屋頂并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術方案應用探討

郭玉奇

摘要：本文對光伏發(fā)電技術的概念、特點進行了簡單的介紹，并對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的構成進行了闡述，選取了并網(wǎng)光伏發(fā)電技術的應用進行探討與研究，旨在從理論層面上推動光伏發(fā)電技術的推廣與應用，促進新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：屋頂：分布式光伏發(fā)電：技術方案

一、概述

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

二、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)構成

所謂的分布式光伏發(fā)電，就是基于對用戶周邊有限空間的利用，例如屋頂、建筑體以及院落等，對小容量光伏發(fā)電技術進行建設，從而實現(xiàn)發(fā)電。分布式光伏發(fā)電又可以被分為兩類，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)。前者主要構成包括太陽能電池方陣、直流箱、控制器、儲能裝置與逆變器;后者主要包括太陽能電池方陣、直流配電箱、逆變器、交流配電箱以及并網(wǎng)設備。根據(jù)現(xiàn)場實際情況的不同，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的選擇也有所差異。本文主要結合屋頂并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術的應用進行探討與研究。

三、屋頂并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電技術方案應用探討

1.發(fā)電系統(tǒng)的確定

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

2.光伏電池選擇

就技術層面而言，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，在市場中，單晶硅、薄膜電池以及多晶硅電池屬于應用比較廣泛的幾種光伏電池，而聚光電池的應用則比較少。在應用比較多的幾種光伏電池中，單晶硅電池擁有最高的轉換效率，然而這種電池系統(tǒng)建設對資金需求量較大，并且其制作工藝的復雜程度也比較高，此外生產(chǎn)能耗量也屬單晶硅電池最大。多晶硅電池的特點則在于轉換效率比單晶硅電池略低，但制作工藝難度較小，且生產(chǎn)能耗量也相對更低，因此，在光伏電池系統(tǒng)選擇方面，多晶硅電池的市場占有率最高。相較于單晶硅電池、多晶硅電池，薄膜電池不管是轉換效率、生產(chǎn)成本都是最低，因此在光伏電池市場中的關注度也比較高。運用薄膜電池，可以使光伏發(fā)電系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定，因此具有較高的應用價值。

3.光伏電池支架選擇

現(xiàn)階段，國內光伏電池支架主要分為兩類，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)勢在于其運行能夠為發(fā)電系統(tǒng)帶來一定的輸出功率，大約為30%，當然需要注意是的是，跟蹤式支架在提供輸出的過程中，也會產(chǎn)生一定的成本，大約為0.6元/kw，并且跟蹤式支架的維護工作量比較大，維護難度也比較高。然而考慮到在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設中，其機械設備的安裝運行功率不超過千瓦級，住宅區(qū)域的電力用戶對設備的維護也不怎么關注，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.組件角度設計

在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設中，組件安裝角度的設計非常關鍵，這是確保發(fā)電系統(tǒng)整體發(fā)電量能夠達到最佳狀態(tài)的重要舉措。通常來講，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，太陽峰值產(chǎn)生方位有所差異。例如夏季午后，偏西位置為太陽峰值的照射位。針對此，優(yōu)化組件角度設計，對于提高系統(tǒng)運行效率來講意義重大，必須對此予以高度重視。

四、結論

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