怎么利用太阳能发电(技术达人屋顶安装“离网太阳能发电站”折腾记 日常发电足够了)

本文较为有趣且有一定参考价值，全文共5432字，27张图片，预计阅读需要20-30分钟

笔者住五层公寓顶楼，南北各有一个平台，坡面屋顶，2000年前后的砖混结构商品房，差不多是中国第一批商品房，由于年代久远，2016年屋顶开始漏水，维修过一次，但两年一过，又开始漏了，本打算安装一个玻璃阳光房，既可以防漏，冬天又可以当大棚养花种草，但一算价格，20平方米的玻璃阳光房，至少也得1万元左右，而且夏天阳光房不但不隔热，还在加热，所以一直没安装阳光房。

自从供电价格从固定价格变更为阶梯价格以后，每年的6月开始使用空调后，每个月的电费都要超过400元（三档电价格大概0.7元/度），综合全年用电价格至少在4000元左右，如果做个玻璃阳光房，花费也不少。

2018年，偶然在淘宝上浏览，发现太阳能发电板降到差不多2元/瓦了，既然太阳能发电板价格降了这么多，何不用太阳能板遮阳挡雨呢，既了却了防雨隔热的心愿，副产品还能发电，一举两得，何乐而不为呢？这才实施了很久以前的计划。

但是，由于我们国人有相当一部份人有互相拆台的天性，我只能安装高成本有铅酸电池污染的离网电站，而不是有补贴的并网电站，为什么？因为，我住在小区顶楼，屋顶按法律规定，是属于全体业主的，虽然，屋顶漏水，如果我自己修，楼下业主从来不会主动给我钱，虽然，楼下业主在楼顶安装太阳能热水器时，从来没找我签过字，但是，一旦我在楼顶安装并网电站，找楼下业主签字时，不排除一些小人，有自己得不到好处你也别想得到好处的拆台想法的人不给你签字，另外，小区物业由于要推卸一些安全生产的责任，也不可能给你签字，这样一来，在公共产权屋顶安装并网电站的可能性几乎为零。这就是我安装离网电站的原因。

因为以前从来没接触过太阳能光伏发电，是摸着石头过河，走了不少弯路，浪费了不少钱，所以共折腾了二次。

第一次，采用铅酸电池储能方案，因为找不到便宜实惠的锂电池，也没认识到铅酸电池的充放寿命很短，所以，当时买逆变器也没考虑到要买那种可以设置电池类型的型号，只买了个6千瓦的铅酸电池工频逆变器，太阳能板选了两种，一种单晶，一种多晶，并不是因为我脑子不好使用两种不同的电板瞎折腾，是想要实验验证一下两种太阳能发电板的性能特点是不是象网上说的一样，网上查资料说单晶和多晶价格差不多，效率也不相上下，但多晶弱光性能稍好，反正价格差不多，所以，单晶和多晶各安装2千瓦。

第一次安装的多晶板

第一次用的铅酸电池

6千瓦逆变器

600瓦风机，由于平时经常看到风光互补的太阳能路灯，所以也想折腾风光互补型的太阳能发电站，还安装了一套600W的风力发电机，没想到，理想很丰满，现实很骨感，五层的楼房，并不高，所以，顶楼风力并不大，600W风机一年也就能发个10来度电，这个风力发电机算是打水漂了。

第一次安装的风光互补控制器

离网型电站还有一个优点，就是电网停电了还能有电用，缺点么，就是成本高，没有补贴。

大概框算了一下，建一个2KW的太阳能+600W风能互补电站的成本是18000元（包括购买的安装工具），按4000元一年的电费计算，5年收回投资，考虑到蓄电池的使用寿命也只有5年左右（实际上我只用了半年多，就换掉了），感觉这成本已经在可接受范围之内了，于是，说干就干。

在网上七七八八买了一大堆配件，耗时半个月，终于把整套系统安装了起来，一个人安装，没有帮手，真是累死老夫了。

一大堆工具

经过近一个星期的运行，事实证明，风力发电机在内陆区基本没什么作用的，因为风力发电机的额定风速是5级风以上，也就是10米/秒的5级风（36公里每小时，也就是电瓶自行车全速前进时的风速），而内陆地区风力一般都是3、4级左右，只有冷空气南下和台风时，才会有5级以上大风，3、4级风时，虽然发电机的叶片在转动，但是，发的电少得可怜，只有40来W的功率，连逆变器的空载功率都不够用的。因此，除非住在大湖边或者海边或者草原沙漠环境，否则，风力发电机的投资价值并不高。但我已经买来并安装了，退不了了，只能当个高价摆设吧。

太阳能电池板安装时，最好能避开阴影区，因为，一点点小阴影（后面，我又安装了4千瓦的薄膜太阳能电板，这种板抗阴影能力更好，这是后话），就会影响一组串并联太阳能电池板的发电效率，我的露台遮阳棚钢架的一点点投影就让一组1KW的发电量输出减半了。

我的蓄电池组是150AH48V铅酸蓄电池，4节12V，成本是3000元，理论储电量是7度电，实际上，由于电池和逆变器的效率问题，实际能放出5度电就很不错了，而且，放电电流越大，放出的电能越少。也就是说，如果夏天开空调（我家变频空调，2台平稳运行时有1000多W），只能用2到3小时，因此，如果想整个晚上都使用电池电量，那么起码得要4组150AH的蓄电池，那是非常不经济的，因为晚上谷电还是很便宜的，如果想多储能，最多安装2组蓄电池，成本6000元，2年多收回电池投资（事实证明，我太乐观了，虽然后来又加了二组铅酸电池，但最后还是按废品处理掉了）。

2kW的太阳能电池板，一般阳光好的日子，基本上可以发电12度电左右，夏天只能发10度左右，因为太阳能板有热衰减问题，因此在白天，基本上可以满足夏天开空调的开销，并且还能有多余的电存储在蓄电池中。

太阳能电池控制器是可以并联使用的，因此，系统扩展性并不成问题，我用的是具有MPPT和物联网功能的控制器，是小厂品牌，质量不是很稳定，四台中，有两台已经返修过了，所以，我没有拍照片，以免广告嫌疑。

2千瓦系统运行了大概三个多月，证明我还是乐观了，夏天这点电还是不够用，于是，又买了2千瓦的单晶板，又花了4000元。

其实，4千瓦在阴雨天也不够用，于是，第二次折腾开始了。

在闲鱼上发现了一种薄膜太阳能发电板，马来西亚生产的，美国品牌，first solar，二手价格和新的单晶多晶板差不多，查资料得知，这种发电板叫碲化镉薄膜光伏板，据说弱光发电和抗阴影能力很强，为了求证是否属实，就又买了40块板子，每块板117.5瓦，共4.7千瓦，加上原来的4.1千瓦，总共有8.8千瓦了。

我们国内也有一家生产薄膜太阳能发电板的公司，叫汉能，但汉能的板很贵，而且单位面积的效率上好像还不太行，比不上first solar，淘宝上也有小厂的薄膜电池板，很便宜，但我不敢买，不知道寿命如何。

因为增加到了8千瓦了，原来的坡面屋顶安装的单晶和多晶需要拆下来移动到露台遮阳棚顶上，薄膜电板安装在东边坡面屋顶上，单晶和多晶安装在西边的遮阳棚上，因为遮阳棚比较高，过了中午12点，遮阳棚的阴影就挡住了东边坡面顶上的薄膜板，但薄膜板抗阴影，所以，需要把薄膜板安装在东边。

这一移，又半条老命没有了。

移动到遮阳棚上的单晶和多晶

坡面上的薄膜电板

太阳能板总算安装完了，接下来要折腾电池了，经过半年多的折磨，我的铅酸电池储电量只剩下一半左右，后悔啊，大电流深度放电是铅酸电池的大忌，这不，陆陆续续买了7200元钱的铅酸电池，半年就报废了，卖废品只值2000来元，血的教训啊。

铁锂电池

灭火器和电池

发电情况，有一个控制器返修去了，所以发电量为零。

从闲鱼上找了家卖基站用二手铁锂电池的商家，载上我的铅酸电池，当废品卖给他，添加点钱，买了16具4850铁锂电池，因为据说铁锂电池有2000次循环寿命，这种基站电池循环次数非常小，也不知道是不是真的，反正比铅酸电池强，花了12000元，加上铅酸电池折价2000元，差不多花了14000元的样子。

安装好后，发现，确实不错，毕竟是二手货，容量参差不齐，大概可以储存35度电，三台空调用一个晚上一点问题都没有。

这中间有一个小插曲，我的6千瓦逆变器，什么都能带得动，但是，我的西门子滚桶洗衣机的脱水功能就是不行，脱水桶速度上不去，估计是功率因素的关系，为此还花了180元买了个示波器，为得就是看看这逆变器的波形到底是什么样的。

品牌逆变器

后来，又在闲鱼上找到了一台基站用的3500瓦（5000VA）机架式逆变器，说是纯正弦波，卖回来用示波器看了一样，貌似确实是正弦波，这台逆变器倒是可以让我的洗衣机正常脱水了，也不知道是不是因为功率因素的原因。

平面地形安装，如果带倾角，得按倾角投影面积和阴影留空区来计算，如果你所处的位置纬度不高，一般5-10度的倾角就够用了，阴影留空区计算如下：

就是说，倾角越大，留空区越长，但是，固定式太阳能板的倾角，对发电效率影响并不大，所以，中低纬度地区，倾角设计成10-30度为佳，可以充分利用土地面积。当然，如果场地够大，倾角就设计成春秋分日的太阳高度角就行了。

10度倾角情况下，一块板的最小占地面积是2平方米，130平方米的场地，理论上可以安装65块板，19.5KW。扣除20%维护空间，大概可以安装16KW左右的太阳能板。

如果需要挡雨，太阳能板就不能用压板安装了，需要在背面用电钻钻孔，用骑马螺丝固定，这样，太阳能板之前的缝隙，可以用防水胶带封死，就不漏水了。

刚刚找到测温枪测一下中午11点多时的温度。

今天气象预报气温是27-34度

朝北的书房空调刚开没多久，温度29度，天花板温度34度

朝南的客厅未开空调，天花板温度也是34度

朝南阁楼，有太阳能板的屋顶温度36度

朝东的坡面屋顶温度，无太阳能板38度

朝南天台地面温度45度

太阳能板背面温度50度。

总结一下经验：

1、根据我的经验，在南方多雨的地区，家庭用离网太阳能发电站，功率在10千瓦左右最合适，晴天每千瓦可以发5-6度电，10千瓦能发50到60度电，按二台空调计算，用储能40度电的电池储存，可以用72小时。因为白天可以直接用发的电，不用储存。这样，晒一天，够阴雨天用二天。

2、千万不要用铅酸电池，也不要用铁锂电池以外的锂电池，铁锂电池虽然比能量小，但安全性比三元锂电池高，价格也比三元便宜。我有二个电池组的二个电芯鼓包了（软包电芯），用针刺破外包装，屁事没有。不过，灭火器还是需要准备的。

3、城市里千万不要安装风力发电，浪费钱。

4、有条件的，逆变器尽量选择基站用的正规逆变器，虽然，淘宝上一些规模较大逆变电源厂生产的逆变器质量还可以，但毕竟比不上正规机架式逆变器。

5、经常检查蓄电池的电芯电压，虽然保护电路很完善，但是，电芯损坏了，也不适宜长时间留在电池箱里进行充放电，以免着火。

6、太阳能电池板尽量串联到100伏左右，这样可以减小太阳能板到控制器之间的电缆的截面积，省钱，也安全，不过，检修时要注意，100伏电压也能电死人的。

7、光伏板的倾角问题，最佳倾角当然应该是春秋分日的太阳高度角，但是，有的时候，没有条件做这么大的倾角，其实，水平安装和最佳倾角安装的效率只差5%到10%左右。没有条件的完全可以水平安装。

8、固定太阳能板的架子，最好的当然是铝合金的，强度和耐腐蚀性能都不错，但是造价太昂贵，不划算，所以，我选择了热镀锌钢材，一定要热镀的，冷镀的寿命不长，搭架子最好全部用不锈钢螺丝，不要用焊接，因为焊接会破坏镀层。拆装也麻烦。

9、太阳能发电板使用多年以后，会有衰减，最大衰减量是25%左右，所以，最好还能预留25%安装面积，供以后扩展用。

10、二手铁锂电池，最终有多少循环寿命，没个二三年时间观察，谁也不知道，从电池的屏幕上读取的参数来看，这种电池只循环了很少的次数，因为基站用这种电池做后备用，停电时才会启动，符合逻辑，但是，毕竟这种退役电池，肯定是有缺陷了，才会退役，所以，需要买个十来个电芯备用着，锂电池不会象铅酸电池，慢慢衰减，锂电池说坏就坏，软包电池坏掉了，一般会鼓包，鼓得跟个气球似的，铁锂电池鼓包了用针戳破包装放气即可取出更换，不会着火。

11、锂电池组对电芯的一致性要求比较高，不然，可能不能满容量充放电，所以，采购来的电芯要分容匹配，业余条件下，不可能用昂贵的分容仪器分容，只需要用内阻仪就可以分容了，一般锂电池，内阻差不多的，容量也不会差很大。

12、微鼓电芯不要采购，这种电池差不多快寿终正寝了。

13、太阳能发电板如果要发挥最大的效率，最好就是一直和太阳光垂直，但这是不可能的，受到地形和成本的限制，不可能全天都能和太阳光垂直，所以，如果条件不允许，可以水平安装，或者小倾角安装，因为和最佳倾角安装相比，水平安装只损失10%左右的效率，还能接受。损失的效率，可以用增加10%的安装量来弥补。

14、太阳能电池板，不要象我一样，搞这么多类型，不太好维护和扩展，我只是喜欢折腾，才安装三种板，如果你不喜欢太折腾，还是安装一种板比较好，单晶，多晶，薄膜，都有自己的特点，安照你所处位置的环境来选择，雨天比较多的用多晶，想长寿命的用单晶，周围高大建筑比较多的选择薄膜，有铝膜反光层防水的屋顶用双面发电板。

15、太阳能板的汇流线缆选择4平方或者6平方的铜线，足够了，但串并联的线，需要用冷压钳做冷压接，千万不要用刺破头的线夹，或者就手工绞接，这个需要运行20年，这种绞接或刺破头的办法不太可靠。

我早就知道，这贴子一出，一定会有很多人问，多少年收回成本？

我想反问，您买的任何一件家用电器，任何消费品，除了房子，您买到过收回成本的东西了吗？

这种发电站，当时安装的初衷，是挡雨隔热，副产品是发电，发电就是赚到了。

退一步说，按年用电量4000元计算，3.5万的投资，年化回报率是11.43%，还有什么理财产品有这么高的收益率？

谢谢观看！

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作者：cxdszyj

本文来源：数码之家