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1、江西工程学院环境与能源工程学院毕业设计(届)屋顶家用光伏电站设计摘要在国家更注重环境问题、倡导使用新能源的背景下,鼓励家庭光伏电站进社区和家庭政策的出台，催生了光伏屋顶的发展,而农家屋顶因其产权明晰、使用面积大等优势,让诸多农民看到新的钱景,促使她们变身为光伏屋顶的开拓者。以太阳能、风能等可再生能源为主的新能源大规模应用品有可持续性,逐渐发展成为化石能源的重要替代能源。近年来，在环保和能源危机频发双重压力下,并网型光伏发电系统得到较快发展并成为当今光伏发电技术发展的重要方向。核心词：太阳能；家庭光伏政策；清洁能源;屋顶分布式光伏发电;回报率高;发电技术方案The esg oroo ouseho
2、l photoltaic ow plntabstractWt largele plicati backgrund in cunries with orattenton o evionmentalpblems,toromotete ue of ne energ，o ncuge he dti photva o station inot mmuity nd famiy polc ntroced，hih of t photovlaic rofofevlpmet， nd te fr roofbecuse of t larprperty ight， te use of lagre dvate, ake l
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4、 and becoe T mai drecion of develpmnt of phovoltaipower neratotecoogy.Keyords: solaenrgy;family poli; aneergy; roof of ditribtdhotovoltaic pwereneaon; pwe eeraton tehlogyf hgh rae of rtn；目 录屋顶家用光伏电站设计1摘要1绪论3第1章1.太阳能光伏发电应用现状41.2家庭光伏电站及国家补贴1.3屋顶光伏电站构造设计原则1.4 屋顶光伏电站构造设计要点6第2章.分布式光伏系统构造62典型屋顶太阳能并网光伏发电系统
5、的构成2.3光伏发电原理24光生伏特效应第3章 方案实行1031光伏发电系统的种类103.2屋顶分析11第4章屋顶光伏系统的安装4.1安装屋顶光伏系统要遵循的基本环节124.安装地点选择1.国内太阳能资源分布状况如下134.4光伏组件阵列安装朝向和角度144.5太阳电池方阵间距计算1446防雷设计144.7维护检修设计154.8可行性分析:1第5章系统设计总结7.1总结175.2展望18参照文献19致 谢19绪论太阳能源是将来能源中一种非常抱负的清洁能源,屋顶分布式光伏发电是把太阳能转换为电能的一种简朴而又实用的途径,可以广泛应用于工业园区屋顶,大型厂房屋顶，办公大楼屋顶等场合。屋顶光伏发电是
6、指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,具有大大减少公司的用电成本,投资回报率高的特点,因此各地政府纷纷鼓励屋顶光伏项目的发展。综合分析后得出:探讨屋顶分布式光伏发电技术方案很有必要。太阳能是最普遍的自然资源,也是取之不尽的可再生能源。分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合运用方式,不仅可以有效提高同等规模光伏电站的发电量，同步尚有效解决了电力在升压及长途运送中的损耗问题。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建在建筑物屋顶的光伏发电项目，以便
7、接入就近接入公共电网,与公共电网一起为附近的顾客供电。从发电入网角度出发,根据家庭用电状况可以给出系统施工规定、设计措施以及光伏组件、逆变器的选择等。太阳能是一种重要的,可再生的清洁能源,是取之不尽用之不竭、无污染、人类可以自由运用的能源。太阳每秒钟达到地面的能量高达50万千瓦，如果把地球表面0.1%的太阳能转换为电能,转变率5%，每年发电量可达56102kWh,相称于目前世界上能耗的40倍。从长远来看，太阳能的运用前景最佳,潜力最大。近30年来，太阳能运用技术在研究开发、商业化生产和市场开拓方面都获得了长足发展,成为迅速、稳定发展的新兴产业之一。本文简朴地论述了家用分布式光伏发电系统设计措施
8、和施工规定。第1章11太阳能光伏发电应用现状太阳能转换为电能的技术称为太阳能光伏发电技术(简称V技术)。太阳能光伏发电不仅可以部分替代化石燃料发电,并且可以减少CO2和有害气体的排放，避免地球环境恶化，因此发展太阳能光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环保之间矛盾的最佳途径之一。目前发达国家如美国、德国、日本的光伏发电应用领域从航天、国防、转向了民用，如德国的“百万屋顶筹划”使许多家庭不仅运用太阳能光伏发电解决了自家供电并且这些家庭还办成了一所所私人的“小型电站”,可以源源不断地为公用电网提供电能。近几年,国内光伏行业发展也非常迅速。国家对光伏发电较为注重，国家和地方政府相继出台了某些
9、列的补贴政策以增进光伏产业的发展，国家发改委实行“送电到乡”、“光明工程”等惠农项目，地方政府也陆续启动了光伏照明项目工程。与此同步,偏远地区消费者逐渐承认光伏产品，越来越多的居民开始使用家用太阳能电源产品。光伏应用市场发展较为迅速。但目前国内的太阳能光伏发电技术和国外相比尚有很大差距,重要体现为技术水平较低、电池效率低、成本高。因此国内还必须不断改善技术,使国内的太阳能光伏发电产业更上新台阶。 12家庭光伏电站及国家补贴1. 何为家庭光伏电站 家庭式光伏电站，运用屋顶平台架设光伏阵列,将太阳能转化为电能自发自用，余量可就近向低压公网供电，能有效运用资源和保护环境,经济、社会、环境效益明显;简
10、朴来说就是除了发电给自己用,还能把多余的电卖给国家。2国家政策补贴形式自发自用电部分国家财政补贴.4元/度+省级补贴0.1元(各省略有不同）多余电上网部分：本地燃煤脱硫机组标杆电价0.6元/度(各地略有不同）综上可知,虽然各省政策不同,但至少能保证，若建设一种kW家庭式光伏电站，每天发2度电所有自用的话，则国家补贴042元=84元,一年则补贴366元。如果每天只用1度电,剩余1度电卖给国家，则补贴为10*02元+0*0.56元=98元，一年除不用交电费外,还能挣37元。三、投资收益分析目前,每千瓦的电池组件占地面积在0m2左右,每千瓦的电站投资在8-9元k,假设一种5kW规模的家庭式光伏电站,
11、投资收益分析如下占地面积：约05m2总投资：4万元左右发电量：日均度左右,一年7300度补贴:0.42元度(国家补贴)7300度=306元由于是自家用电，不用交电费,故省去：30度056元/度=088元年收益:3066元+488元=715元回本：4万元0.7154万元/年=5.59年估计6年收回成本算账:电站设计使用年限为年，剩余的可以免费用电因此如果没有政府予以设备补贴或者电价补贴，很少有人乐意做的，由于按照目前一种家庭每年电费开销0元计算,一种5kW的电站投资要在4万元，电力自发自用收回成本也要以上，之后才干见到效益。设备涉及：光伏组件及支架、交直流断路器、逆变器等。实例5k光伏屋顶系统项
12、目解决方案如下系统特点:能量转换过程简朴,系统转化效率高操作、维护简朴，运营稳定可靠工作性能稳定,使用寿命长无噪声,无污染构造简朴,体积小,重量轻，便于运送和安装设备清单:、光伏电站组件:20片250kWp多晶硅，市场较好材质为元/瓦，5千瓦2万元2、安装材料费(都市):铝合金材质支架500元,一般钢材支架3000元(如在农村屋顶多为尖顶的,不需要支架，会省些钱)3、(逆变器质量好的）万元（把电池板产生的直流电变成适合家用电器的交流电，尚有防短路、通信等功能)目前,110kW逆变器,价格大概在2.02.2元/、施工人工费等500元,涉及提供直流电缆、交流电缆、电表、断路器。线缆数量根据实际屋顶
13、来算,人工费各都市也不同。5、各地供电公司并网服务为免费的。（服务：如果想安装家庭光伏电站，有专门的公司可以到现场考察、设计,提供合理的解决方案。)3屋顶光伏电站构造设计原则（1)构造设计使用年限不应不不小于25年。预埋件属于难以更换的部件， 其构造设计使用年限宜按50年考虑。（2）屋顶光伏电站构造可按弹性措施分别计算施工阶段和正常使用阶段的作用效应,并进行作用效应组合。(3）屋顶光伏电站构造系统的构件和连接应按各效应组合中最不利组合进行设计。.4 屋顶光伏电站构造设计要点屋顶光伏电站固定支架光伏阵列承受的荷载涉及自重、风荷载、活荷载和雪荷载。荷载通过太阳能电池板传至固定光伏支架上，最后通过支
14、架作用至屋面板上。在既有建筑屋顶增设或改造光伏系统,除了新增构造系统须具有规定的承载能力、刚度、稳定性和变形能力外,还应保证原有建筑构造承载力满足规定,避免屋顶倒塌、被掀翻和破裂。因此，还需对原有建筑物进行安全性复核。第2章.分布式光伏系统构造太阳能光伏发电系统是运用光伏组件半导体材料的“光伏”效应,将太阳光的辐射直接转换为电能的一种新型发电系统。它的规模可大可小，在发电过程中不会排放污染物质,具有安装以便,没有噪音,整个寿命期间几乎无需维护等长处。太阳能光伏发电系统分为两大类，一类是太阳能光伏发电独立系统，另一类是太阳能光伏发电并网系统。太阳能光伏发电并网系统重要涉及太阳能光伏组件、光伏汇流箱、直流配电柜、并网型逆变器和交流配电柜等,家用并网型分布式光伏系统由于规模不大,汇流箱和交直流配电柜都用不到,因此在设计过程中应充足考虑实际状况,一般应遵循经济合用原则，可靠性高、牢固耐用、容易维护、充足考虑地理和气候环境的影响。光伏系统2典型屋顶太阳能并网光伏发电系统的构成.1
