戶用屋頂分布式光伏發電成本效益分析

張斌

摘要：在太陽能技術的催生下，屋頂分布式光伏發電項目應運而生。這種光伏發電項目，是利用太陽能技術，將光能轉化為電能。屋頂分布式光伏發電一方面可以滿足用戶的日常用電需求，與此同時，這種發電模式還具備節能、清潔等多項優點。本文主要探討屋頂分布式光伏發電項目建設的設計參數及設備選型等問題，提出屋頂分布式光伏發電系統及并網的方案，以供參考。

關鍵詞：屋頂分布式光伏發電;光伏電池;太陽能

屋頂分布式光伏發電是目前非常常見的發電技術，屬于太陽能發電技術范疇。這種發電項目，是在選擇相應的發電設備的基礎上，利用屋頂分布式光伏發電系統進行發電。在發電過程中，可以針對不同的環境因素，調整系統的相關參數，最終達到提高該系統對光能轉化的利用率。

1.屋頂分布式光伏發電系統構成

屋頂分布式光伏發電系統一般有如下幾個重要構成部分，一，控制器。在屋頂分布式光伏發電系統中，需要配備蓄電池進行蓄電和放電，控制器的作用就是來控制蓄電池蓄電和放電的過程，與此同時，控制器對公共電網的接入也可以起到控制的作用。二、逆變器。逆變器在屋頂分布式光伏發電系統中起到一種轉化的作用，主要是控制直流向交流的轉化。逆變器在安裝之前，需要對其技術參數進行核實。三、光伏方針設計。屋頂分布式光伏發電設計系統中，想要保證光伏發電穩定性，就必須對光伏組件的串聯和并聯進行準確的設計。只有讓每個光伏組件對應相應的功率和電壓，才能最終達到發電穩定的目的。四、蓄電池。屋頂分布式光伏發電系統中，蓄電池是必不可少的。對蓄電池的選擇，要保證其滿足屋頂分布式光伏發電項目的發電需求。如果不能滿足，就會影響到用戶的使用需求，用戶就不得不從公共電網中得到電能。在進行蓄電池選擇時，一定要根據相應電壓指標進行選擇。

2.屋頂分布式光伏發電設計

2.1 光伏電池

屋頂分布式光伏發電項目建設中，對電池的設計要慎之又慎。這種項目中的光伏電池設計難度之所以較大，是因為光伏電池因為不同類型具有不同的特點，因此，在選擇時，既要保證其性能符合實際應用需求，同時，又要對其進行改進設計，以求達到光伏電池的完善應用。

目前，市場上比較常見的光伏電池有多晶硅、單晶硅以及薄膜電池。單晶硅電池的優勢是轉化率高，因此，這種電池在制造過程中，過程繁瑣，投入成本較高，生產過程中耗能較高。多晶硅電池的轉化率就要低于單晶硅，這種電池制造過程相對簡單，成本不高，因此，其市場占有率也要高于單晶硅電池。而在目前實際市場應用中，同時優于單晶硅與多晶硅電池的是薄膜電池，這種電池雖然在電能轉化率上并沒有較大優勢，但是其具有較高的弱光性能。因此，只要能夠提高薄膜電池的穩定性，就能夠在屋頂分布式光伏發電項目中實現良好應用。多晶硅及薄膜電池是光伏電池設計的較優選擇。

2.2 光伏電池支架

屋頂分布式光伏發電項目建設中，電池支架一般有兩種模式，固定式與跟蹤式。兩種模式的選擇，要根據實際的應用情況進行判斷。本文則以跟蹤式電池支架為例，針對這種類型支架在項目建設中的設計與應用進行闡述。跟蹤式電池支架的效率普遍要高于固定式支架，這是因為，跟蹤式支架可以根據光照進行移動，移動一般會根據太陽光形成四種循跡，傾斜單軸、豎直單軸、水平單軸、雙軸。通過移動，顯著增加了太陽能資源輸出量。

2.3 設計組件角度

在屋頂分布式光伏發電項目建設中，需要準確調整好對光伏電池的位置與角度，只有這樣才能保證屋頂分布式光伏發電項目實現最佳的發電量。電池設計角度需要從兩方面考慮，傾斜角和方位角，兩種角度的最終確定，需要根據實際的情況進行確定。

傾斜角一般是指屋頂分布式光伏發電系統在一年的發電過程中，總發電量最大時候呈現的角度。而方位角是指，太陽在產生峰值時的方向位置。受經度影響，太陽在一年四季中出現的方位不一樣，如冬天與夏天就會存在明顯的不同，加之屋頂方位影響，所以，要準確的尋找到最佳的電池組件方向角度，使之產生最大的效用。

2.4 陣列間距計算合理

.5 設備材料符合要求

在屋頂分布式光伏發電項目建設中，設備材料的準備是一項非常重要的工作。在進行前期的設備材料準備中，一定要確保設備材料能夠符合實際項目建設的要求。在屋頂分布式光伏發電項目建設中，對設備材料一般有如下幾點要求：一、屋頂分布式光伏發電項目建設通常是要建在室外，這種環境下，就需要對設備材料進行保護，設計保護方案。二、對屋頂分布式光伏發電系統電纜線路的選擇，要根據光伏的容量，以及并網電壓決定。三、光伏電池如何規劃，影響著匯流箱進線回路數的多少，匯流箱進線的安排，盡可能在現場布置，直接進行連接，這樣就能盡可能減少損耗問題的出現。四、逆變器要以并網實際要求進行設計，同時要與光伏電池連接方案相結合。

2.6 并網設計

在屋頂分布式光伏發電項目建設中，并網是設計的核心。并網的作用就是使屋頂分布式光伏發電系統能夠并入到電網系統中，這樣才能為用戶正常供電。舉例來說，某單元樓屋頂平頂結構，尺寸為277.5 m×30.6 m，且周圍并無遮擋物。在這個屋頂建設屋頂分布式光伏發電項目，發電系統應該設計為小容量，且并網時，與低電壓等級相接，這樣就能夠盡量的減少并網過程中損耗。

2.7光伏建筑一體化應用

太陽能光伏建筑一體化應用，這個方面是現在的新技術，也是一個在光伏發電中比較熱門的技術。在這個應用中主要包括兩個方面的內容：在建筑物能夠收集陽光較多的地方配置光伏器具，這樣就可以實現光伏發電和電網的并聯，實現了光伏建筑一體化。這種光伏建筑物一體中，使用的是光伏器具集成化和建筑物在房頂安裝光伏電池板，同時在建筑物中的幕墻使用光伏玻璃幕墻來代替，這樣就可以提高太陽能的有效利用，而且還實現建筑物材料和光伏發電材料同時使用在建筑物中，能夠有效地控制好光伏發電的建造成本。在現代建筑物中要求外部裝飾的可觀性，因此在光伏玻璃幕墻中也研制出彩色的光伏玻璃幕墻，這樣既能夠解決建筑物美觀的問題，還解決了建筑物使用能源的問題，是現在比較先進的建筑物。

3高效屋頂光伏發電及其并網系統的建設

由于在高效屋頂光伏發電的建設過程中必須要保證電網的穩定性，這就要求相應的技術人員必須要解決屋頂光伏電系統在不同類型的發電系統和要求中所出現的不均衡特點，然后將上文中多提到的DL-MPPT技術和并網逆變技術等進行綜合性的應用。為了使得應用的適應性增強，在將其投入到實際工作過程之前，最好來進行仿真與實驗驗證。一般來講，為了驗證相應的控制策略和技術，都需要搭建10kW的太陽能發電系統實驗平臺，并研制出雙級變流器來進行驗證。實驗分為兩個部分，一個是最大功率跟蹤實驗，另一個就是雙向逆變器并網實驗，最終實現光伏電能并網和為儲能電池充電， 并提高了系統單位功率因數運行的穩定性。

4結束語

綜上所述，由于不可再生資源的總量不斷下降，人們對于資源的需求不斷提升，這就使得環保、可再生的資源成為了社會建設過程中必不可以少的研究對象。光伏發電技術作為一種與人們日常工作和生活息息相關產業，隨著技術的發展已經能夠在一定程度上有效地緩解資源的稀缺問題，只是在并網的過程中會遇到一些小的失誤。因此，結合著實際的應用情況和問題來著重對高效屋頂光伏發電以及并網系統進行研究，是促進社會建設的一條重要道路。

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