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解决方案丨绿色低碳分布式屋面光伏发电解决方案

分布式屋顶光伏项目在未来五年里将为实现“碳达峰、碳中和”的宏伟目标中扮演着重要角色，同时对学校来说意义非凡。五项意义打造在赣高校领先梯队。

解决方案丨绿色低碳分布式屋面光伏发电解决方案

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说明：

一、分布式光伏发电背景

2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会中提出，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，为实现这个宏伟目标，十四五规划中，光伏发电被列为重点计划之一。为积极响应国家号召，国家能源局、江西省发改委、省能源局和赣州市人民政府相继出台了关于分布式光伏项目的相关政策（如三年行动等），积极推动分布式光伏项目的发展。

二、分布式光伏的意义

太阳能发电对解决我国能源匮乏、资源短缺、电力紧缺、改善环境污染、节约土地，促进经济社会可持续发展都具有重要的现实意义。分布式屋顶光伏项目在未来五年里将为实现“碳达峰、碳中和”的宏伟目标中扮演着重要角色，同时对学校来说意义非凡。五项意义打造在赣高校领先梯队。

三、光伏发电基本简介

光伏发电原理

通过太阳能电池板吸收阳光，将太阳能转换为电能，产生的直流电流汇集到汇流箱，进而经过逆变器变成交流电，通过升压器升压至可直接上网的电压，输送到电网中，或者直接以居民用电电压输送给用户。

光伏发电主要设备

光伏发电发展模式

独立式光伏发电：独立光伏发电也叫离网光伏发电。由光伏发电基本组件构成，形成一个供电系统，对单户或者区域供电。

独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。

集中式光伏发电：集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。

因这种模式的电站占地面积大、建设周期长、投资大，还没有太大发展，适用于我国西北部草原、沙漠地区，电量通过电网对用电量高的地区进行配送，达到供需平衡，绿色发展。

分布式光伏发电：指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

分布式光伏发电因其与建筑一体化、投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点是目前光伏发展的主流，发电量使用模式有自发自用、余额上网、全额上网。目前主要是全额上网模式，便于发展管理。

分布式光伏发电发展模式：

国家政策：2016年6月3日，国家能源局正式下达2016年光伏发电建设实施方案，全年新增光伏电站建设规模18.1GW，其中普通光伏电站项目12.6GW，光伏领跑技术基地规模5.5GW。其中第二、四、七条最为值得关注。

第二条、利用固定建筑物屋顶、墙面及附属场所建设的光伏发电项目以及全部自发自用的地面光伏电站项目不限制建设规模，各地区能源主管部门随时受理项目备案，电网企业及时办理并网手续，项目建成后即纳入补贴范围。

第四条、鼓励各省（区、市）发展改革委（能源局）建立招标、优选等竞争性方式配置光伏电站项目的机制，促进光伏发电技术进步和上网电价下降。对于采取竞争方式配置项目且显著推动上网电价下降的地区，其当年建设规模可直接按本省（区、市）上网电价平均降幅（比例）的2倍予以调增，调增的规模仍按竞争方式分配给具体项目。

第七条、各级电网企业应配合地方能源主管部门落实年度建设实施方案。对列入实施方案中的光伏发电项目，应本着简化流程和提高效率原则，按有关规定和时限要求，及时出具项目接网意见和开展配套送出工程建设，确保项目建成后及时并网运行。

对光伏发电的“辟谣”

“制造光污染”：对于原有的分布式光伏发电设施主要安装在城市大厦楼房顶部，虽然会产生一定的光污染，但是与人活动的空间并不完全重叠。

现在的光伏组件中的玻璃已经做过基本处理，表面是不平的很多凹面，一是增加透光及照射面积。二是玻璃表面产生漫反射，既散弱的微光，深蓝色的太阳能电池板，亦不会反射强照射性的光线。三是安装分布式太阳能多在屋顶、田野、鱼塘等地方，与人活动的空间交叉不大，极少影响到过多人们的日常生活。

“使地面温度升高”：自然界中能量是守恒的，太阳能电池板通过阳光照射，吸收了太阳的热量，进而转化为电能，理论和实际上，太阳能电池板的铺设都应该是降低了地面温度，而不是使地面温度升高。

“电磁辐射影响人的身体健康 ”：在我们生活环境中使用的家用电器，如电视机、吸尘器、冰箱、电热毯、电动剃须刀等均会产生工频电磁场。经科学测定，太阳能光伏发电系统中的电磁环境低于各项指标的限值，在工频段，太阳能光伏电站电磁环境甚至低于正常使用常用家用电器时产生的量值，不会对人身健康产生影响。

家用电器和太阳能电池产生的电磁辐射量对人类影响对比

四、屋面光伏

屋面光伏优点

屋面光伏类型

屋面光伏按照其安装屋面特点分为四种：常见的彩钢板屋面光伏和水泥屋面光伏以及混凝土斜屋面光伏、混凝土拱形屋面光伏。彩钢板屋面光伏和水泥屋面光伏为例进行介绍。

水泥屋顶自重式支架安装结构示意：水泥屋顶自重式支架采用混凝土块配重，以三角铁钢架组合形成框架支撑固定太阳能电池板，构成稳定结构。

A-负重部件用于增加整体重量

B-三角底梁用于形成主支撑框架

C-三角背梁用于形成主支撑框架

D-三角斜梁用于形成主支撑框架

E-后斜撑用于支撑横梁

F-横梁固定支撑光伏组件

G-拉杆将横梁连接为整体

H-压块组件固定光伏组件

水泥屋面光伏混凝土配块种类：独立底座为前后支架分开放置在混凝土平屋面上，独立底座按柱体形状分为方形柱、圆形柱。

方柱型

圆柱型

水泥屋面光伏成功案例

2015年11月26日，由华电福新能源股份有限公司与国核电力规划设计研究院共同投资建设的北京市海淀区地锦路（国核电力）分布式光伏电站正式并网并投入商业运行。

该项目是国家能源局《关于开展分布式光伏发电应用示范区建设的通知》（国能新能【2013】296号）所列的18个示范区中排列首位的北京海淀中关村海淀园示范区项目。项目装机容量500KWp，利用国核电力规划设计研究院共5栋办公楼屋顶，安装1932块260Wp多晶硅组件，采用“自发自用、余电上网、电网调节”的运营模式，自发自用比例高达90%以上。

项目建设过程中结合互联网+光伏新能源，建立了光伏电站远程监控平台，实现远程实时监控，设备运行分析，发电量评估分析，并能同步将实时数据上传至北京节能中心，便于政府机构实时监测项目的运行情况。项目建成投产后年均等效利用小时数约1117.41小时，年均发电量约56.13万度，项目运营20年期间可节约标煤约3520吨。

五、本项目初可研介绍

太阳能分析

根据下图，可以看出江西省赣州为太阳能资源四类地区，年日照数在 1058-1200 小时。

赣州市地处中亚热带南缘属亚热带季风气候区，具有冬夏季风盛行、春夏降水集中、四季分明、气候温和、热量丰富、雨量充沛、酷暑和严寒流时间短、无霜期长等气候特征。赣州市总降水量平均为 1318.9 毫米，比历年同期少 1.8 成，属偏少年份（其中上犹、大余、兴国为正常年份，全南为特少年份，其他县市为偏少年份）。

屋顶面积及容量估算

赣南师范大学的建筑屋顶分别有混凝土结构和彩钢瓦结构，主要为混凝土结构，屋顶可用总面积约7万平方米，所以贵校的初步规划装机容量约为7MW。

初步计算：1.7万平方米屋顶，年使用电费约1000万人民币，寒暑假最低电费计算250万元，电价估算0.62元每度，平均利用小时数1100小时。

2.考虑遮光、设备等因素，按利用率60%计算装机容量为7Mw.(1000-250)/0.62=1209万度。

3.除去夜间用电，白天使用电量约为600万度。

4.全年发电总量：0.7*1100小时=770万度，平均每月770/12=64万度，770-64*3=578万度

结论：除去寒暑假，光伏板白天发电量578万度与学校白天使用电量600万度基本全部消纳。

六、低碳校园建设

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