【干貨】如何自建一套家庭光伏發(fā)電系統(tǒng)？

更新時(shí)間：2022.02.17 作者：管理員瀏覽次數(shù)：114

想要安裝一個(gè)能發(fā)電的系統(tǒng)非常簡單，主要需要五樣?xùn)|西：

1.太陽能支架(mounting system)

2.太陽能電池板(solar panels)

3.電纜線(cables)

4.光伏逆變器(solar inverter)

5.電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)安裝的計(jì)量電表(Meter)

在這里解釋一下光伏逆變器：通過太陽能電板發(fā)的電是直流電，家用電器無法直接使用，必須通過逆變器轉(zhuǎn)化為交流電才可以家用。

接下來需要考慮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于家用系統(tǒng)的裝機(jī)容量(Maximum Input)一般在1-5千瓦左右，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝都很簡單，逆變器則根據(jù)裝機(jī)容量相應(yīng)地選擇1-5千瓦規(guī)格的機(jī)器就可以。

下面以一個(gè)5KW的家用系統(tǒng)為例：

1.支架的選擇

太陽能光伏支架是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了擺放，安裝，固定太陽能面板設(shè)計(jì)的特殊的支架。一般材質(zhì)有鋁合金，不銹鋼，經(jīng)過熱鍍鋅處理后使用壽命更長。支架主要分兩大類：固定式和自動(dòng)追蹤式。目前市場(chǎng)上部分固定式支架也可以根據(jù)太陽光線的季節(jié)性變化做出一定的調(diào)整，就像剛安裝時(shí)一樣，每個(gè)太陽能電池板的斜面都可以通過移動(dòng)緊固件，調(diào)整斜面以適應(yīng)光線的不同角度，通過再次緊固使太陽能電池板準(zhǔn)確固定在指定的位置。自動(dòng)追蹤式的太陽能支架具有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，能像向日葵一樣隨著太陽的轉(zhuǎn)動(dòng)自身調(diào)整角度，光能利用率高，但相對(duì)的成本也比較高。在國內(nèi)，太陽能電池板一般朝南安裝，用戶可以選擇使用固定式支架，如不考慮成本，向日葵自動(dòng)追蹤陽光支架是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

2.太陽能電池板(組件)的選擇

目前市面上的太陽能電池分為薄膜和晶體硅。其中晶體硅又可以分為多晶硅和單晶硅。從三種材料的光電轉(zhuǎn)換效率來看是：單晶硅(最高可達(dá)21%)>多晶硅(19%)>薄膜。晶體硅(單晶硅和多晶硅)的在弱光下基本上不會(huì)有電流產(chǎn)生，非晶硅弱光性好(在弱光下能量本來就很少)。所以綜合來看，宜用單晶硅或多晶硅太陽能電池材料，又考慮單晶硅材料價(jià)格昂貴，所以一般選用多晶硅材料。若選擇功率約為250W的多晶硅太陽能電池板，那么一個(gè)5KW的系統(tǒng)就需要20塊電池板。

3.逆變器的選擇

首先考慮太陽能電池板的朝向，如果鋪設(shè)的組件朝向不一致，例如：國內(nèi)永遠(yuǎn)是朝南，不過可以分西南或者東南，如果同時(shí)在兩個(gè)方向排布的情況下，建議使用雙路MPPT追蹤逆變器(dual-mppt)，暫且可以理解為雙核處理器，每一個(gè)核處理一個(gè)方向的計(jì)算。然后根據(jù)裝機(jī)容量相應(yīng)地選擇相同規(guī)格的逆變器就可以了。一個(gè)5KW的系統(tǒng)可以選擇使用一臺(tái)5KW的雙路MPPT追蹤逆變器。

4.電纜的選擇

在上文有說到，逆變器是將太陽能電池板所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，那么我們將太陽能電池板到逆變器直流端的部分稱之為直流側(cè)(DC側(cè))，直流側(cè)需要使用光伏專用的直流電纜(DC電纜)。另外就光伏應(yīng)用而言，太陽能系統(tǒng)常常會(huì)在惡劣環(huán)境條件下使用，如強(qiáng)烈的紫外線、臭氧、劇烈的溫度變化和化學(xué)侵蝕等情況。這就規(guī)定了光伏電纜必須具有最佳的耐風(fēng)雨性、耐紫外線和臭氧侵蝕性，以及能承受更大范圍的溫度變化。所以建議采用太陽能應(yīng)用的專用電纜，這將會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命。一個(gè)5KW的系統(tǒng)對(duì)于光伏直流電纜線徑的一般為4mm²或6mm²。

5.電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)安裝的計(jì)量電表(雙向電表)

雙向計(jì)量電表就是能夠計(jì)量用電和發(fā)電的電能表。功率和電能都是有方向的，從用電的角度看，用電的算為正功率或正電能，發(fā)電的算為負(fù)功率或負(fù)電能，該電表可以通過顯示屏分別讀出正向電量和反向電量并將電量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。安裝雙向電表的原因是由于光伏發(fā)出的電存在不能全部被用戶消耗的情況，而余下的電能則需要輸給電網(wǎng)，電表需要計(jì)量一個(gè)數(shù)字;在光伏發(fā)電不能滿足需求時(shí)則需要使用電網(wǎng)的電，這又需要計(jì)量另一個(gè)數(shù)字，普通單塊電表不能達(dá)到這一要求，所以使用具有雙向電表計(jì)量功能的智能電表。

在采購?fù)旰?，由于家用布線和系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，普通用戶只要找一個(gè)合格的電工解決家里的布線問題，支架保持45度角(如果不考慮成本，可以選擇向日葵自動(dòng)追蹤陽光支架)，至于逆變器的連接只要參考說明書就行。

一個(gè)系統(tǒng)安裝完畢后，業(yè)主最關(guān)心的應(yīng)該是投資回報(bào)期限。分析一個(gè)系統(tǒng)的收益，需要考慮業(yè)主自用電，余電上網(wǎng)和政府補(bǔ)貼等幾個(gè)方面。全國范圍內(nèi)分布式光伏補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為0.42元/千瓦時(shí)，期限是20年，另外各地省市對(duì)光伏發(fā)電也有不同程度的補(bǔ)貼政策。

如果家里有自己的花園游泳池或者高科技農(nóng)莊什么的可以選擇一套10-20KW的家用系統(tǒng)，通常20KW的系統(tǒng)需要大概80塊250W的太陽能電池板，連接一臺(tái)20KW的三相雙路逆變器，此時(shí)逆變器的連接會(huì)相對(duì)比較復(fù)雜一些，需要找專業(yè)的系統(tǒng)集成商，綜合考慮布線，結(jié)合逆變器端口，各地天氣等因素來設(shè)計(jì)并完成施工。假設(shè)系統(tǒng)安裝在上海市，那么個(gè)人用戶還可享受0.4元/千瓦時(shí)的補(bǔ)貼，期限為5年。一個(gè)5KW的系統(tǒng)，投入成本大約在5萬元左右，年發(fā)電量可達(dá)7000度。按照國家補(bǔ)貼和上海市的地方補(bǔ)貼，業(yè)主在前5年可以拿到大約5740元/年，之后的15年僅享受國家補(bǔ)貼，每年2940元。預(yù)計(jì)家里用電一年約為4500度，按照峰時(shí)電價(jià)0.617元/千瓦時(shí)計(jì)算的話，每年節(jié)約電費(fèi)2776.5元。

由于系統(tǒng)發(fā)電量已經(jīng)超過用電量，用戶可以將多余的電量賣給國家，由于各地脫硫煤電價(jià)都不一致，預(yù)估上海市脫硫煤電價(jià)約為0.42元/千瓦時(shí)，那么年收入為1050元，綜合算起來，前五年系統(tǒng)收益為每年9566.5元，隨后15年每年6766.5元，之后每年3826.5元，整個(gè)系統(tǒng)有望在第6年收回成本投入，并實(shí)現(xiàn)盈利。