建筑工程中太阳能光伏发电系统应用及成本分析.docx

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1、太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源；既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染；太阳能有非常多的优点普遍：太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿,都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标准煤，其中我国陆地面积每年接收的太阳辐射能相当于2.4104亿吨标煤。其总量属现今世界上可以开发的最大能源。持续：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量

2、足够维持上百亿年，相对于人类发展历史的有限年代而言，可以说太阳的能量是用之不竭的因此，世界各国都在发展对太阳能资源的开发，在保证经济持续发展的同时，有效的控制了环境污染，我国也是如此，房地产行业作为耗能大户，随着节能减排政策的提出，太阳能光伏技术在房地产项目中的应用越来越多，本文就跟大家分享一下太阳能光伏技术在房地产项目中的应用，并结合实际案例分析一下太阳能光伏技术带来的成本变化题纲01什么是太阳能光伏02光伏发电技术介绍03太阳能光伏成本分析01什么是太阳能光伏太阳能光伏技术是半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池（片）。太阳能电池经过串联后

3、进行封装保护即配合上功率控制器等部件就形成可形成大面积的太阳电池组件，也就是光伏发电装置。太阳能电池（片）有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等1 .太阳能光伏技术的发展起源：早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqure1）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了光电转换效率为4.5%的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。发展：此后太阳能光伏产业技术水平不断提高，生产规

4、模持续扩大。在1990-2006年这十几年里，全球太阳能电池产量增长了50多倍。随着全球能源形势趋紧，太阳能光伏发电作为一种可持续的能源替代方式，于近年得到迅速发展，并首先在太阳能资源丰富的国家，如德国和日本，得到了大面积的推广和应用。在国际市场和国内政策的拉动下，中国的光伏产业逐渐兴起，并迅速成为后起之秀，涌现了无锡尚德、常州天合和天威英利等一大批优秀的光伏企业，带动了上下游企业的发展，中国光伏发电产业链正在形成。展望：据欧洲光伏工业协会EPIA预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能

5、源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位2 世界帼K姑构N11（贵科来源，欧及联合研究中心3 .我国太阳能资源综述从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，大体上说,我国约有三分之二以上的地区太阳能资源较好，特别是青藏高原和新疆、甘肃、内蒙古一带，利用太阳能的条件尤其有利。根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国

6、划分为四类地区。服也梅忖下做牛精射重(KWh/m2)目精射堂(KWh/m2)最好18605.1牯虹好1500-186041-5.1*T1200-150033-41扮k120033中国丰富的太阳能贵!一类地区：为中国太阳能资源最丰富的地区，日辐射量5.1KWhm2o这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达日辐射量6.4KWhm2,居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。二类地区：为中国太阳能资源较丰富地区，日辐射量4.15.1KWhm2o这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。三类地区：

7、为中国太阳能资源中等类型地区，日辐射量3.34.1KWhm2o主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。四类地区：是中国太阳能资源较差地区，日辐射量3.1KWhm2o这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。四川、贵州两省，是中国太阳能资源最少的地区，日辐射量只有2.53.2KWhm2002光伏发电技术介绍1光伏发电原理光伏发电是利用将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅；太阳能光

8、伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极。阳光照射在半导体上时，两极交界处产生电流。阳光强度越大，电流就越强。太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作，在阴天也能发电。其优点有：燃料免费、没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件、保持系统运转仅需很少的维护、系统为组件，可在任何地方快速安装、无噪声、无有害排放和污染气体等。2 太阳电池结构M3 .光伏发电系统3.1 独立光伏发电系统完全依靠太阳电池供电的光伏系统，系统中太阳电池方阵受光照时发出的电力是唯一的能量来源。4电JME首先最简单的独立光伏系统是直联系统，发出的直流电力直接供给负载使用，中间没有储能设备，负载只在有光照时才能工作。这种系统有太阳能

9、水泵、太阳能风帽等。其次，是配备储能装置的独立光伏发电系统，最常用的储能装置是蓄电池。为了防止蓄电池过充或过放电，还要配置控制器。为交流负载供电的独立光伏系统，除了以上部件外，还要配备将直流电变换成交流电的逆变器。包括村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等。3.2 并网光伏发电系统并网光伏发电系统：太阳电池方阵发出的直流电力经过逆变器变换成交流电，且与电网并联并向电网输送电力的光伏发电系统界网电统并网光伏发电系统可分为两大类：户用并网光伏系统和光伏电站。户用并网光伏系统是带有蓄电池的并网发电系统，因系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功

10、能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑。光伏电站通常是不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能。3.3 混合光伏发电系统将一种或几种发电方式同时引入光伏系统中，联合向负载供电的系统称为混合光伏发电系统，如将柴油发电机引入光伏系统，作为备用电源，平时由光伏系统供电，冬天或连续阴雨天太阳辐射量不足时启动柴油发电机供电，这样就可以节省投资。另一种混合发电方式是光伏/风力混台发电系统，有些地区冬天日照差，但风力大，可以由风力发电机补充，这种风/光互补发电系统在有些地区有很大的实用价值。4 .光伏发电系统的结构组成及分类4.1 光伏发电系统通常是由太

11、阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器等主要设备组成。4.2 太阳能电池太阳能电池一般分为硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池。现在市场上太阳能电池一般为硅太阳能电池。硅太阳能电池又分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。低铁钢化玻璃1owirontemperedEVAKBIEVAFI1M铝合金边框A1uminuma11oyframe太阳能芯片So1arpowerchipEVAKMTPTttWTPTDorsa1EVAFI1Mmembrane单晶硅太阳能电池：单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成

12、熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成熟的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电池工艺己近成熟，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。单晶硅太阳能电池多晶硅薄膜太阳能电池：多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。多，*阳I1电总非晶硅薄膜电池太阳能电池：非晶硅电池转化率高，成本低重量轻但是它的稳定性不高，直接

13、影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅薄膜大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。4.3 非AIW电渝太阳傀电灌4.4 蓄电池组其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；C.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉4.5 电漉组4.6 充放电控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备

14、3.4逆变器是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载境交03太阳能光伏成本分析房地产项目中，目前应用最多的是屋面光伏发电，屋面光伏的成本与很多因素相关，如屋面原始条件，是混凝土屋面还是彩钢瓦；如屋面面积、坡

15、度；发电功率等，因而具体的项目要根据项目具体条件计算其成本情况下面我们通过两个实际案例来对光伏发电的成本进行分析案例1某住宅项目为例分析下屋面光伏的成本情况项目背景：项目总建筑面积约20平方米由3栋超高层组成，拟在塔楼屋顶安装光伏发电系统，塔楼屋顶装机面积约1766平方米,装机376千瓦成本分析:从成本组成比例看，屋面光伏最大的成本还是电气部分，而电气部分又以光伏组件单元部分成本占比最大，选择合适的光伏组件能够有效控制成本，主要结合发电功率，选择合适厚度玻璃的光伏板，采用6mm玻璃与8mm玻璃的BIPV组件价格相差约10%另外由于光伏板放于屋面，是不可视位置，因而对光伏板的颜色不要有特殊的要求，否则也会增加成本除了光伏板外，钢结构也是重要的成本组成部分，要根据实际荷载优化结构设计，尽量减少钢结构重量，以控制成本发生电气部分主要组件数量及单价原号BMW兀。”1身N*!双理SSOWp耍如1210.SS2光伏有MW50aaeM:二400VmM11