太陽能光伏建筑一體化

電氣設(shè)計(jì)及用電規(guī)劃中國建筑設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)中國建筑設(shè)計(jì)征詢企業(yè)光伏事業(yè)部陳子平2023.5.25目錄1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏系統(tǒng)是一種發(fā)電系統(tǒng)，它的分類如下：獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)農(nóng)村電氣化（村落電站、戶用電源、光伏水泵等）通信和工業(yè)應(yīng)用（通信、鐵路、氣象、陰極保護(hù)、航標(biāo)等）光伏產(chǎn)品（太陽能路燈、草坪燈、交通信號燈、電筒等）與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電系統(tǒng)（BIPV和BAPV）大型地面光伏電站（LS-PV）不論哪種光伏系統(tǒng)都要進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而不同的光伏系統(tǒng)，電氣設(shè)計(jì)是不同的。我們今日主要討論的是：1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電系統(tǒng)（BIPV和BAPV）并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)大型地面光伏電站（LS-PV）1.1建筑光伏系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)概述框圖1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)分界面

1.1建筑光伏系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)概述1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)成太陽能電池板直流匯流箱直流配電柜逆變器交流配電柜升壓變壓器（并網(wǎng)點(diǎn)在高壓側(cè)時需要）基本參數(shù)監(jiān)測環(huán)境參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸顯示

特點(diǎn)：與原建筑配電是反向的1.1建筑光伏系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)概述1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)有關(guān)并網(wǎng)：1.1建筑光伏系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)概述1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)輸電側(cè)并網(wǎng)用戶側(cè)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)方式顧客側(cè)并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)一般在低壓側(cè)（400/230V）并入電網(wǎng)。對于計(jì)量點(diǎn)在中壓電網(wǎng)（10kV/35kV）的直供電顧客，光伏系統(tǒng)也能夠在中壓電網(wǎng)并網(wǎng)。建筑光伏系統(tǒng)一般為用戶側(cè)并網(wǎng)。配電側(cè)并網(wǎng)和輸電側(cè)并網(wǎng)的區(qū)別：除了并網(wǎng)點(diǎn)不同外，更重要的是管理不同。配電側(cè)并網(wǎng)電網(wǎng)公司對其不作為發(fā)電站來管理，不監(jiān)測，不控制；輸電側(cè)并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)（或者說小電站），電網(wǎng)公司是作為發(fā)電站來管理的，要求可監(jiān)測、可控制，還要有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，隨時可以在調(diào)度室觀察到該電站的發(fā)電情況。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配逆變器類型根據(jù)工作方式來分:并網(wǎng)逆變器和不并網(wǎng)逆變器根據(jù)逆變器的內(nèi)部構(gòu)造:帶隔離變壓器的逆變器（低頻工頻變壓器、高頻變壓器）和不帶變壓器的逆變器根據(jù)接入的光伏系統(tǒng)的不同來分：組串逆變器、集中逆變器。建筑光伏多用并網(wǎng)逆變器，下面按‘逆變器的內(nèi)部構(gòu)造’和‘接入的光伏系統(tǒng)的不同’’分別論述無隔離變壓器并網(wǎng)逆變器1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配優(yōu)點(diǎn)：省去了笨重的工頻變壓器，很高的效率（>97%）、重量輕、構(gòu)造簡樸。缺陷：（1）太陽電池板與電網(wǎng)沒有電氣隔離，太陽電池板兩極有電網(wǎng)電壓，對人身安全不利。（2）影響電網(wǎng)質(zhì)量，直流易傳入交流側(cè)，使電網(wǎng)直流分量過大。工頻隔離變壓器并網(wǎng)逆變器1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配優(yōu)點(diǎn)：使用工頻變壓器進(jìn)行電壓變換和電氣隔離，具有如下優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡樸、抗沖擊性能好，最主要的是安全性高。缺陷：(1)系統(tǒng)效率相對較無變壓器低,為95%左右。(2)笨重。高頻隔離變壓器并網(wǎng)逆變器1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配優(yōu)點(diǎn)：同步具有電氣隔離和重量輕的優(yōu)點(diǎn)，模塊化，系統(tǒng)效率在>95％左右。缺陷：(1)因?yàn)楦綦xDC/AC/DC的功率等級一般較小，所以這種拓樸構(gòu)造集中在5KW如下；(2)高頻DC/AC/DC的工作頻率較高，一般為幾十KHz,或更高，系統(tǒng)的EMC比較難設(shè)計(jì)。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)組串并網(wǎng)逆變器1.2逆變器的選配光伏系統(tǒng)被分解成幾種并聯(lián)的組串，每個組串被連接到一種特定的逆變器，我們稱為“組串逆變器”。每一種組串的組串逆變器都有單獨(dú)的最大功率峰值跟蹤，經(jīng)過降低因不匹配和局部陰影而引起的損失，來增長能量的產(chǎn)出。這些電氣特征降低了系統(tǒng)的成本同步增長了系統(tǒng)的可靠性。組串逆變器是以模塊化的概念為基礎(chǔ)的，光伏組串陣列連接到合適功率的逆變器上，經(jīng)過并聯(lián)的方式與電網(wǎng)相連。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)集中并網(wǎng)逆變器1.2逆變器的選配在這種拓?fù)錁?gòu)造中，光伏系統(tǒng)是由許多并聯(lián)的光伏組串構(gòu)成，它們在直流側(cè)連接到一種集中逆變器。這些逆變器的特征是高效率和最低的成本。但是，光伏系統(tǒng)的能量產(chǎn)出會受光伏模塊的不匹配和局部陰影的影響而降低。另外，系統(tǒng)的可靠性會受到限制，因?yàn)槟芰康漠a(chǎn)出依賴于一種部件。集中逆變器的失效會造成整個光伏系統(tǒng)停止運(yùn)營。集中逆變器比較適合大的地面電站，當(dāng)然大的建筑屋頂，例如火車站、廠房等，朝向和受光都一樣，也可選用集中式并網(wǎng)逆變器。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配根據(jù)逆變器的MPPT特征，選配逆變器時需注意：1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配不同種類電池電流不同-非晶硅組件電氣參數(shù)1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配不同種類電池電流不同-多晶硅組件電氣參數(shù)建筑各面接受到的太陽輻射不同，電池板產(chǎn)生電流不同，故有不同的發(fā)電效率。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配逆變器為了達(dá)成最大發(fā)電效率都具有最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）功能。從上幾頁我們看到，不同種類的電池輸出功率不同；同種電池，安裝在建筑不同位置的陣列，因?yàn)槭芄獠煌?，輸出功率也不同。所以選配逆變器時一定要根據(jù)這些特點(diǎn)選配，即相同電池板、相同串并聯(lián)連接、安裝在同一建筑面，選擇一臺功率相配的逆變器。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配例如，我們做的河北漢盛辦公樓，屋頂安裝21.6kWp，南立面19kWp，西立面9.5kWp，逆變器不能配1臺50kW的，要分別配置。屋頂和南立面各配1臺20kW，西立面配1臺10kW。有關(guān)逆變器效率1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配目前有些逆變器廠家生產(chǎn)的逆變器是模塊化的，并具有控制策略，早上，在光伏發(fā)電功率小時只投入1-2個模塊工作，伴隨發(fā)電功率增大，逐間增長工作的模塊，到中午發(fā)電功率最大時投入全部模塊，到傍晚則是反過程，伴隨發(fā)電功率減小，工作模塊逐一退出，這么可取得逆變器最大效率。同步，控制策略還可控制，最早進(jìn)入工作的模塊是循環(huán)的，即讓每個模塊的工作時間基本均等。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.2逆變器的選配1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)逆變器選配小結(jié)：為了安全，盡量選帶隔離變壓器的逆變器；如是小功率逆變器（5kW如下）可選用帶高頻隔離變壓器的逆變器；因?yàn)槟孀兤骶哂械腗PPT功能，為了得到最大發(fā)電效率，按不同電池板、不同建筑面安裝分別配置逆變器；如財力允許，可選擇模塊化構(gòu)造、具有分模塊進(jìn)入退出控制功能的逆變器。1.2逆變器的選配1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化光伏電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明光伏電氣系統(tǒng)圖光伏電池排列及連線圖部件深化圖設(shè)備安裝布置圖按照建設(shè)部《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度要求》，到施工圖深度，電氣設(shè)計(jì)涉及：圖紙包括：光伏電氣系統(tǒng)：1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化光伏電池排列及連線1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化匯流箱1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化直流配電：1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化交流配電：1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化配件部件深化可在系統(tǒng)圖里提配電要求（電纜、保護(hù)器、防雷器等參數(shù)）與廠家配合光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷接地設(shè)計(jì)（1）雷擊的危害直擊雷：雷電放電主通道經(jīng)過被保護(hù)物，就稱被保護(hù)物被直擊雷擊中。感應(yīng)雷：雷電放電主通道沒有經(jīng)過被保護(hù)物，但放電過程中產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場在附近的導(dǎo)體中感應(yīng)到電磁脈沖，稱為LEMP，即感應(yīng)雷。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化1)靜電感應(yīng)，在雷云中電荷積聚時，就近的導(dǎo)體會感應(yīng)相反的電荷，當(dāng)雷擊放電時，雷云中電荷迅速釋放，而導(dǎo)體中的靜電荷在失去雷云電場束縛后也會沿導(dǎo)體流動尋找釋放通道，就會在電路中形成LEMP，見下圖（a）；2）電磁感應(yīng)，在雷云放電時，迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場，附近的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生很高的感生電動勢，在電路中形成LEMP，見下圖（b）。LEMP可經(jīng)過兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體：1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化LEMP沿導(dǎo)體傳播，損壞電路中的設(shè)備或設(shè)備中的器件。光伏發(fā)電系統(tǒng)中電纜多，線路長，給LEMP的產(chǎn)生，耦合和傳播提供了良好環(huán)境，而光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備伴隨科技的發(fā)展，智能化程度越來越高，低壓電路和集成電路也用得很普遍，抗過電壓能力越來越差，極易受LEMP的攻擊，而且損害的往往是集成度較高的系統(tǒng)關(guān)鍵器件，所以更不能掉以輕心。因?yàn)長EMP能夠來自云中放電，也能夠來自對地雷擊。而光伏發(fā)電系統(tǒng)與外界連接有多種長距離電纜可在更大范圍內(nèi)產(chǎn)生LEMP，并沿電纜傳入機(jī)房和設(shè)備。所以防感應(yīng)雷是光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷的要點(diǎn)。（2）光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷措施

A.直擊雷的保護(hù)一般宜采用克制型或屏蔽型的直擊雷保護(hù)措施，如避雷帶，避雷網(wǎng)和避雷針等，以減小直擊雷擊中的概率。并盡量采用多根均勻布置的引下線。因?yàn)槎喔戮€的分流作用可降低引下線沿線壓降，降低側(cè)擊的危險，并使引下線瀉流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度減小。引下線的均勻布置可使引下線瀉流產(chǎn)生的電磁場在建筑物內(nèi)空間內(nèi)部部分抵消，以克制LEMP的產(chǎn)生強(qiáng)度。接地體宜采用環(huán)型地網(wǎng)，引下線宜連接在環(huán)型地網(wǎng)的四面，這么有利于雷電流的散流和內(nèi)部電位的均衡。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化B.感應(yīng)雷的保護(hù)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的LEMP一般經(jīng)過電力電纜和通信電纜的金屬外皮和天饋線侵入系統(tǒng)。所以對于進(jìn)出電纜防雷防護(hù)的主要措施是：一是進(jìn)出電纜必須帶金屬屏蔽層，且應(yīng)埋地進(jìn)出建筑物，并在進(jìn)出戶外電纜金屬外屏蔽層與聯(lián)合接地體作等電位聯(lián)結(jié)；二是在電源上逐層加裝避雷器，實(shí)施多級防護(hù)，使LEMP在經(jīng)過多級泄流后的殘壓不不小于電站設(shè)備的耐壓值；三是在建筑物內(nèi)的設(shè)備綜合布線保護(hù)管宜采用金屬管。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化（2）光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷措施系統(tǒng)實(shí)際發(fā)電量=理論發(fā)電量x系統(tǒng)效率x系統(tǒng)無故障率系統(tǒng)效率是實(shí)際無故障發(fā)電量和基于實(shí)際光照的理論發(fā)電量的比值。這個值反應(yīng)了系統(tǒng)方案是否合理（如防遮擋、散熱、陣列配置等），所選設(shè)備技術(shù)是否先進(jìn)（如電池板、逆變器），布線、電氣連接等施工過程是否定真仔細(xì)，系統(tǒng)的損失是每個部分損失的累積，只有每個環(huán)節(jié)都仔細(xì)把握，才可確保高的系統(tǒng)效率。系統(tǒng)無故障率即系統(tǒng)可靠性，代表電站的連續(xù)運(yùn)營水平。是電站實(shí)際發(fā)電量和無故障發(fā)電量的比值。這個值反應(yīng)各系統(tǒng)部件（匯流箱、配電柜、逆變器等）的質(zhì)量和電網(wǎng)的可靠性，也反應(yīng)施工質(zhì)量。假如部件質(zhì)量差，三天兩頭出問題，是很影響系統(tǒng)發(fā)電量的。1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化系統(tǒng)性能的兩個關(guān)鍵指標(biāo)系統(tǒng)效率系統(tǒng)可靠性/系統(tǒng)無故障率例：以武威100kWp固定37°傾角安裝為例，發(fā)電量統(tǒng)計(jì)時間間隔：2023.5.19-2023.5.18，平均日峰值瓦時5.2H，無故障日平均發(fā)電量為418kWH,整年全部無故障發(fā)電量418x365=152635.7kWH，實(shí)際光照理論發(fā)電量：100kWx5.2Hx365=189800kWH系統(tǒng)效率=(152635.7kWH/189800kWH)x100%=80%整年實(shí)際發(fā)電量141599kWH，無故障發(fā)電量152635.7。系統(tǒng)無故障率=（141599/152635.7）x100%=92.7%系統(tǒng)實(shí)際發(fā)電量是理論發(fā)電量的74.5%（141599/189800或80.41%*92.7%）在做光伏電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時一定要仔細(xì)看待這兩個指標(biāo)！1.光伏建筑電氣設(shè)計(jì)1.3電氣設(shè)計(jì)深化2.用電規(guī)劃建設(shè)部“有關(guān)組織實(shí)施太陽能光電建筑應(yīng)用一體化示范的告知”中：示范項(xiàng)目應(yīng)優(yōu)先考慮采用顧客側(cè)并網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用。具有條件地域應(yīng)加緊推廣微電網(wǎng)共網(wǎng)技術(shù)示范，完善有關(guān)技術(shù)原則和管理制度，提升光伏發(fā)電對既有電網(wǎng)條件的適應(yīng)能力。財政部“有關(guān)實(shí)施金太陽示范工程的告知”中：顧客側(cè)并網(wǎng)的光伏發(fā)電項(xiàng)目所發(fā)電量原則上自發(fā)自用，充裕電量及并入公共電網(wǎng)的大型光伏發(fā)電項(xiàng)目所發(fā)電量均按國家核定的本地脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價全額收購。2.用電規(guī)劃2.1原則自發(fā)自用每日辦公樓耗電曲線和太陽能光伏發(fā)電曲線的對比：Solarelectricityproductionandelectricitydemandofanofficebuildingmatchperfectly2.用電規(guī)劃2.1原則自發(fā)自用電力消耗與太陽能的相應(yīng)關(guān)系Source:BSW-Solar/MeteocontrolGmbH峰值電價格高達(dá)1.5€/kWh約15RMB/kWh。德國Leipzig貿(mào)易博覽會不同步段電價27thJuly20232.用電規(guī)劃2.1原則自發(fā)自用2.用電規(guī)劃2.1原則自發(fā)自用部分省、市工商業(yè)用電（小于1000V）峰谷電價（元/kWh）省、市尖峰電價高峰電價平段電價低谷電價白天平均電價北京市1.3681.2530.7810.3351.10475上海市NA1.1680.740.2741.00750浙江省1.4181.113NA0.591.02038河北省1.1631.12780.71310.32140.95510福建省NA1.33490.83970.51740.94483廣東省0.91480.91480山東省0.83630.83630海南省0.8360.83600部分省區(qū)電網(wǎng)銷售電價44國外應(yīng)用2.用電規(guī)劃2.1原則自發(fā)自用德國并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目45柏林火車站200KWpBIPV項(xiàng)目日本光伏建筑一體化荷蘭用RETScreen軟件2.用電規(guī)劃2.2光伏系統(tǒng)發(fā)電量估算光電屋頂(幕墻)產(chǎn)生電能的計(jì)算公式:PS=H×A×η×KPS——光電屋頂（幕墻）每年生產(chǎn)的電能（MJ/a）；H——光電屋頂幕（幕墻）所在地域，每1㎡太陽能一年的總輻射能（MJ㎡/?a），可從氣象部門或NASA網(wǎng)站查??；注意這種算法輻射量要用MJ㎡/?aA——光電屋頂（幕墻）光電面積（㎡）；η——光電電池效率，提議如下：單晶硅：η=12%多晶硅：η=11%非晶硅：η=6%K——參正系數(shù)；K=K1?K2?K3?K4?K5?K62.用電規(guī)劃2.2光伏系統(tǒng)發(fā)電量估算各分項(xiàng)系數(shù)提議值如下：K1——光電電池長久運(yùn)營性能參正系數(shù)，K1=0.8；K2——灰塵引起光電板透明度的性能參正系數(shù)，K2=0.9；K3——光電電池升溫造成功率下降參正系數(shù)，K3=0.9；K4——導(dǎo)電損耗參正系數(shù)，K4=0.95；K5——逆變器效率，K5=0.85；K6——光電模板朝向修正系數(shù)，其數(shù)值可參照下表選用。0°30°60°90°東93%90%78%55%南-東93%96%88%66%南93%100%91%68%南-西93%96%88%66%西93%90%78%55%上述信息取自龍文志的《光電幕墻及光電屋頂》光電板朝向與傾角的修正系數(shù)逆變器效率95-98%方陣串并損失2-3%溫度損失10%雜項(xiàng)損失（線損、灰塵等）5%組件功率隨時間衰減晶硅0.5%/年非晶1%/年粗略計(jì)算光伏系統(tǒng)損失：不考慮隨時間衰減系統(tǒng)效率η=95-98%x97-98%x90%x95%=78.8-82.1%2.用電規(guī)劃2.2光伏系統(tǒng)發(fā)電量估算系統(tǒng)實(shí)際發(fā)電量不但要考慮系統(tǒng)效率，還要考慮系統(tǒng)的無故障率，系統(tǒng)無故障率是個＜1的數(shù)，一般在0.9以上，越接近1，闡明系統(tǒng)的可靠性越高。系統(tǒng)實(shí)際發(fā)電量=理論發(fā)電量x系統(tǒng)效率x系統(tǒng)無故障率發(fā)電量估算：日發(fā)電量=安裝容量*平均日輻照量*系統(tǒng)效率*系統(tǒng)無故障率年發(fā)電量=日發(fā)電量*365或=安裝容量*年輻照量*系統(tǒng)效率*系統(tǒng)無故障率以北京地域?yàn)槔喊惭b傾角30°，整年平均日輻照量=4.2kWh/㎡，年輻照量=1533kWh/㎡，設(shè)安裝容量100kWp，系統(tǒng)無故障率為0.95日發(fā)電量約為100kW*4.2h*80%*95%=319kWh年發(fā)電量約為319*365=116435kWh=11.6萬度或100kW*1533h*80%*95%=116435kWh=11.6萬度注：這里輻照量單位為kWh/㎡2.用電規(guī)劃2.2光伏系統(tǒng)發(fā)電量估算不同地區(qū)水平面年太陽輻射（KWh/㎡）傾斜面年太陽輻射（KWh/㎡）獨(dú)立光伏電站有效利用小時數(shù)建筑并網(wǎng)系統(tǒng)有效利用時數(shù)開闊地并網(wǎng)系統(tǒng)有效利用時數(shù)西北地區(qū)1610.801828.41125014501540東南沿海1364.651502.04100012001250全國平均1487.731665.23110012501350上表紅筆所示為目前常用光伏系統(tǒng)。獨(dú)立光伏電站效率：60-65%；建筑并網(wǎng)光伏發(fā)電效率：70-75%；大型并網(wǎng)光伏發(fā)電站效率：75-80%。低壓配電側(cè)并網(wǎng)屬于分布式發(fā)電，對電網(wǎng)企業(yè)來說不受控，配電側(cè)并網(wǎng)電網(wǎng)企業(yè)對其不作為發(fā)電站來管理，不監(jiān)測，不控制，但需要從總量上加以限制。中國還沒有文件明確要求百分比要求，基本掌握不超出30%。日本基本按不超出配電容量的20%。美國有要求，一般不超出配電容量的15%（見下頁）。2.用電規(guī)劃2.3光伏安裝容量選擇并網(wǎng)發(fā)電低壓配電側(cè)并網(wǎng)中壓輸電側(cè)并網(wǎng)2.用電規(guī)劃2.3光伏安裝容量選擇15%、20%或30%是按照負(fù)荷來計(jì)算的，主要是為了發(fā)出來的電要基本在配電側(cè)全部用掉，而盡量少發(fā)生逆流（用不掉而向高壓側(cè)反送電）；建筑設(shè)計(jì)配電要求（北京地域）：住宅：21.7VA/㎡辦公、大型公建：80-100VA/㎡特殊建筑（廠房等）：按實(shí)際情況配對于住宅和辦公建筑的設(shè)備實(shí)際使用率大約為30%以上。也就是說光伏發(fā)電系統(tǒng)容量＜30%配電容量，所發(fā)電量基本可全部自發(fā)自用。2.用電規(guī)劃2.3光伏安裝容量選擇2.用電規(guī)劃2.3光伏安裝容量選擇小結(jié)2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式凈電量計(jì)量實(shí)際享有的就是使用電價，在高峰時電價和工業(yè)用電電價比較合算。美國的“凈電量計(jì)量”法1、什么是“凈電量計(jì)量”?“凈電量計(jì)量”是一種簡樸計(jì)量發(fā)電電量和消耗電量的方式或者說是一種自己擁有可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，如光伏發(fā)電系統(tǒng)，的商業(yè)模式。凈電量計(jì)量條件下，光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的多出電量將推著顧客計(jì)費(fèi)電表倒轉(zhuǎn)，顧客能夠?qū)⑦@些充裕電量儲存以備需要的時候使用。這就確保了發(fā)電顧客發(fā)出的全部電量都具有零售電價的價值。2、按照聯(lián)邦法案（PURPA，210節(jié)），電力顧客能夠使用自己的光伏系統(tǒng)發(fā)出的電為自己的照明和其他電器設(shè)備供電，從而抵消假如自己不發(fā)電而必須以零售電價支付給電力企業(yè)的電量。但是假如顧客發(fā)出了過剩的電量（滿足了自己的用電需求之外），是不允許采用“凈電量計(jì)量”模式運(yùn)營的，此時電力企業(yè)將以“替代成本”躉購多出電量，這個躉購電價要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于零售電價。超出自用的電量應(yīng)該另外計(jì)量，額外的電表的費(fèi)用應(yīng)由顧客支付。(看來，美國的電力企業(yè)在一開始也是一樣的頑固)3、“凈電量計(jì)量”法簡化了上述模式，即允許自發(fā)電顧客在付費(fèi)周期內(nèi)，將某時多發(fā)的電量抵消其他時間消費(fèi)的電量。換句話講，就是顧客在付費(fèi)時段內(nèi)支付凈消耗的電量。（注：付費(fèi)周期能夠是月，也能夠是年，在付費(fèi)周期內(nèi)，電表有時正轉(zhuǎn)，有時反轉(zhuǎn)，自己發(fā)出的總電量不不小于總用電量，顧客按照凈用電量付費(fèi)。）各國對光伏發(fā)電的鼓勵政策2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式在加州還有使用太陽能可抵稅的政策。2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式各省、市出臺地方鼓勵政策LocalIncentivePolicies1.2023年6月19日江蘇省發(fā)展改革委公布《江蘇省光伏發(fā)電推動意見》（蘇政辦發(fā)〔2023〕85號），計(jì)劃3年內(nèi)在省內(nèi)安裝400MW光伏發(fā)電系統(tǒng)，并公布了2023-2023年不同應(yīng)用類型的電價（1.4-4.3元/kWh）；2.2023年5月7日浙江省政府辦公廳公布《有關(guān)加緊光伏等新能源推廣應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》（浙政辦發(fā)〔2023〕55號），繼而11月份，由省發(fā)改委、省物價局和省電力工業(yè)局聯(lián)合印發(fā)的《有關(guān)本省太陽能光伏發(fā)電示范項(xiàng)目扶持政策的意見》對于已列入國家光伏發(fā)電示范的項(xiàng)目，按當(dāng)年燃煤脫硫機(jī)組標(biāo)桿電價加0.7元/千瓦時的原則，結(jié)算太陽能光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價；2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式3.2023年1月5日，北京市發(fā)展改革委、市財政局、市住房城鄉(xiāng)建設(shè)委、市經(jīng)濟(jì)信息化委、市科委聯(lián)合召開公布會，公布自2023年1月1日開始實(shí)施《北京市加緊太陽能開發(fā)利用增進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》，涉及六大“金色陽光”工程，20MW光伏屋頂工程、50MW光伏電站工程、陽光校園工程、光能熱水工程、陽光惠農(nóng)工程和園林陽光夜景工程。對于“20MW光伏屋頂”計(jì)劃，除國家財政補(bǔ)貼外，市財政還將根據(jù)實(shí)際發(fā)電效果，再予以項(xiàng)目業(yè)主按每年1元/瓦的原則連續(xù)三年的政策補(bǔ)貼。2023年70MW，2023年300MW。4.山東、寧夏、上海、錦州等地也有相應(yīng)的地方政策。2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式2.用電規(guī)劃2.4并網(wǎng)電量統(tǒng)計(jì)方式什么時候能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電的“平價上網(wǎng)”（GridParity）？“平價上網(wǎng)”的概念：1、配電側(cè)并網(wǎng)，按照“凈電表”方式運(yùn)營，相當(dāng)于電力企業(yè)用銷售電價購置光伏電量，電價=銷售電價：0.5–1.0元/kWh；2、輸電（發(fā)電）側(cè)并網(wǎng)，屬于發(fā)電站，要與常規(guī)上網(wǎng)電價相比較，則電價為：0.33-0.36元/kWh。什么時候能夠?qū)崿F(xiàn)“平價上網(wǎng)”：1、SAI提出：到2023年光伏電價達(dá)成$0.1USD/kWh;2、德意志銀行的分析：到2023年，光伏電價達(dá)成$0.15USD/kWh;3、無錫尚德提出：到2023年，光伏電價達(dá)成1元/kWh。結(jié)論：到2023年，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電在配電側(cè)的“平價上網(wǎng)”，到2023年后來，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電在發(fā)電側(cè)的“平價上網(wǎng)”。3.其他建筑光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)除電氣設(shè)計(jì)外，構(gòu)造設(shè)計(jì)也是很主要的部分，主要涉及兩方面：3.其他3.1建筑光伏的構(gòu)造安全建筑主體的安全性光伏組件不論是安裝在屋頂還是立面，對原建筑來說都是增長的荷載。如是新建建筑，可在設(shè)計(jì)時直接把增長的荷載考慮進(jìn)去。如在已經(jīng)有建筑上安裝光伏系統(tǒng)，一定要與原建筑設(shè)計(jì)單位溝通，對增長荷載的部分進(jìn)行荷載計(jì)算驗(yàn)證，以確保建筑構(gòu)造的安全。光伏系統(tǒng)構(gòu)造的安全性光伏組件有一般型、構(gòu)件型、建材型，安裝形式有附加型、一體化型，如作為幕墻、雨棚、遮陽棚、透光屋頂?shù)?。假如是附加型，要確保支架本身的抗風(fēng)荷載、雪荷載等性能及與建筑結(jié)合部的構(gòu)造性能，假如是一體化型，則要完全符合建筑的要求，如光伏幕墻，除具有發(fā)電功能外要符合建筑的氣密性、水密性能、保溫性能，抗風(fēng)性能等。德國光伏并網(wǎng)發(fā)電的市場分類之百分比3.其他3.1建筑光伏的構(gòu)造安全在建筑光伏占90%的百分比中，附加型占89%。要點(diǎn)闡明附加型屋頂構(gòu)造設(shè)計(jì)：鋼筋混凝土框架構(gòu)造或磚混構(gòu)造的屋頂一般可有2種形式附加：不破壞屋面防水，用壓重增長支架穩(wěn)定性方式：經(jīng)過荷載計(jì)算在框架柱頂部位加合適重量的水泥墩，既作為太陽電池板支架支撐，又作為支架抗風(fēng)荷載等穩(wěn)定性的壓重，框架柱之間可加小塊水泥墩作為支架支撐，所壓重量經(jīng)計(jì)算達(dá)成抗傾覆、抗平移、抗掀翻等，確保光伏系統(tǒng)支架的穩(wěn)定性。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是不破壞原屋面的全部保溫防水，但對屋面的承載要求較高。在屋面采用植筋方式：當(dāng)屋面承重不允許加到確保支架穩(wěn)定性增長的壓重時可采用這種方式，太陽電池方陣支架支撐與屋面構(gòu)造連接，將承載的重量直接傳遞到建筑主體構(gòu)造。這么做對屋面的承載要求不太高，但一定要把植筋時破壞屋面的防水保溫等做好，以防止引起房屋漏水。不論選擇哪種方式，以確保建筑構(gòu)造安全為原則！3.其他3.1建筑光伏的構(gòu)造安全植筋方式壓重方式3.其他3.1建筑光伏的構(gòu)造安全大型共建如火車站、廠房等多采用輕鋼排架構(gòu)造，彩鋼板屋頂，承重能力較混凝土框架構(gòu)造要差。3.其他3.1建筑光伏的構(gòu)造安全如是新建建筑，可在設(shè)計(jì)時直接把增長的荷載考慮進(jìn)去；如是已建建筑，原設(shè)計(jì)活荷載不夠大，則需做檁條等加固。屋頂支架連接盡量采用夾具方式，盡量不破壞防水保溫，如右圖。輕鋼構(gòu)造彩鋼板屋頂范例3.其他3.1建筑光伏的構(gòu)造安全生產(chǎn)流程：3.其他3.2有關(guān)太陽能生產(chǎn)耗能與產(chǎn)能的比較13kWh/Kg200kWh/Kg18kWh/Kg成品率98%3.其他3.2有關(guān)太陽能生產(chǎn)耗能與產(chǎn)能的比較有關(guān)參數(shù)多晶硅產(chǎn)率＝多晶硅料/冶金硅料＝1kg/1.3kg=0.77即每生產(chǎn)1kg高純多晶硅需要1.3kg冶金硅1kg高純多晶硅拉制1kg硅棒，或澆鑄1kg硅錠的產(chǎn)率為0.8，即1kg硅錠/硅棒需要1.25kg高純多晶硅；1kg硅棒或硅錠能夠切