屋頂分布式光伏發電技術應用案例

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屋頂分布式光伏發電技術應用案例分布式光伏併網發電系統位於用戶側，發電供給當地用電負荷，具有占地面積小、運行方式靈活等優點。主要應用在房屋屋頂、建築物、溫室大棚、魚塘水泵和路燈等場合。集中式光伏併網發電系統主要是指大型的光伏發電站，作為大容量的電源直接給高壓輸電系統進行送電。

目錄

一 背景

分布式光伏併網發電系統位於用戶側，發電供給當地用電負荷，具有占地面積小、運行方式靈活等優點。主要應用在房屋屋頂、建築物、溫室大棚、魚塘水泵和路燈等場合。集中式光伏併網發電系統主要是指大型的光伏發電站，作為大容量的電源直接給高壓輸電系統進行送電。一般建設在沙漠之中，具有選址靈活，建設周期短，出力穩定，運行方式靈活，容易參加電網的調壓、調頻，運行成本低等優點。

智慧光伏電站的建設與運維不但是降成本的關鍵步驟，更是創收的重要保障。由於光伏電站設備數量、類型多、故障診斷專業性強、工作壞境差、人員流動頻繁、知識積累困難等諸多特點，傳統的光伏電站運維已經不能遠遠不能滿足現在高效電站、智慧運營的理念。當光伏和物聯網緊密結合起來後完全可以做到線上結合線下，做到無人值班、少人值守，從而最大限度降低運維成本，減少發電損失，能快速有效的分析問題、處理問題。

通過物聯網技術對發電問題的實時分析，通知運維單位及時運維。對發電量同期月發電量提升大約2-4倍，達到對於光伏發電的預期。

對多平台運維集中管理控制，通過遠程派單，推送電站故障報警，區域運維中心調度人員對光伏電站進行運維巡檢。故障修復在線確認，對運維全流程進行跟蹤記錄，隨時隨地便捷記錄並同步工作狀態。

二 應用案例

1.項目概述

北京科銳鄭州生產基地二期廠房屋頂分布式光伏發電項目位於鄭州市空港科銳工業園內，中心地理坐標為東經113.82°，北緯34.39°。本項目擬利用園區內北京科銳鄭州生產基地二期廠房彩鋼瓦屋頂建設光伏發電系統，屋頂總面積約25000m2，均為彩鋼瓦屋面。場址周圍無大的遮擋物，陽光接收條件好，適於光伏電站建設。場址附近對外交通運輸條件較為便利。

本項目場址區屬太陽能資源豐富區，太陽能資源穩定程度較穩定，項目具備開發價值；根據項目場址PVsyst氣象數據進行太陽輻射資源評價，場址水平面多年平均太陽總輻射值為1415.3kWh/(m2·a)。

本項目擬利用園區內北京科銳鄭州生產基地二期廠房彩鋼瓦屋頂建設光伏發電系統。本階段根據光伏電站的太陽能輻射資源條件、地形地質條件、交通運輸條件以及目前的光伏組件製造水平等進行了分析研究。根據場址的建設條件，本項目共計布置540Wp單晶硅光伏組件4472塊，裝機規模2414.88kWp，光伏電站電能升壓至10kV後，通過1台2000kVA箱式變壓器接入園內北京科銳鄭州生產基地二期廠房配電室10kV母線，採用「全額上網」的運行模式。

2.主要效益

光伏發電是將太陽能轉換為電能，在轉換過程中沒有污染物排放。與相同容量的燃煤電廠相比，可節約煤炭資源和減少污染物排放。本期工程建成後，按年均發電量259.37萬kWh計算,平均每年節約791噸標準煤。在增加發電量的同時，對當地的大氣環境質量不產生任何影響。本工程裝機量為2414.88kWp，每年減少煙塵排放量約705噸,減少二氧化碳約1945噸、二氧化硫約78噸、氮氧化物約5噸。

光伏發電在電能產生過程中不需要水資源，只是為了使設備發揮應有的效率，定期對設備浮土進行水沖洗，沖洗用水量小，這部分水除懸浮物較高外，沒有增加其它污染物，因此水落地後形不成徑流而自然蒸發，在生產過程中沒有污水排放。因此在增加發電量的同時，對當地的環境質量不產生任何影響。

由以上分析可見，光伏工程的建設替代燃煤電廠的建設，可達到充分利用可再生能源、節約不可再生化石資源的目的，將大大減少對環境的污染，同時還可節約大量淡水資源，對改善大氣環境有積極的作用。可見光伏工程建設對於當地的環境保護、減少大氣污染具有積極的作用，並有明顯的節能、環境和社會效益。

三 技術要點

智能監控系統可進行數據採集、電站監控、運維運營全套管理業務。通過雲端大數據分析平台，實現用戶旗下所有新能源電站的透明化管理、自動化運維、智能化診斷和 輔助決策等核心功能。

光伏發電的併網原理如圖3-1所示。太陽能電池陣列通過正弦波脈寬調製逆變器向電網傳送電能，逆變器饋送給電網的電力由陣列功率和當時當地的日照條件決定。逆變器除了具有直流——交流轉換功能外，還必須具有光伏陣列的最大功率跟蹤功能和各種保護功能。圖3-1所示逆變器為電壓型逆變器。目前，電壓源型逆變器技術已日趨成熟，所需的硬件也容易購得。

光伏發電併網運行還必須考慮公用電網停電時的工作狀況。常規的光伏發電併網系統，在公用電網停電時則停止逆變器工作。若在白天，其實光伏陣列仍能繼續發電，因此設計了市電斷電時的單獨運行方式。

四 應用前景

在「碳達峰，「碳中和」，這兩個發展目標明確的情況下，光伏行業非常具有發展前景。而且從全球能源形勢上看，新能源（重點是光伏發電）代替傳統能源的步伐只會越來越快，可以說這個領域是很有潛力和未來的。

合同能源管理即能源公司投資建設、管理、維護、運營。資金來自銀行貸款或租賃融資。該模式下，能源公司可向用電戶收取折扣電費，多餘電量可上網，還能獲得補貼，同時需要向建築物業主支付租金和向銀行償還貸款利息。

國務院近日印發《2030年前碳達峰行動方案》，提出深化可再生能源建築應用，推廣光伏發電與建築一體化應用。到2025年，城鎮建築可再生能源替代率達到8%，新建公共機構建築、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。