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1、太阳能屋顶并网发电方案(3kW)目录一、前言3二、太阳能环境分析6三、太阳能发电系统技术8（一）太阳能发电技术简介8（二）标准型太阳能发电系统11（三）离网型太阳能发电系统架构13四、小型并网太阳能发电系统设计15（一）、小型并网太阳能发电系统的构成151、客户对系统的要求152、系统方案15（二）太阳能电池板与太阳能电池模组的选择161、太阳能电池板串联242、采用3kW并网型逆变器构成3kW系统24（三）分布式直流配电箱设计25（四）并网型光伏逆变器设计与选用26（五）交流配电箱设计28（六）、防雷设计29（七）、工程用材料29（八）、设备总表291、3kWp太阳能系统前端设备总表29五、
2、屋顶并网太阳能发电系统发电量估算31六、实际工程案例33一、前言全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。从美国能源部对全世界各国能源消耗及污染物排放统计，截至2006年，中国发电总装机容量及总电耗已经达到世界第二，GDP总量为世界第三，大气污染物排放已经接近第一的美国水平，单位GDP排放水平在世界前十大GDP国家中居首位，比法国、日本和美国分别高出10.2、5.5和3.5倍。随着中国加入京都协议签约，中国将于2012年开始承担排放对世界环境污染的义务。中国的GDP快速增长，能源消耗也不断快速增长，由于火力发电等煤燃烧，排放物对大气的污染越来越严重，可能在近两年内成为世界第一大污
3、染排放国，从最近的世界经济大国首脑峰会都会邀请中国参加，而且每次必谈环境问题来看，世界对中国的节能减排的压力不断增大，中国政府也不断出台节能减排的支持措施，甚至采取强制措施。最近出台对太阳能发电的财政补贴，太阳能与风能上网电价补贴政策，正在制定中的能源消费税政策等，都体现了对高污染能源的限制，对清洁能源开发利用的支持。中国政府为了支持和鼓励企业和民间大力发展新能源，出台了一系列政策。2005年，世行明确大于500瓦的光伏系统也可得到REDP项目补贴；在2005年9月的例行审查中，澄清了系统的补贴范围（详见REDP项目光伏系统销售赠款合格标准”的通知项目办 光伏（2005）第006号）。根据世行
4、对REDP项目的要求以及在过去一年对大系统补贴方面专家提出的意见，项目办对500瓦以上光伏系统的补贴规定（试行）进行了修改2006年1月1日 中华人民共和国可再生能源法正式实施2006年1月5日 国家发改委发布可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法、可再生能源发电有关管理规定2006年4月20日 国务院能源领导小组审议可再生能源中长期发展规划2006年5月30日 财政部下发可再生能源发展专项资金管理暂行办法2006年11月13日 国家发改委、财政部联合下发促进风电产业发展实施意见2009年，财政部将启动“金太阳示范工程”，用中央财政补贴光伏发电。资金来自“可再生能源专项资金”，支持光伏发电技
5、术在各类领域的示范应用及关键技术产业化，并形成规模化。按照财政部经济建设司的规划，预计在2-3年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。除了财政补贴，扶持方式还将有科技支持和市场拉动。原则上每省（含计划单列市）示范工程总规模不超过20兆瓦。据悉，对并网光伏发电项目，原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50给予补助；其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70给予补助；对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的方式给予支持。分析认为，这是继太阳能屋顶计划后，财政部再次出台光伏发电补贴计划。两者区别在于前者主要针对家庭或企业自用但发电不上网
6、，此次针对并网发电计划，也就是说今后家庭或企业自建太阳能并网发电项目，其上网的电价将得到50%的补贴，这将增加家庭或企业自建太阳能项目的主动性，对太阳能新能源企业构成不小的刺激，尤其是龙头企业的影响会更大。2009年，财政部、住房和城乡建设部出台了关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见，意见中明确提出实施“太阳能屋顶计划”,对光电建筑应用示范工程予以资金补助、鼓励技术进步与科技创新、鼓励地方政府出台相关财政扶持政策、加强建设领域政策扶持等一系列原则措施。现阶段在经济发达、产业基础较好的大中城市积极推进太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化示范;积极支持在农村与偏远地区发展离网式发电,实施送电下
7、乡等有关规定,更是给太阳能技术的应用指明了方向。以太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化为突破口,可能在短期内让人们看到应用太阳能的诸多好处,也有利于今后大面积推广,激发产业资本投资太阳能领域的积极性。太阳屋顶政策限定示范项目必须大于50kW，即需要至少400平方米的安装面积，一般居民建筑很难参与，符合资格的业主将集中在学校、医院和政府等公用和商用建筑。考虑财政部补贴之后，度电成本可降至0.58元/kWh。光伏上网电价是否能在火电上网电价上给予溢价仍不明确，但即使没有溢价，由于发电成本低于电网销售电价，业主仍有动力建设光伏项目以发电自用，替代从电网购电。何况可以期待地方政府给予额外的补贴政策，发
8、电成本将进一步下降。考虑财政部补贴之后，度电成本可降至0.58元/kWh。光伏上网电价是否能在火电上网电价上给予溢价仍不明确，但即使没有溢价，由于发电成本低于电网销售电价，业主仍有动力建设光伏项目以发电自用，替代从电网购电。京都议定书形成了CDM（清洁发展机制）、JI（联合履行机制）及ET（国际排放交易机制）三种碳交易机制。虽然根据公平及“共同但有区别的责任”的原则，不限定发展中国家减排，允许发达国家之间互相转让交换排放量。碳交易市场前景广阔，有关专家预测，2012年全球碳交易市场有望超过石油市场成为全球第一大市场。据世界银行的预测，中国将占到2010年世界总CDM（清洁发展机制）潜力的35%
9、至45%。依据联合国的规定，发达国家及其企业使用现代技术帮助发展中国家通过投资风力或水力发电，或改造能源设施等以达到减少温室气体排放的目的，由此产生的碳减排额度允许互相转让，即可以通过一定的组织形式进行买卖。按照国际市场惯例，规定排放到大气中的每吨污染性气体或二氧化碳相当于一个“份额”，即为一个“碳信用”单位，每减少吨二氧化碳的排放量，就可获得等量排放权。公司如果没有用完分配给它们的“碳信用”，即可把剩余的额度卖给需要更多“碳信用”的企业。目前国际市场每个“碳信用”配额每吨CO2的转让价格通常为美元至美元。二、太阳能环境分析根据科学家测算，太阳照到地球上的能源总量达到12000TW（12000
10、百万兆瓦），实际可开采利用的也达到600TW，是世界上最大的能源来源。太阳能是取之不竭、用之不尽的、真正绿色环保的能源。太阳能的利用，正好与人们的工作时间相同，能源利用效率高，这就是为什么世界各国都在大力发展太阳能发电的根本原因。福建气候福建靠近北回归线，受季风环流和地形的影响，形成暖热湿润的亚热带海洋性季风气候，热量丰富，全省70%的区域10的积温在5000-7600之间，雨量充沛，光照充足，年平均气温17-21，平均降雨量1400-2000毫米，是中国雨量最丰富的省份之一，气候条件优越，适宜人类聚居以及多种作物生长。气候区域差异较大，闽东南沿海地区属南亚热带气候，闽东北、闽北和闽西属中亚热
11、带气候，各气候带内水热条件的垂直分异也较明显。表1 我国主要城市的辐射参数表城市纬度日辐射量Ht最佳倾角op斜面日辐射量修正系数Kop哈尔滨45.68127033158381.1400北京39.80152614180351.0976乌鲁木齐43.781446412165941.0092上海31.17127603136910.9900福建34.301278114129520.9275广州23.13121107127020.8850福州26.08120014124510.8978拉萨29.70213018241511.0964大城市平均1374615204泉州市的地理位置是：东经117341190
12、5和北纬24222556之间。三、太阳能发电系统技术太阳能发电系统，就是利用太阳能的光能或热能转化为电能的电力系统。（一）太阳能发电技术简介目前世界上太阳能转换成电能的方式主要有三种：1、利用太阳能的光能，通过半导体的太阳能电池板，直接转化成电能，是太阳能发电系统的主要方式；2、利用太阳能的热能，将水加热成高温高压的水蒸气，再利用汽轮机，将高温高压的水蒸气转化为机械能，带动发电机发电；3、利用太阳能的热能，通过烟囱形成的热对流原理，形成高速气流，推动风力发电机转化成电能。本章主要讨论直接利用太阳能电池板，将太阳能光能直接转化成电能的技术。太阳能发电（光伏发电）技术有以下一些方式：1、标准型太阳
13、能发电系统：采用单晶硅或多晶硅电池板，固定朝向正午太阳能方向安装，直接将太阳的光能转换成直流电能，标准型发电系统的发电效率通常在14%18%；2、太阳能自动跟踪的标准型太阳能发电系统：采用单晶硅或多晶硅电池板，通过能自动朝向太阳能方向的塔架安装，直接将太阳的光能转换成直流电能，自动跟踪系统的发电效率通常在16%20%；3聚光型太阳能发电系统：采用在太阳能电池板前加装聚光镜，以加强太阳光能的强度，从而提高太阳能发电效率，减少硅片的使用量，聚光型太阳能发电通常采用自动跟踪系统，聚光型发电系统发电效率通常在20%25%；4、透光型太阳能电池板发电系统：采用单晶硅或多晶硅电池板，能部分透光，适合建筑物
14、顶部作为屋顶，发电同时还可以减少室内照明用电需求，透光型发电系统一般效率在10%左右；5、透视型太阳能电池板发电系统：在玻璃内添加硅电池材料，使玻璃既能发电又能透视，通常适合于太阳能玻璃幕墙，透视型发电系统一般效率在5%6%左右； 6、薄膜型太阳能电池板发电系统：将太阳能电池板做成薄膜，用于覆盖在建筑物外表，用于发电，薄膜型太阳能发电系统一般效率在3%8%左右。考虑到相对较低的投入来发电，一般在场地比较廉价时，对外观设计要求不高，通常采用标准型太阳能发电系统。（二）标准型太阳能发电系统标准型太阳能发电系统依据输出供电模式，通常分为并网型和离网型两种，如下图所示：太陽電池組列充電控制器放電控制器
15、蓄電池交流負載- / PCU离网型独立AC输出供电系统离网型独立AC输出供电系统主要是为没有交流市电的地区，且没有配备后备柴油发电机的，允许交流供电中断的用户，如西部农村区域，仅考虑照明、电视等家用电器。太阳能板白天将阳光转化为直流电力，给蓄电池充电储能，当需要用电时，逆变器将蓄电池的电力转化为220V交流电供负载；当蓄电池的电量放光后，自动停止供电。太陽電池組列充電控制器放電控制器蓄電池交流負載直/交流轉換器整流器輔助發電機PCU离网型混合AC供电系统离网型混合AC输出供电系统也主要是为没有交流市电的地区，配备有后备柴油发电机的，允许交流供电短时中断的用户，如西部农村区域、海岛、通信基站等，可考虑家用电器、较重要的设备供电。太阳能板白天将阳光转化为直流电力，给蓄电池充电储能，当需要用电时，逆变器将蓄电池的
