【战友观点】淺談家庭離網光伏發電系統建設

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儘管我個人以為,在所有投資中,徹底消滅共慘黨,消滅中共CCP,投資滅共基金,是投資回報率最好的方式。但最近看到很多戰友討論新能源發電的話題,本文重點介紹家庭離網光伏發電系統。

應該說,對於應急困難的準備,有多種層次。比如,如果經濟條件非常一般,或者家住公寓,一般只能準備到照明的層次,20升煤油或者20升未經提純過濾的菜籽油、甚至20升工業酒精,一個容量200ml的玻璃瓶,再加上半斤棉花用於製作燈芯,差不多可以滿足一年的照明需要了。如果經濟條件更好一些,而且住在獨立的House裡,一台2~3KW的柴油發電機或汽油發電機,再加200升柴油或汽油都可以應付相當一段時間,正常情況下,0.3升左右柴油或汽油可以發出一度電。當然,如果追求高品質的生活或者作為長期投資回報計算,新能源發電是一個不錯的選擇。

新能源發電的形式有很多種,但真正可以被普通個人利用的只有太陽能光伏發電、微風發電、和風光互補發電三種形式。如果單純就度電成本來說,比市電成本都要高很多。具體成本的高低需要取決於您所在地區的光伏資源或風力資源分佈。如果您所在地的風力資源豐富,微風發電的成本應當是最低的,甚至比市電成本都低很多。但風力發電具有明顯的缺點。首先是風力發電系統電壓、功率都極不穩定,系統控制非常困難。其次是常見小型微風發電機儘管啟動風速最低甚至可以到3.9m/s,但係統噪音大概在35-65分貝之間。所以本文重點介紹光伏發電。

如果不考慮應對突發艱難日子的因素,建設光伏發電系統的投資回報,取決於您所在地的峰值日照時數和市電價格。比如,如果您所在地的平均峰值日照時數大於4小時,而市電價格為0.6元/KWh,建設光伏發電系統的投資回收期為5~6年,而光伏發電系統的使用年限為20~25年,所以投資回報是不錯的。

家庭光伏發電分為離網光伏發電和並網光伏發電兩種。如果家庭光伏發電需要和市電連接起來,形成多能互補、餘電上網的並網光伏發電系統,一般是需要向供電部門申請的,供電部門會在系統並網點將單向電能表改成雙向電能表。如果不申請並網發電系統,接入市電網絡時,最好有防逆流裝置。因為如果市電故障需要檢修時,如果您的光伏發電系統向市電饋電,這對檢修人員的安全是非常大的威脅。所以,如果您不想並網,又想實現和市電網絡並列運行,那一定要選擇帶低電壓、和高電壓穿越功能的雙向變流器,同時將變流器設置在離網運行模式,以防止系統向市電網絡饋電。運行在離網模式的雙向變電器可以自動實現光伏優先、不足由市電補充的最佳經濟模式。

家庭光伏發電系統的組成主要包括:單晶矽太陽能發電板、光伏支架、光伏控制器、雙向變流器和蓄電池組,有的系統甚至需要用到帶防雷接地和防反沖的光伏匯流箱。對於10KW以下的系統,光伏太陽能板、光伏支架、光伏控制器、雙向變流器、電線電纜、基座建設成本為人民幣3500-5000元/KW左右。對於家庭光伏發電系統,蓄電池應該選擇閥控式鉛酸蓄電池或鉛炭電池,選擇鋰電池會是非常危險的,蓄電池的成本大概是人民幣450~1000元/KWh。也就是說,小型光伏發電系統整體建造成本應當在5000~6500元/KW。如果您所在地區年平均峰值日照時數為4小時,市電價格0.6元/KWh,系統投資回收期為5~6年。

那麼,家庭光伏系統的功率多大才合適呢?根據這個公式:1.3ⅹ家庭平均日用電量 ∕ 當地峰值日照時數。比如,河南濟源地區的峰值日照時數為4.18小時,如果家庭日用電量為20KWh,那光伏發電系統的功率應當為6.2KW。太陽能發電板有多種,單晶矽、多晶矽、非晶矽,您應當選擇單晶矽。

接下來就應該是考慮光伏支架和安裝了。光伏太陽能發電板可以安裝在坡屋頂屋面上或平面房頂上。要達到最佳的發電效率,應當面向正南方向安裝。坡屋頂,則順著房屋坡屋頂安裝;平面屋頂,則按照安裝傾角安裝。在北緯30度以下的地區,一般可選擇當地緯度+2~5度的安裝傾角;如果是北緯30度以上的地區,則按照當地緯度+5~10度的安裝傾角安裝。光伏支架的選擇必須按照當地的風荷載、雪荷載,經結構力學計算後確定。支架材料最好採用鍍鋅角鋼,保證足夠的使用年限(一般為20~25年)和強度。

支架必須有足夠的固定。坡屋頂,需要把瓦片揭開,把支架固定在房樑上,再蓋上瓦片,之後再安裝光伏發電板。如果是平面屋頂或地面上,光伏板必須無遮擋,基座必須經結構力學計算後確定,否則,容易被大風吹翻,光伏板離地最小間隙為30cm。

如何確定幾塊串聯,幾塊並聯呢。需要根據您所在地的市電額定電壓值來確定。任何光伏發電板都有一個工作參數表,其中,有一個參數叫最大功率點工作電壓,串聯數=1.43*市電額定電壓(如中共國220V、美國110V)/ 最大功率點工作電壓。例如中共國戰友安裝,選擇了450.2Wp、最大功率點電壓為37.5V的單晶矽太陽能發電板,則串聯數應當為1.43*220/37.5=8串,並聯數=6200 / 450.2 / 8=2並,實際總安裝功率為7.2KW,平均日發電量為30度。最高41度,最低18度。實際可利用電能為平均23度,最高32度,最低14度。年發電量為11040度,實際可利用大於8460度。配置18只12V100Ah閥控式鉛酸電池,18只串聯。預計總投資4~5萬元。

為什麼需要蓄電池?所有新能源發電都存在發電和用電時間的之間的不平衡,對於光伏發電系統來說,系統電壓波動幅動很小,但電流波動幅度很大,也就是功率波動幅度非常大,所以需要通過蓄電池系統進行平衡。做一個形象的比喻,天上下雨您無法控制,加裝蓄電池系統相當於修池塘,雨水變得友好,才真正可以利用。

家庭離網系統不能選擇鋰電池,因為鋰電池對運行環境有非常嚴格的要求,必須嚴格控制鋰電池的充電電壓、電流、溫度等參數,這需要單片機、PLC可編程控制系統或電池管理系統(BMS)來完成,這對家庭離網系統來說,是非常不划算的。不管您選用的是磷酸鐵鋰還是三元鋰電池,沒有電池管理系統的鋰電池系統是極其危險的。

家庭離網系統使用閥控式鉛酸蓄電池或鉛炭電池時,必須把電池放在無陽光直射、通風的室內環境中,電池應置於鍍鋅角鐵鋼製作的支架上,電池支架表面刷絕緣漆或進行噴塑處理,電池連接線束一般採用16或25平方純銅導線,連接端子應加裝聚乙烯、聚氯乙烯絕緣帽或絕緣膠帶。

最後,無論從投資回報還是人類生存基本需要,所有的投資方向,都不如直接投資滅共基金,消滅中共CCP回報更高。對我來說,消滅共慘黨永遠是第一選項。建設民主、法治的新中國聯邦,才能真正擁有美好的未來,其它應對困難的準備都只是最後的選項。Take Down CCP!

參考資料:

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編審:文敏   發布:文敏

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