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社区可再生能源智能化公共设施系统集成技术研究

发布时间:2013年02月25日 点击数: 字号:
研究起止日期:   成果水平:  
成果第一完成单位:   项目负责人:  
成果主要完成人员名单:   成果验收日期:  2013-02-25
成果体现形式:   研究形式:  
知识产权形式:   应用情况:  
知识产权内容:  
第一完成单位情况:  
转让意向与范围:   推广形式:  
成果简介

1技术概述

1.1   本项技术的主要功能

利用可再生能源(光伏)发电满足居民社区或商业楼宇的公共设施负载用电。

1.1.1负载系统集成

1)家庭(办公室)用可视对讲机系统

2)楼道口电控门系统

3)公共楼道(含电梯间)照明系统

4)地下车库照明系统

5)楼宇消防应急照明系统

6)庭院道路、绿化、景观照明系统

1.1.2智能控制模块功能:

1)电量不足时报警,提示人工充电;

2)负载或电源被盗或损坏报警,通知管理员维修;

3)负载用电状况可进行智能化控制;

如小区庭院灯7点—10点全亮;10点—12点亮2/312点—5点亮

1/3等;节假日延长几小时等控制可调。

4)功能保障:负载优先,紧急情况,先保证应急用电,其余配手动或其它措施;

5)智能控制实现三遥,并具有数据可存可打印功能。

2应用条件

1)优先性:6类负载的供电优先序列如下:

1)楼宇消防应急照明系统

2)地下车库照明系统

3)公共楼道(含电梯间)照明系统

4)楼道口电控门系统

5)家庭(楼宇)可视对讲机系统

6)庭院道路绿化景观照明

2)负载特性:6种负载全是阻性负载,其中庭院绿化景观照明,要求提供夜间6小时左右供电量,道路10小时左右;电梯间和楼道灯视建筑布局,有自然采光的,要求夜间10小时左右供电,无外采光的24小时供电;其余全天供电,用电系数70%

3)要求电源具有欠电自动报警功能,必要时启动市电对蓄电池充电。电源:采用可再生能源(光伏)电站与市电互补系统。正常情况下,负载主要依靠可再生能源电源供电,不足情况下由市电补充。

 

 3应用情况

国标要求2000小时即可采用太阳能光伏发电设备。因此,就自然条件而言,我国三分之二地区都符合这一要求。与建筑结合的太阳能并网系统

总体方案目前已经成熟,一般都采用如下形式(图1):

 

 

图1

其中电气安装是重要的技术环节。对电池板部分,一般是根据需求的容量进行串联或并连,串联是为了提高电压等级,并联是为了提高容量。整流器和控制器是随着容量的不同而相应增大。就技术而言本身已经成熟,目前正在大面积应用。

4经济和环境效益

4.1经济效益

衡量系统的产出重要指标是发电量,总的来说,由于日照自然条件不好、安装方式不正确、或是太阳电池的温度过高就会使得发电量达不到预期的结果,因此,这项工作是集产品、工程于一体的工作。但是光伏建筑一体化有巨大的设计潜力:发电、美观、和谐、功能和成本。就成本问题而言,为了真正意义上达到较好的经济效益,我们考虑到如下一些收效:

为建筑增加了一些功能,如遮阳;造型和美化;节省了部分建筑材料。同时,如果采用普通标准太阳能组件、以普通方式安装,则其发电度电成本大约是1.5/+50%,这样大的范围是因为不同地区的日照条件差异较大造成的。如相同条件下,年日照时数2000小时的地区就比4000小时地区发出的电少一倍;同时,由于安装角度不合理、设计配置不合理等因素,也会造成成本增加。尽管前成本价格较高,但是,通过的《可再生能源促进法》,根据这一法律规定,所有光伏发电所有电力,当地电网必须无条件收购。这样,光伏发电变成了个人和企业的一种投资行为,目前这种方式在欧美已经十分流行。

系统建设主要成本大致如下:

序号

器件名称

单位

单价:元/

1

普通光伏电池板

30

2

固定支架

3

3

并网控制逆变器

40

4

辅料

0.5

5

安装费用

1020

一般按国家标准按28年使用寿命,可以淘汰设备,但是目前技术一般可以使用30年左右。所有的用电负荷按照每天工作5小时,保证连续工作3个阴雨天。根据国家计委能源所1999年数据粗略地计算了一下太阳能的“环境效益”:每1度电耗煤平均390标准煤、排放二氧化碳1430计算,就目前而言,由于社会各方面都在推广应用可再生能源,尤其在减排二氧化碳、二氧化硫等有害气体上,对社会是极其有利。参照已经通过的《可再生能源法》:

1)单体电价:目前,由于太阳能光伏发电成本依然大于常规发电,在寿命期内,其度电成本大约在1.5/度到2/度之间。但是,根据《可再生能源法》06年元月1日后,国家将对太阳能进行补贴,电网收购价将会超出其成本价的30%,因此,其经济性将会得到充分的体现,从单体电价来看10年左右收回成本。                  

2)能源成本:回收期为3年。硅的提炼要消耗电能。而太阳能电池在使用3年所产生的电能,与提炼中消耗的电能相等。         

3)环保成本:社会成本回收期(主要是矿物化石燃料发电产生的环境治理成本)5年:据专家统计,我国属于高能耗国家,每产生1元钱的社会效益成本,要付出23元代价去治理环境。

4.2环境效益

不消耗任何能源,无CO2 SO2等有害气体的排放,清洁干净,环境效益良好是一道美丽的风景线。

各种电站的碳排放量:

                     

碳的排放量(g/Kwh

普通燃煤电站

304

煤气化联合循环电站

270

天然器联合循环电站

118

核电站

43

太阳能热发电站(代燃烧器发电备用机组)

47

地热电站

2.5

光伏电站

0

5发展方向

   提升太阳能光伏产品应用;鼓励企业进行自主创新,提升核心技术研发和应用水平;普及太阳能产品的市场应用和提高社会的节能意识。