11.3系统选型及其经济性
与单个独立型太阳能系统不同,并网型系统不需要提供全部的日能量消耗。系统可根据使用者的需求及用电情况进行设计。当设计系统时,我们需要着重考虑以下几点:
·预算
·可利用的空间大小
·光伏方阵部分产生的能量比
·税收抵免
·融资
·电力回馈互连法则
·电力公用事业监管
让我们来看一个例子:现有一个光伏系统,使之为1/3的负载供电。如果该用户每年使用8000kWh的电量(出自电力公用事业出具的账单),那么光伏系统每年需要承担2667kWh的电量(8000÷3=2667)。假设该地区,在固定倾角之后,每1000W的太阳能可产生1400kWh的电量,那么我们将需要一个1900W的系统(2667÷1400×1000=1900)。如果建造光伏系统的成本是每瓦10美元,那么这样的一个系统需要花费约19000美元。
由于光伏系统的安装十分灵活,因此可以根据使用者的财政状况,先购置一个1000W的系统,剩余的900W在今后的几年里逐渐完善。然而,由于逆变器是按容量划分型号的,我们需要在初安装时就选用2000W的逆变器,以满足日后系统扩展的需要。在安装成本方面,也需要做同样的考虑;将所需组件一次购置齐全的花费相对较低。一次性购置一个2000W的系统将比分两次各购置一个1000W的系统更加经济实惠,且花费时间也相对较少。系统越大,单位能量产出的成本越低。此外,用户的经济情况、税收抵免及公用电力事业的相关刺激政策也在系统选型中起重要作用。
11.4互连协议的获取
光伏系统与公用电网的互连需要通过当地的互连协议。互连协议中明确规定了光伏系统与公用电网相连所必须遵守或注意的条款。其中包括相应的技术要求以确保安全、电能质量及其它方面的问题,诸如为系统获取所有必要的许可,确保系统安全运行等。获取协议的关键在于,在系统安装过程中,尽可能早地将公用电网考虑在内。
近年来,光伏系统与公共电力事业之间的互连协议已经有了国家认可的标准,并得到了大力发展。尽管,这些标准并没有硬性要求公共电力事业按其执行,但大部分公共电力事业都自觉按照其执行。在这些标准之中,最重要的是逆变器的标准问题。其中有两个标准是特别相关的。
注释:家用光伏系统的使用者不需要了解这些标准,但是其设计者与相关的公用电力事业部分需要作相关了解。
·电气与电子工程师协会,IEEE的1547标准:《关于嵌入光伏系统的电力公共电力事业的建议措施》。电气与电子工程师协会,纽约(NY)。
·美国保险商实验室(UL)1741号文件:《静变流器与充电控制器在太阳能光伏发电系统中的使用》(第一版)。美国保险商实验室,诺斯布鲁克(Northbrook),伊利诺伊州(IL),1997年12月。UL 1741中提到的逆变器带有“可与公共电力事业交互”的字样,其满足IEEE 1547标准。
州际可再生能源理事会(IREC)参照并网要求给出了相关的练习与指导。IREC是一个非盈利性组织,致力于如何加快可再生能源的开发与利用。更多信息可参见网址:http://www.irecusa.org/connect.htm
NEC?标准
在建设与公共电力事业相连接的系统时,光伏系统的设计者与安装者还需要注意使之满足NEC?标准。所有的电子设备与系统组件都需要根据UL中列出的正确应用方法及对应的正确电压等级进行选取。直流系统组件必须满足具体的直流电压等级。相关设备还包括电路断路器,熔断器,分断连接,机械式连接器等。更多关于公共电力事业交互系统的信息可查阅NEC? 2005,文章690。
11.5电力回馈
电力回馈允许光伏系统产生的盈余能量在并网系统之间,所为公共电力事业的能源信贷进行交换,使之在光伏系统的能量产出不能满足负载需求时,对系统进行补充。其具体做法为:在能量由用户处流向公共电力事业时,将电表“回拨”;反之,电表保持“正向运行”。到月末之时,仅根据消耗电网中的能量进行支付。通常,消耗的电能比产出的电能少。公共电力事业就像一个蓄电池,将过多的能量产出储存在“能量账户”中,用于日后的消耗。见图11-4。