所差異。本文主要結(jié)合屋頂并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討與研究。

三、屋頂并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術(shù)方案應(yīng)用探討

1.發(fā)電系統(tǒng)的確定

通常情況下，個(gè)人電力用戶或者家庭用戶對(duì)電力的消耗量比較小，在日常生活與工作中，太陽(yáng)能輻射量呈谷底較高態(tài)勢(shì)。針對(duì)此，對(duì)于住宅區(qū)域，在光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用過(guò)程中獲取的太陽(yáng)能相對(duì)比較充足，并且不會(huì)承擔(dān)較大的負(fù)荷。而在夜晚，住宅區(qū)域的耗電量相較于白天更大，然而這一時(shí)間段太陽(yáng)能輻射量較低，此時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量可能難以滿足實(shí)際需求。而運(yùn)用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，這一問(wèn)題就能夠得到有效解決。該發(fā)電系統(tǒng)拜托了對(duì)電能儲(chǔ)備裝置的依賴性，不管是個(gè)人還是家庭用戶，都可以較好的滿足其對(duì)電能的使用需求。

2.光伏電池選擇

就技術(shù)層面而言，光伏電池可以分為很多種形態(tài)，例如多晶硅、單晶硅、聚光電池以及薄膜電池等等。目前，在市場(chǎng)中，單晶硅、薄膜電池以及多晶硅電池屬于應(yīng)用比較廣泛的幾種光伏電池，而聚光電池的應(yīng)用則比較少。在應(yīng)用比較多的幾種光伏電池中，單晶硅電池?fù)碛凶罡叩霓D(zhuǎn)換效率，然而這種電池系統(tǒng)建設(shè)對(duì)資金需求量較大，并且其制作工藝的復(fù)雜程度也比較高，此外生產(chǎn)能耗量也屬單晶硅電池最大。多晶硅電池的特點(diǎn)則在于轉(zhuǎn)換效率比單晶硅電池略低，但制作工藝難度較小，且生產(chǎn)能耗量也相對(duì)更低，因此，在光伏電池系統(tǒng)選擇方面，多晶硅電池的市場(chǎng)占有率最高。相較于單晶硅電池、多晶硅電池，薄膜電池不管是轉(zhuǎn)換效率、生產(chǎn)成本都是最低，因此在光伏電池市場(chǎng)中的關(guān)注度也比較高。運(yùn)用薄膜電池，可以使光伏發(fā)電系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定，因此具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3.光伏電池支架選擇

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)光伏電池支架主要分為兩類(lèi)，即跟蹤式支架與固定式支架。跟蹤式支架又分為四種，即水平單軸跟蹤式支架、豎直單軸跟蹤式支架、豎直雙軸跟蹤式支架以及傾斜單軸跟蹤式支架。相較之下，跟蹤式支架的優(yōu)勢(shì)在于其運(yùn)行能夠?yàn)榘l(fā)電系統(tǒng)帶來(lái)一定的輸出功率，大約為30%，當(dāng)然需要注意是的是，跟蹤式支架在提供輸出的過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生一定的成本，大約為0.6元/kw，并且跟蹤式支架的維護(hù)工作量比較大，維護(hù)難度也比較高。然而考慮到在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)中，其機(jī)械設(shè)備的安裝運(yùn)行功率不超過(guò)千瓦級(jí)，住宅區(qū)域的電力用戶對(duì)設(shè)備的維護(hù)也不怎么關(guān)注，因此在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電池支架盡可能選擇固定式支架。

4.組件角度設(shè)計(jì)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)中，組件安裝角度的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，這是確保發(fā)電系統(tǒng)整體發(fā)電量能夠達(dá)到最佳狀態(tài)的重要舉措。通常來(lái)講，電池方陣安裝角度主要分為兩種，即傾斜角與方位角。根據(jù)季節(jié)的不同，太陽(yáng)峰值產(chǎn)生方位有所差異。例如夏季午后，偏西位置為太陽(yáng)峰值的照射位。針對(duì)此，優(yōu)化組件角度設(shè)計(jì)，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行效率來(lái)講意義重大，必須對(duì)此予以高度重視。

四、結(jié)論

綜上所述，并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術(shù)在屋頂具有較強(qiáng)的適用性，且在各方面性能具有突出優(yōu)勢(shì)，在很多地區(qū)都具有較高的應(yīng)用價(jià)值。作為新能源技術(shù)的一種，在未來(lái)并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術(shù)將擁有廣闊的發(fā)展空間，因此值得我們圍繞此展開(kāi)持續(xù)的研究與探索。