屋顶光伏发电调研报告

关于太阳能屋顶光伏发电项目调 研报告,组员：秦楠、吴海强 调查时间：2013.10.23调查地点：调查对象：,前言,常规能源的储量正随着人类文明的高度发展而迅速枯竭。随着世界性能源紧张和环境污染加剧，开发和使用新能源是人类目前迫切需要解决的重要问题。太阳能已经成为一种十分具有潜力的新能源，太阳能屋顶光伏发电项目因其发电过程无污染、无需生产原料、不占据空间等优点受到越来越多的重视。而光伏并网发电则是当今太阳能发电技术发展的必然趋势。太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。全球范围内太阳能光伏电池产能显著增长的同时，太阳能光伏并网发电的发展步伐逐年加快 。,目录,第一章 太阳能屋顶光伏发电项目背景 1、光伏发电发展历史 2、屋顶光伏发电项目基本信息 3、屋顶光伏发电项目推出的理由与过程 第二章 太阳能屋顶光伏发电项目概况 1、屋顶光伏系统分类 2、经济和社会效益分析,第三章 问题与建议 1、屋顶光伏发电项目存在的优点与缺点 2、建议 第四章 相关政府补贴政策 第五章屋顶光伏发电项目市场前景预测 第六章 调研总结,第一章 太阳能屋顶光伏发电项目背景,1、光伏发电发展历史 （一）1839年，法国科学家贝克雷尔发现“光伏效应”。 （二）1954年，美科学家恰宾和皮尔松首次制成实用单晶硅太阳能电池，诞生将太阳能转换为电能的实用光伏发电技术，效率为6% （三）同年，韦克尔发现砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉淀硫化镉薄膜，制成第一块薄膜太阳能电池。 （四）1957年，硅太阳能电池效率为8%。1958年，太阳能电池首次在太空应用。1995年，高效聚光砷化镓太阳电池效率达到32%。 （五）1996年以来，世界光伏发电高速发展，应用范围越来越广，尤其是光伏技术的屋顶计划，为光电展现无限光明的前途。,2、屋顶光伏发电项目基本信息,简单说来，太阳能屋顶光伏就是利用安装在建筑物顶部的光伏组件（太阳能电池）将光能转换为电能，供用电器使用。光伏与建筑的结合有如下两种方式，都可以通过逆变器、控制装置等成发电系统。 （1） 一种是建筑与光伏系统相结合，把封装好的的光伏组件（平板或曲面板）安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，组成光伏发电系统。 （2） 另外一种是建筑与光伏器件相结合，是将光伏器件与建筑材料集成化，即光伏建筑一体化（BIPV），如将太阳能光伏电池制作成光伏玻璃幕墙、太阳能电池瓦、太阳能防水卷材等，集实用与装饰美化为一体，达到节能环保效果，是今后的发展光伏建筑一体化的趋势。,3、屋顶光伏发电项目推出的理由与过程,为了鼓励城乡居民利用屋顶进行光伏发电应用，促进全省可再生能源和相关产业的健康发展，探索户用光伏发电运营管理经验，5月29日我委印发了江西省万家屋顶光伏发电示范工程实施方案（试行），正式启动江西省万家屋顶光伏发电示范工程。万家屋顶光伏发电示范工程将在全省范围内选择10000户有条件的民居屋顶，按照每户最大不超过5千瓦、平均3千瓦的装机水平建设户用光伏发电示范工程。一期工程1000-2000户，力争三年之内建成10000户。列入万家屋顶光伏发电示范工程的项目将享受省专项资金的补助，一期工程补助4元/峰瓦，二期工程暂定3元/峰瓦。, 为支持探索分户式光伏应用的发展规律，万家屋顶光伏工 程提 出了居民自建、合同能源管理和政府统一组织建设三种建设模式，并允许各市因地制宜创新建设模式。从2013年6月20日起，全省范围内符合条件的居民可以向当地县级能源管理部门提出建设申请。,第二章太阳能屋顶光伏发电项目概况,1、屋顶光伏系统分类 并网光伏屋顶系统：并网光伏屋顶系统由光伏组件、并网逆变器、控制装置组成。光伏组件将太阳能转化为直流电能，通过并网逆变电源将直流电能转化为与电网同频同相的交流电能供给负载使用并馈入电网。 离网光伏屋顶系统：离网光伏屋顶系统由光伏组件、逆变器、控制装置、蓄电池组成。以光伏电池板为发电部件，控制器对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。蓄电池可以贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。,2、经济和社会效益分析,经济效益 一个10MWp的屋顶光伏电站，按系统效率80%，年利用小时1100小时（江西地区平均值）计算，一年可发电10000000*1100/1000=1100万度电，按1度电可比原购电价格便宜0.15元，可节省购电用户运营成本近165万元。10MWp电站总投资约1.2亿左右，根据新能源产业政策，项目建成后税收是三免三减半（每个地区的政策要了解清楚），第四年后建成后每年可缴税约350万。 社会效益 每年可节省标准煤炭约2800吨，减排烟尘约700吨，减排二氧化碳约5960吨，减排二氧化硫约56.84吨。,第三章问题与建议,1、屋顶光伏发电项目存在的优点与缺点优点： （1） 可以有效地利用建筑物屋顶和幕墙，无需占用土地资源，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要； （2） 可原地发电、原地用电，在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。对于联网系统，光伏阵列所发电力既可供给本建筑物负载使用，也可送入电网； （3） 光伏发电系统在白天阳光照射时发电，该时段也是电网用电高峰期，从而舒缓高峰电力需求； （4） 光伏组件一般安装在建筑的屋顶及墙的南立面上直接吸收太阳能，可降低了墙面及屋顶的温升； （5） 并网光伏发电系统没有噪音、没有污染物排放、不消耗任何燃料，绿色环保。,缺点：（1）太阳能屋顶光伏发电成本高昂，在中短期内与传统电力相比较并无优势。根据光伏电池发电成本测算，目前太阳能并网发电的成本约为火电等常规电源的数倍。如何实施合理的产业政策补贴、形成产业规模，使太阳能发电变得“便宜好用”，成 为推动我国光伏产业发展不可忽视的重要因素。（2）太阳能屋顶光伏发电对电网的影响。 由于太阳能光伏发电属于能量密度低、稳定差，调节力差的能源，发电量受天气及地域的影响较大，并网发电后会对电网安全，稳定，经济运行以及电网的供电质量造成一定影响。,2、建议,(1)逆变器效率需要进一步提高。目前国际上逆变器产品的最高效率可以达到98，但一般维持在95左右，有些逆变器效率还会更低。如何通过减小开关管频率或其他途径减小逆变器损耗是一项很重要的课题。 (2)如何通过光伏电池模块的组合，发展新的拓扑结构以提高MPPT的跟踪效率也是今后需要进一步研究的问题。目前流行的组串式拓扑结构和多组串式结构可以根据不同电池板上的光照不同分别进行MPPT控制以提高效率，但这同时会带来成本的增加。 (3)随着光伏并网系统安装数量的增多， 电网对其并网谐波的要求必然会越来越严格。目前一般产品的THD能够达1J4以下。如何进一步降低谐波仍有待研究。,(4)对于离网系统，由于目前还没有光伏系统专用的深放电、长寿命铅酸电池，一般电池的使用寿命在23年左右，经常更换蓄电池，使成本进一步提高。因此尽陕研发出长寿命电池和通过系统控制满足蓄电池充放电的要求是今后离网系统需要着力解决的问题。 (5)可靠性仍然是制约光伏发电系统发展的重要问题。一些农 村用的光伏路灯，其平均故障率(一年内发生故障的设备总运行设备)达到了21，致使使用单位不敢再用。其主要是参数匹配 恰当、保护功能不善等原因所致。,第四章相关政府补贴政策,江西财政补贴将重点支持太阳能光电建筑一体化安装且 发电主要用于解决建筑用能的项目，从项目类型上主要包括三类：一是建材型，指将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的建筑构件或建 筑材料，如光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙、光伏采光顶等；二是构件型，指与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件，如以标准普通光伏组件或根据建筑要求定制的光伏组件构成雨篷构件、遮阳构件等；三是与屋顶、墙面结合安装型，指在平屋顶上安装、坡屋面上顺坡架空安装以及在墙面上与墙面平行安装等形式。通过建设屋顶光伏发电站，不仅将极大节省居民家庭的用电成本，剩余电力还可直接卖给国家电网。政府通过对太阳能屋顶光伏电站进行建设补贴和电费补贴(0.42元/kwh)的双重补贴方式，而南昌电费民用价格为0.61元，大力支持太阳能屋顶光伏电站的发展，实现个人的投资效益和社会的环保效益双赢。,安装类型和补贴对应的补贴标准 建材型： 太阳能电池与建筑材料复合在一起成为不可分割的 建筑构件或建筑材料。 不超过 20 元/瓦 构件型： 指与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件。 不超过 20 元/瓦 与屋顶、墙面结合安装型：指在平屋顶上安装、坡屋面上顺坡架空安装以及在墙面上与墙面平行安装等形式。不超过 15 元/瓦,第五章屋顶光伏发电项目市场前景预测,当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。我国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。 据专家预测：在21世纪末和22世纪初，太阳能屋顶光伏发电必将发展成为全世界的重要发电技术之一，会在整个电力构成中占有相当大的比重。,第六章调研总结,在南昌发展楼顶光伏产业是有利的，2009年,我国光伏 上网电价为1.5元/千瓦时,平均火电上网电价为0.34元/千瓦 时。按照光伏电价以后每年下降8%,火电电价每年上涨6%测算,到2015年火电电价将上涨到0.48元/千瓦时,光伏电价下降到0.91元/千瓦时,光伏发电首先在配电侧达到平价上网;2020年火电电价上涨到0.65元/千瓦时,光伏电价