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國內外光伏應用方向及相關案例

作者:admin     閱覽次數:32      發布時間:2016-02-01
 
 
一、概況
 
       近年來,能源供給趨緊和環境破壞成為全球性的重大問題。世界各國正在積極采取措施解決與之相關的問題。目前,光伏發電是最有前景的清潔發電方式之一。光伏發電技術應用于耗能巨大的建筑領域對緩解能源危機和改善環境質量具有非常重要的現實意義。在各種建筑中公共建筑的單位面積耗電量和溫室氣體排放量最大。但這類建筑的電能需求穩定,電能管理集中;光伏發電技術在公共建筑中的應用具有很好發展前景和示范效應。
       光伏與公共建筑一體化結合,是應用太陽能發電的一種新概念,簡單地講就是將太陽能光伏發電方陣安裝在建筑的圍護結構外表面來提供電力。根據光伏方陣與建筑結合的方式不同,光伏建筑一體化可分為兩大類:一類是光伏方陣與建筑的結合。另一類是光伏方陣與建筑的集成。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂等。在這兩種方式中,光伏方陣與建筑的結合是一種常用的形式,特別是與建筑屋面的結合。由于光伏方陣與建筑的結合不占用額外的地面空間,是光伏發電系統在城市中廣泛應用的最佳安裝方式,因而倍受關注。光伏方陣與建筑的集成是BIPV的一種高級形式,它對光伏組件的要求較高。光伏組件不僅要滿足光伏發電的功能要求同時還要兼顧建筑的基本功能要求。“十二五”期間,將要創建2000家節約型公共機構示范單位。
 
根據光伏方陣與建筑結合的方式不同,太陽能光伏公共建筑一體化可分為兩大類:
       第一類是光伏方陣與公共建筑的結合。這種方式是將光伏方陣依附于建筑物上,建筑物作為光伏方陣載體,起支承作用。
       第二類是光伏方陣與公共建筑的集成。這種方式是光伏組件以一種建筑材料的形式出現,光伏方陣成為建筑不可分割的一部分。
        光伏方陣與公共建筑的結合(即第一類)是一種常用的形式。2008年奧運會體育賽事的國家游泳中心和國家體育館等奧運場館中,采用的就是光伏方陣與建筑結合的太陽能光伏并網發電系統,這些系統年發電量可達70萬千瓦時,相當于節約標煤170噸,減少二氧化碳排放570噸。    
 
光伏公共建筑特點:
        一. 能夠滿足建筑美學的要求;
        二. 能夠滿足建筑物的采光要求;
        三. 能夠滿足建筑的安全性能要求;
        四. 能夠滿足安裝方便的要求;
        五. 能夠具有壽命長的優勢;
        六. 具有綠色環保的效果;
        七. 無需占用寶貴的土地資源;
        八. 能有效地減少建筑能耗,實現建筑節能;
        九. 降低墻面及屋頂的溫升。
 
優點:
  (一)綠色能源。太陽能光伏公共建筑一體化產生的是綠色能源,是應用太陽能發電,不會污染環境。太陽能是最清潔并且是免費的,開發利用過程中不會產生任何生態方面的副作用。它又是一種再生能源,取之不盡,用之不竭。
 
  (二) 不占用土地。光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂或外墻上,無需額外占用土地,這對于土地昂貴的城市建筑尤其重要;夏天是用電高峰的季節,也正好是日照量最大、光伏系統發電量最多的時期,對電網可以起到調峰作用。
   
       (三)太陽能公共光伏建筑一體技術采用并網光伏系統,不需要配備蓄電池,既節省投資,又不受蓄電池荷電狀態的限制,可以充分利用光伏系統所發出的電力。
   
       (四) 起到建筑節能作用。光伏陣列吸收太陽能轉化為電能,大大降低了室外綜合溫度,減少了墻體得熱和室內空調冷負荷,所以也可以起到建筑節能作用。因此,發展太陽能光伏建筑一體化,可以“節能減排”。
       BIPV作為龐大的建筑市場和潛力巨大的光伏市場的結合點,必將存在著無限廣闊發展前景??梢灶A計,光伏與公共建筑相結合是未來光伏應用中最重要的領域之一,其發展前景十分廣闊,并且有著巨大的市場潛力。
  公共建筑光伏發電應用范圍:學校、醫院、機場、火車站、大型停車場、體育場館、等大型公共建筑;
 
下面以30MW的光伏公共建筑--汽車大棚光伏電站舉例分析
        汽車大棚光伏電站即在原有或新建大規模停車場、停車棚頂部鋪設光伏組件,停車場/棚必須以鋼結構支撐,其結構支撐載荷、抗風系數必須滿足光伏電站建設條件,停車場/棚光伏電站所發電量優先供給車場自身消納,多余電量上網,也可以將所發電量全部上網。
      
            
 
       光伏汽車大棚建成后不僅可以為停放車倆提供遮陽擋雨的場所,同時將綠色能源、高新技術與停車場/棚融為一體,可提升停車場/棚整體形像達到良好的示范效果。
       在武漢地區光伏停車場/棚電站建設所需面積約40萬平方米,預計初始投資額約為2.94億元,年發電量可達3000萬度,25年累計發電量可達7.5億度,可以有效解決廠內用電問題,為汽車制造增添一抹綠色理念。
 
項目設計及安裝光伏容量及規模
 
  
 
     工程的主要任務是建設車棚并網光伏電廠,充分利用廠區閑置的地面停車場,來開發豐富的太陽能資源,打造綠色環保的新汽車工廠。
 
光伏系統方案及發電量估算:
  系統方案:電池組件串聯后的直流電采用電纜送至匯流箱;經匯流箱匯流后通過電纜引至逆變器,逆變后的三相交流電經升壓變壓器升壓至400V,然后通過400kV配電裝置與廠區電網并網。停車棚組件安裝
  車棚電站較屋頂電站與地面電站的區別在于其底部具有可通行性,因此在設計的時候首先要搭高車棚支架,然后再在其上方鋪設組件,并在組件之間預留一定的行間距離,便于車輛之間的通行。
 
 
二、節能及經濟效益
 
〈1〉節能效益
    30MW車棚電站工程建成后,每年平均可為電網提供清潔電能3000萬度,每年可節約標煤1.08萬噸,相應每年可減少多種大氣污染物的排放,其中減少二氧化碳(CO2)2.99萬噸 ,減少二氧化硫(SO2)900噸,減少碳末粉塵8.016千噸,減少氮氧化合物(NOX)450噸。此外,每年還可節約用水9萬噸,并減少相應的廢水排放和溫排水,節能減排效益顯著。本項目的建設符合可持續發展的原則,是國家能源戰略的重要體現。 
 
〈2〉經濟效益
(1) 投資估算
       工程總投資約2.76-2.94億元,單位投資9.2-9.8元/W(依據項目具體情況而定)
    依據:國家能源局關于進一步落實分布式光伏發電有關政策的通知 國能新能[2014]406號--在項目備案時可選擇“自發自用、余電上網”或“全額上網”中的一種模式。“全額上網”項目的全部發電量由電網企業按照當地光伏電站標桿上網電價收購。
  
       1. 按照分布式全部自發自用電價為0.625+0.42=1.045元/kw.h計算:(未考慮地 
方政策補貼?。?/span>
    按新建光伏停車場/棚總投資2.94億元,投資成本為9.8元/W,即每年可獲3135萬元(節約電費+補貼)收益,20年可獲收益6.27億元?!?/span>
       2.如果按照全部上網,標桿上網電價即:1元/kw.h (未考慮地方政策補貼)計算:即每年可獲3000萬元(節約電費+補貼)收益,20年可獲收益6億元?!?/span>
(2) 第三方投資收益
    按照合同能源管理模式,第三方投資或業主先墊資再由第三方收購,按照電價9折優惠:
       按照分布式全部自發自用電價為1.045元/kw.h(未考慮地方政策補貼)計算:投資方每年可獲90%總電費+光伏補貼)=2947.5萬元收益,20年可獲大約5.8億元收益;車場/棚業主每年可獲10%總電費187.5萬元收益、20年可獲大約3750萬元收益;  
       如果按照全部上網標桿電價為1元/kw.h (未考慮地方政策補貼)計算:投資方每年可獲3000萬元收益,20年可獲大約6億元收益。 
(3) 地方補貼政策
       目前前各地政府已出臺地方光伏補貼政策,湖北省地方補貼政策目前正在醞釀中待補貼政策臺后將進一步促進光伏行業的發展,同時可提高投資收益率。
 
 
 
三、相關典型案例及資訊
 
高鐵虹橋站棚頂發“綠電” 全球最大單體建筑光伏發電項目并網
 
 
 
       上海虹橋站光伏發電項目位于新開通的虹橋鐵路樞紐站兩側雨棚之上,項目總投資1.6億元,利用屋面面積6.1萬平方米,總裝機容量6688千瓦,是目前全球最大的單體建筑光伏發電一體化項目。項目共安裝了23910塊太陽能電池板,年均發電可達630萬度,年發電量可供1.2萬戶居民使用一年。項目的節能減排作用非常明顯,據測算,項目啟用后,年減排二氧化碳可達6600多噸,年節約標煤2254噸。
       據悉,該電站采用了綠色環保和建筑一體化的設計理念,將光伏組件與站臺雨棚建筑有機結合,在保證光伏電站發電效率的同時,兼顧與客站建筑造型和周圍景觀相協調,實現了建筑一體化功能,充分體現了生態建筑、綠色客站的先進理念。同時,該電站光伏系統主要設備全部實現國產化,光伏組件、逆變器均采用了具有國際先進水平的國產高效節能產品。電站控制系統還采用了計算機遠程監控技術,采取全自動無人值班方式。電站的自動化控制、故障檢測、遙視、安全防范等重要信息可直接傳至業主等相關部門,并可在線進行控制操作。

 

 

來源:中新網

 

 

 

中國節能武廣高鐵武漢站光伏電站成功并網發電 
 
 
 
       中國節能在武廣高鐵武漢火車站屋頂投資建設的武漢火車站光伏并網電站于4月23日系統調試完畢,成功并網發電。項目裝機2.2兆瓦,是目前全國單體建筑上已完工的最大的光伏建筑一體化項目,也是目前已完工的最大的鐵路客站光伏電站項目。
       在武漢火車站工程建設指揮部的大力支持下,武漢火車站大型光伏建筑一體化項目,根據武漢火車站的屋頂形狀進行一體化設計,保證了項目的安全性、美觀性和投資效益。電力系統接入采用380伏用戶側并網,電站所發電量直接供鐵路客站一級負荷(售票系統、安檢系統、遠程監控FAS系統、辦公BAS系統等)使用,做到建筑一體化電站所發電力由建筑本身使用。
       武漢火車站光伏并網發電項目年發電量達200萬千瓦時,減排二氧化碳1900噸。25年經營期共發電5000萬千瓦時,減排二氧化碳47500噸,被湖北省列入國家“金太陽工程”重點示范項目。電站與火車站一體化設計、一體化建設,發電直接用于武漢火車站的一級負荷,體現了節能減排理念,也開創了專業化中央企業與鐵路部門合作建設節能減排項目的良好運作模式。 

 

來源:中國節能投資公司

 

 

 

威海市民文化中心以“海”為主題的綠色建筑
 
 
       在威海市青島路和海濱南路兩條南北交通主干線之間,面向大海的方向建成了一座以“海”為主題的綠色建筑——市民文化中心,雙曲面造型的玻璃屋面猶如波濤洶涌的大海,螺旋上升的玻璃錐體宛如大海中守望的燈塔,二者巧妙地結合展現了人與自然的和諧唯美的畫面。加拿大設計大師埃里克森的這座以大海為主題的建筑設計,體現了海的風格、海的神韻和威海的騰飛,具有濃郁的海洋氣息和強烈的現代風格。她不僅造型新穎、主題明確、美觀別致,而且還引領了中國的光伏建筑行業。
       威海市民文化中心工程總建筑面積63314.39平方米,地上四層,地下一層,主體高32米,錐體高50米,南北長182.7米,東西長南側93.8米、北側69.4米,將包括婦女兒童活動中心、藝術館、博物館等多個部分。屋頂中部安裝非晶硅光伏發電系統,屋頂四角和中間為最高點,向落水口處降低,形成雙曲屋面。整個光伏發電系統面積7800余平方米,由2494片非晶硅太陽能薄膜電池串并聯組成,周邊采用相近顏色玻璃,保證屋頂波浪效果的連續性。光伏玻璃組件采用四邊形擬合曲面,既滿足發電功能不受影響,也確保建筑性能不變。屋頂光伏系統的設計和應用無論從外觀還是從功能上都是該建筑的畫龍點睛之筆。
       威海市民文化中心是目前世界上最大的非晶硅BIPV并網單體綠色建筑項目,峰值功率為480KW,年發電量可達33萬千瓦時。據估算,該系統產生的電力可占整個市民文化中心消耗電力的6%,主要用于照明和部分辦公。這樣每年可節省標準煤118噸,減排二氧化碳327噸、二氧化硫9.8噸、氮氧化物780公斤,社會和經濟效益十分可觀,被住房城鄉建設部、財政部列為第一批“可再生能源建筑應用示范項目”,是綠色建筑的典范,也成為了威海市一個新的地標性建筑,不僅為參觀者所樂道也成為業內的一個技術標桿。

 

來源:BIPV中國

 

 

攀枝花學院2.1兆瓦屋頂光伏電站運行一周年 節約42萬元電力成本
 
       攀枝花學院2.1兆瓦太陽能屋頂光伏發電項目自2013年7月項目正式投運至今,已正常運行發電一周年。通過光伏發電,每年就為攀枝花學院節約了42萬元的電力成本。
       2014年7月23日,云南君晟能源投資管理有限公司攀枝花分公司2.1兆瓦項目經理吳曉磊又來到攀枝花學院行政樓樓頂,想看看太陽能光伏發電的情況,只見藍色的發電板上已蒙上了一層灰。該項目經理介紹,每周都要清洗一次發電板,否則會嚴重影響發電量。今天的發電量已經有200多度。
       作為國內最大民用光伏發電項目——攀枝花學院2.1兆瓦太陽能屋頂光伏發電項目,云南君晟總投資3738萬元,裝機容量2.1兆瓦,年發電量可達261萬千瓦時,每年可節約標煤886噸,減少二氧化碳排放量1933.12噸,減少二氧化硫排放量13.10噸,是名副其實的新能源發電項目。
       云南企業能到攀枝花來投資,看中的正是攀枝花豐富的太陽能資源,年日照時數在2200小時以上,是全國可開發利用太陽能最好的地區之一。
       如何把充足的陽光資源優勢轉化為經濟和產業優勢?攀枝花以創建國家級新能源示范城市為契機,大力發展太陽能等新能源產業,推進產業結構調整,以新能源示范應用促進新能源產業發展。
       截至2013年底,攀枝花太陽能項目投資達1.5億元,新能源總生產消費51.9萬噸標煤,占全市能源生產總量的4%以上,消費總量的3.9%以上。安裝太陽能集熱器面積約81萬平方米以上;建成太陽能光伏發電裝機規模約0.8萬千瓦;已開工風電場項目裝機規模約10萬千瓦,納入國家“十二五”風電核準計劃風電項目裝機規模約25萬千瓦。
       在攀枝花,不僅是太陽能光伏產業一路高歌猛進。相關數據顯示,今年上半年,攀枝花的能源、礦業、鋼鐵、釩鈦、化工、機械六大支柱行業實現工業總產值725.8億元,增長8.2%。其中,采礦和機械兩大行業快速增長,成為工業經濟增長的亮點。1-6月,采礦業實現工業總產值195.5億元,增長26%,成為攀枝花重點行業中規模最大、增長最快的行業;機械行業實現工業總產值84億元,增長19.4%,能源產業在工業總產值中表現依然不俗。
對于新能源在攀枝花市的開發利用,該市經信委主任熊啟高表示,攀枝花有著豐富的太陽能資源,同時作為國家首批新能源示范城市,以太陽能等新能源產業為抓手,不斷優化能源結構,促進產業升級。力爭到2015年全市太陽能應用和產業實現產值達10億元,建成國家級新能源示范城市,新能源產業形成一定規模,實現新能源利用與資源開發、產業發展、城市轉型等有機結合,探索資源型重化工業城市發展和利用新能源的成功方式,走出一條依托攀枝花資源優勢、符合攀枝花發展實際的能源之路。

 

來源:BIPV中國 

 

 

 

廣西婦女兒童醫院光伏工程項目

       廣西婦女兒童醫院光伏工程項目位于山清水秀的南寧市,是全國首個衛生系統的光伏應用,可再生清潔太陽能資源的充分利用,為這座明凈的城市更增一份光彩。系統采用低壓用戶側并網,所發電量供醫院內部負載即時消耗。光伏組件安裝在醫院的屋頂上,與屋頂鋼結構可謂相輔相成,既凌駕于鋼結構之上又順應于鋼結構原有的坡度,光伏與建筑已完美地融為一體,淡藍色的 BIPV 光伏風雨連廊點綴其中,不僅能夠發電,而且具備建筑結構所需的機械強度以及抗震、抗風雪、防滲漏、透光度等各項性能,更增強了整體效果的靈動性,動靜相宜,在醫院形成一道亮麗的風景。
       廣西婦女兒童醫院太陽能光伏發電工程整個光伏系統安裝在醫院內建筑屋頂上,分為3個子系統。分別是:兒科病房樓、門診樓東、門診樓西、婦科病房樓、醫技樓、保健中心;門診大廳;風雨長廊。
       廣西婦女兒童醫院整個光伏發電系統在醫院各屋頂等建筑閑置區域鋪設6268塊195W單硅晶硅光伏組件,在風雨連廊的采光頂上安裝414塊260W BIPV組件,光伏組件總安裝面積約為9000平方米。光伏組件轉化的直流電經過防雷匯流箱匯流后,接入8臺各種規格的科士達系列三相并網逆變器,逆變成交流電,通過并網裝置接入光伏并網柜后,再接入內部三相五線制低壓電網上,可供由醫院內部負載使用,做到即時消耗電能。

 

來源:BIPV中國

 

 

 

美國紐華克自由國際機場633kW屋頂光伏電站竣工
 
       美國ConEdison Solutions公司近日宣稱,位于新澤西州紐華克自由國際機場 (Newark Liberty International Airport)裝機量633kW太陽能設施竣工。該系統由Borrego Solar設計與安裝。
       ConEdison將持有與運營該太陽能設施。此外,通過購電協議,該系統生產的電力出售給港口管理局。
 
 
Solar Power Comes To The Airport
 
       據ConEdison透露,該列陣占用62000平方英尺的屋頂面積,預計每年可提供約817兆瓦時的太陽能電力,足以節約60萬美元的電力成本。
       “在紐瓦克自由機場建筑物屋頂上安裝太陽能電池板實屬創新之舉。該方案不僅將這些空合理運用,削減了機場的碳足跡,還節約電力成本。”港口機構環境與能源項目主管Christopher Zeppie說道。

 

來源:BIPV中國

 

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