【科普】几种常见与特殊的分布式光伏电站类型(组图)

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太阳能由于其储量巨大、使用清洁、分布广泛等优点,近年来成为了最受瞩目的可再生能源。而光伏发电是指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能。

分布式光伏发电的基本概念

如图1所示,分布式光伏发电是指在用户所在地或附近建设,运行方式以用户侧自发自用为主,多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。

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图1分布式发电原理示意图

几种特殊的分布式光伏电站形式

1 储能式光伏电站

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图1-1储能式光伏电站

储能式光伏电站可分为离网型和并网型两大类,部分并网型的光储系统也能实现离网工作。并网型光储系统可综合利用太阳能和市电给蓄电池充电并同时给负载供电。在这种应用形式下,在光照条件良好时,太阳能与市电互补对蓄电池充电,并同时给负载供电;在光照条件不足时,系统自动根据实际情况由蓄电池或者市电向负载供电。

在白天业主自身电力消纳能力不足的情况下,储能式光伏电站可以解决光伏电力的并网问题,实现“自发自用,并网不上网”。同时,光伏电力通过蓄电池实现了转换,因此电力质量及相对稳定性相对较好。储能式光伏电站在电网中还能起到“负荷调节、弥补线损、功率补偿、孤网运行、削峰填谷”等作用。

此外,储能式光伏电站还适用于停电、没有电网覆盖,或者电网连接不便之处,如山区、田间、牧场等。在无电网覆盖的情况下,光伏电力是最为经济的供电方式,与传统的需经常购置柴油的柴油机发电相比,光伏发电系统不仅成本更低,更便于维护,如果日照条件和电力负载情况可以满足,是优选的离网电力方案。

而在并网应用方面,储能型光伏电站由于增加了相对较高的储能系统成本,与前几种电站比较来说,目前在国内市场上投资回报周期较长,适合于家庭等小规模应用,以保证特殊的业主用电需求。目前,在海外特别是德国市场上,家庭储能式光伏电站成为主要的应用形式,相信随着技术的进步和市场的发展,今后储能式光伏电站将不仅仅适用于无电网或电力供应不稳的地区,也将有一天走进千家万户。

2 光伏光热集成电站

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图1-2光伏光热一体化系统
这是一种把太阳能光伏组件与平板太阳能集热器有机结合的新型光伏电站形式。通过把光伏光热一体集热器安装于屋面,电站既可以生产热水又能产生电力,同时节省屋面的安装空间,从而实现了对太阳能的最大化利用。

光伏光热集成屋顶电站,安装采光稳定可靠,性能稳定,二次循环,不仅通过独立的水箱提供热水,更可因热水系统的作用为光伏板降温,将其温度控制在一定范围内,以提高光伏组件的发电效率;该电站还配备了热水辅助系统,可补充太阳能阴雨天的不足,确保全年热水正常供应。

该方案非常适合于同时有热水需求的家庭。

常见的分布式光伏电站类型

分布式光伏电站通常在建筑物之上建设,从与建筑结合的形式上,可以分为附加式(BAPV)光伏电站和集成式(BIPV)光伏电站两种类型。

光伏电站中最主要的部分是光伏组件(或称为“光伏板”),一般来说,光伏组件分为晶硅光伏组件和薄膜光伏组件两种。晶硅光伏组件是把一组薄的晶硅电池片通过封装形成的,分为单晶硅和多晶硅两种,其中单晶硅发电效率较高,而成本也稍高;薄膜光伏组件是在光伏玻璃上通过沉积形成导电薄膜形成的,目前较常见的有碲化镉和非晶(微晶)硅两种,薄膜与晶硅相比发电效率低,成本也低,但弱光性能好,在一天之内的发电工作时间长,外形也相对比较美观,还可以根据需要做成半透光的产品。

此外,在集成式(BIPV)应用中,光伏产品以光伏建材的形式体现,和建筑物可以更好地结合,利用晶硅组件的光伏建材常用于屋顶,如光伏陶瓷瓦和一体化屋顶板等等;而薄膜组件的利用除了可以在屋顶上做成采光顶,还可以做成建筑外立面的光伏幕墙。

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1 什么是BAPV-附加式光伏电站

这种后期在已有建筑物上设计安装的光伏电站,是在当前阶段应用最广泛的分布式光伏电站类型,而其中最常见的主要形式是附加式屋顶电站。

如图4-2所示。附加式屋顶光伏电站,是将光伏发电系统安装在建筑屋顶进行发电应用的电站形式。在平屋顶上,往往应用光伏支架并设定比较理想的光照倾角。而在斜屋顶上,则通常安装在南立面,并对屋顶倾角和光照倾角进行综合考虑。

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图2-2附加式屋顶光伏电站

此外,还有附加在建筑物外立面的光伏电站,由于受到光照倾角的影响,外立面光伏电站的发电效率相对于屋顶电站来说较低,适用于在已有建筑的外立面光伏应用有特殊要求的应用项目。

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图2-3附加式外立面光伏电站
附加式光伏电站的建设,往往所安装电站的已有建筑本身在规划设计中并未考虑光伏安装条件。因此,在已有建筑上安装光伏电站时,需高度重视项目的安全性能,请有资质的专业电站设计企业对光伏电站项目进行可行性分析,特别是出具承重性专项报告,以确保项目安全性,以避免今后设备、人员等方面的损失。

2 什么是BIPV-集成式光伏电站

这种光伏组件与建筑一体化有机结合的电站形式,把太阳能光伏利用纳入环境的总体设计,建筑、技术和美学融为一体,太阳能设施成为建筑的一部分,相互间有机结合,并因此广受建筑行业的欢迎,是今后产业应用的重点发展方向。

集成式光伏电站可分为光伏屋顶(图2-4)和光伏幕墙(图2-5)两种。在这两种应用类型中,常常出现采光组件的应用,透光性的光伏采光顶和透光性的光伏幕墙,既能够吸收阳光产生电力,又可以为室内提供光照,深受业主们的喜爱。透光型光伏电站往往采用

除了应用在建筑的屋顶和外立面,分布式光伏电站还拥有众多其它的形式,比如:光伏车棚、光伏路灯、光伏公交站亭、光伏景观亭、建筑遮阳棚等等,这些多元化的分布式光伏应用,装点和丰富了我们的绿色生活。

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图2-4集成式光伏屋顶

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图2-5集成式光伏幕墙

除了应用在建筑的屋顶和外立面,分布式光伏电站还拥有众多其它的形式,比如:光伏车棚、光伏路灯、光伏公交站亭、光伏景观亭、建筑遮阳棚等等,这些多元化的分布式光伏应用,装点和丰富了我们的绿色生活。

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图2-6多元化分布式光伏小电站
来源:光伏盒子

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