日照时长怎么计算(分布式光伏系统常见问题问答？)

Posted 2023-05-28

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日照时长怎么计算(分布式光伏系统常见问题问答？)

1、什么是光伏发电？什么是分布式光伏系统？

光伏发电是指利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转变成电能的发电方式。

分布式光伏系统是指在用户场地附近建设，一般接入低于35kV及以下电压等级的电网，所发电以就地消纳为主，且在配电系统平衡调节为特性的光伏发电设施。分布式光伏系统的运行方式有“自发自用、余电上网，全额上网”两种方式。自发自用、余电上网是指分布式光伏发电系统所发电力由电力用户优先使用，多余电量接入电网；全额上网是指分布式光伏发电系统所发电力全部接入电网。

2、什么是户用分布式光伏系统？

户用分布式光伏系统是指利用自然人宅基地范围内的建筑物，比如自有住宅，以及附属物建设的分布式光伏系统。户用分布式光伏系统通常具有安装容量小，低电压等级并网，备案及并网流程简化等特点。

户用分布式光伏系统

3、光伏电池是怎么发电的？

光伏电池是一种具有光－电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是借助于在晶体硅中掺入某些元素（例如：磷或硼等），从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下，具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端形成电动势，当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。

光伏电池发电原理

4、户用分布式光伏发电系统由哪些部件构成？

户用分布式光伏发电系统由光伏方阵（光伏方阵由光伏组件串并联而成)、光伏逆变器、光伏支架、光伏并网箱、控制器（可选）、蓄电池组（可选）、交直流电缆等部分组成。

5、什么是“自发自用，余电上网”？

“自发自用，余电上网”是户用分布式光伏发电的一种消纳模式。对于这种模式，光伏并网点设在用户电表的负载侧，需要增加一块光伏反送电量的计量电表，或者将电网用电电表设置成双向计量。用户自己直接用掉的光伏电量，以节省电费的方式直接享受电网的销售电价；反送电量单独计量，并以规定的上网电价进行结算。

自发自用，余电上网

6、什么是“全额上网”？

“全额上网”是户用分布式光伏发电的一种消纳模式。对于这种模式，光伏并网点设在用户电表的电网侧，光伏系统所发电量全部流入公共电网，并以规定的上网电价进行结算。

全额上网

7、如何向电网公司申请户用分布式光伏系统并网接入？

在准备好相关资料后，向电网公司地市或县级客户服务中心提出接入申请，客户服务中心协助项目业主填写接入申请表；接入申请受理后在电网公司承诺时限内，客户服务中心将通知项目业主确认接入系统方案；项目建成后业主向客户服务中心提出并网验收和调试申请，电网企业将完成电能计量装置安装、购售电合同签订、并网验收及调试工作，之后项目即可并网发电。

8、户用分布式光伏系统如何备案，应准备哪些材料？

目前涉及自然人的户用分布式光伏系统的申请一般是由电网公司代替自然人统一提出备案申请，并由电力部门提供电力接入意见，地方供电公司在接到备案申请和电力接入意见后，向当地能源主管部门备案。在准备材料方面，应包含以下材料：

（1）申请人有效身份证明，包括居民身份证、临时身份证、户口本或其他有效身份证明文书等；

（2）电站地址权属证明，包括房屋产权所有证（购房合同或乡镇及以上政府主管部门出具的土地使用证明）；

（3）客户承诺书；

（4）地方政府根据有关规定要求提供的其他材料。

光伏用电示意图

9、光伏阵列安装倾角由什么决定？

光伏阵列的安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定，由于安装条件限制，组件安装倾角不能达到最佳时可适当调整角度，非朝南的屋顶发电量会受到较大影响。

省会城市纬度及最佳倾角

城市	纬度ф	最佳倾角	城市	纬度ф	最佳倾角
哈尔滨	45.68	ф+1	杭州	30.23	ф-5
长春	43.90	ф+1	南昌	28.67	ф-9
沈阳	41.77	ф+1	福州	26.08	ф-7
北京	39.8	ф+1	济南	36.68	ф-2
天津	39.10	ф+1	郑州	34.72	ф-3
呼和浩特	40.78	ф+1	武汉	30.63	ф-6
太原	37.78	ф+2	长沙	28.20	ф-8
乌鲁木齐	43.78	ф+1	广州	23.13	ф-4
西宁	36.75	ф+4	海口	20.03	ф-5
兰州	36.05	ф+2	南宁	22.82	ф-6
银川	38.48	ф+1	成都	30.67	ф-9
西安	34.30	ф-2	贵阳	26.58	ф-10
上海	31.17	ф-5	昆明	25.02	ф-6
南京	32.00	ф-4	拉萨	29.70	ф+6
合肥	31.85	ф-5

10、光伏阵列的朝向如何确定？对发电系统有何影响？

由于影响光伏发电的主要原因为日照量，所以组件安装时应向阳光最充足的方向安装。不同安装角度对光伏组件的发电效率亦有影响。下图展示了中国南方某城市光伏组件各朝向的不同效率。（注意：不同地点和不同气候条件下，不同朝向的光伏电池发电效率是不同的。)

光伏阵列的朝向

11、如何估算户用分布式光伏系统的发电量？

要估算光伏发电系统的发电量，需要知道系统安装当地的峰值日照时数（将光伏组件面上接收到的太阳能总辐射量，折算成辐照度1000W/m2下的小时数），系统效率，系统安装容量。

例如10kW的光伏并网系统，安装地点为北京，峰值日照时数为4小时，光伏并网系统效率约为80%，所以该系统日发电量计算公式=组件安装容量×峰值日照时数×系统效率=10×4×0.8=32kWh，约为32度电。

12、‘户用分布式光伏系统并网后，怎么区分家里当前用的电是来自电网还是自己家的太阳能电池组件？

在户用分布式光伏系统安装完成后，电网公司会进行并网的检验验收，验收合格后会在业主家安装两块电表（或双向电表，后面有描述），两块电表会分别对光伏系统的发电和市电的用电量进行独立计量。最简单的办法是看电表，只要光伏系统端电表走字，就是在使用光伏电池组件发的电。

13、安装后如果连续阴雨或者雾霾，光伏发电系统还会工作吗？会不会电力不足或者断电？

光伏电池组件在一定弱光下也是可以发电的，但是由于连续阴雨或者雾霾天气，太阳光辐照度较低，光伏系统的工作电压如果达不到逆变器的启动电压，那么系统就不会工作。户用分布式光伏系统与配电网是并联运行的，当户用分布式光伏系统不能满足负载需求或由于阴天而不工作时，电网的电将自动补充过来，不存在电力不足与断电问题。

14、冬天天冷时会不会电力不足？

光伏系统的发电量的确受温度的影响，直接影响因素是辐照强度和日照时长以及太阳电池组件的工作温度。冬天难免辐照强度会弱，日照时长会短，一般发电量较夏天会少，这也是很正常的现象。但由于户用分布式光伏系统与电网相连，只要电网有电，家庭负载就不会出现电力不足和断电的情况。

15、可以将白天户用分布式光伏系统所发的电力储存起来用作夜晚照明吗？

可以将白天户用分布式光伏系统所发的电力储存起来用作夜晚照明，这需要添加控制器和蓄电池等电器元件。白天控制器将光伏所发电力储存在蓄电池中，晚上控制器将蓄电池所储电力释放出来供照明使用。在没有储能设备的情况下，如果电网断电，系统将停止工作，但是若把其中的并网逆变器换成智能微网逆变器（并网与离网混合逆变器），系统依然可以正常运转。

16、与建筑结合的户用分布式光伏系统如何防雷？

雷电主要分为两种危害：直接雷击和感应雷击。

直击雷的防护在高大的建筑物上设立金属避雷入地导线，可将巨大的雷雨云层电荷释放掉。

间接雷的防护：在光伏系统中加入防雷器，也就是在逆变器、电表箱等电器设备中增加防雷模块，用以防护间接雷击。

17、什么是双向电表？为什么需要双向电表？

双向计量电能表就是能够计量用电和发电的电能表。功率和电能都是有方向的，从用电的角度看，耗电的算为正功率或正电能，发电的算为负功率或负电能，该电表可以通过显示屏分别读出正向电量和反向电量并将电量数据存储起来。

安装双向电表的原因是由于光伏发出的电存在不能全部被用户消耗的情况，而余下的电能则需要输送给电网，电表需要计量一个数字；在光伏发电不能满足用户需求时则需要使用电网的电，这又需要计量另一个数字，普通单块电表不能达到这一要求，所以需要使用具有双向电表计量功能的智能电表。

18、户用分布式光伏系统的寿命有多长？

系统关键设备光伏组件一般提供25年以上的功率质保，维护得当的系统使用寿命可以超过25年，在全球光伏应用市场，使用超过30年的光伏电站应用也不少见。

19、导致光伏发电系统效率下降和损失的主要因素有哪些？

光伏发电系统效率受外界影响有所损失，包括遮挡、灰尘、组件衰减、温度影响、组件匹配、MPPT精度、逆变器效率、直流和交流线路损失等，如下图所示：

光伏发电系统效率下降和损失的主要因素

20、清洁光伏组件时用清水冲洗和简单的擦拭就行吗？用水擦拭的时候会不会有触电的危险？

为了避免在高温和强烈光照下擦拭组件对人身的电击伤害以及可能对组件的破坏，建议在早晨或者下午较晚的时候进行组件清洁工作，建议清洁光伏组件玻璃表面时用柔软的刷子、干净温和的水，清洁时使用的力度要小，以避免损坏玻璃表面，有镀膜玻璃的组件要注意避免损坏镀膜层，或者联系专业运维商，由运维商采用专业的清洗工具对组件进行全方位清洗。

21、光伏组件上的房屋阴影、树叶甚至鸟粪的遮挡会对发电系统造成影响吗？

光伏组件上的房屋阴影、树叶甚至鸟粪的遮挡会对发电系统造成比较大的影响，每个组件所用光伏电池片的电特性基本一致，否则将在电性能不好或被遮挡的电池片上产生所谓热斑效应。一串联支路中被遮挡的光伏电池片，将被当作负载消耗其他有光照的光伏电池片所产生的能量，被遮挡的光伏电池片此时会发热，这就是热斑现象，这种现象严重的情况下会损坏光伏组件。为了避免串联支路的热斑，需要在光伏组件上加装旁路二极管，为了防止并联回路的热斑，则需要在每一路光伏组串上安装直流保险。即使没有热斑效应产生，光伏电池片的遮挡也会影响到发电量。

22、为防止光伏组件遭重物撞击，能不能给光伏阵列加装铁丝防护网？

不建议安装铁丝防护网，因为给光伏阵列加装铁丝防护网可能会给组件局部造成遮挡，形成热斑效应，对整个光伏电站的发电效率造成影响。另外，由于合格的光伏组件均已通过冰球撞击实验，一般情况下的撞击不会影响组件的性能。

23、雷雨天气需要断开光伏发电系统吗？

户用分布式光伏系统都装有防雷装置，所以不用断开。为了安全保险，建议可以选择断开电表箱的断路器开关，切断与光伏组件的电路连接，避免防雷模块无法去除的直击雷产生危害。运维人员应及时检测防雷模块的性能，以避免防雷模块失效所产生的危害。

24、户用分布式光伏系统能抵抗冰雹的危害吗？

户用分布式光伏系统中的合格组件必须通过CGC、CQC或TUV等检测认证，一般正面最大静载荷（风载荷、雪载荷）5400Pa，背面最大静载荷（风载荷）2400Pa和直径25mm的冰雹以23m/s秒的速度撞击等严格的测试。因此，一般情况下，冰雹不会对光伏发电系统带来危害。

25、光伏发电系统对用户有电磁辐射危害吗？

光伏发电系统是根据光生伏打效应原理将太阳能转换为电能，无污染、无辐射。逆变器、电表箱等电子器件都通过EMC（电磁兼容性）测试，所以对人体没有危害。

26、一般家庭需要投资多少钱才可以安装和使用该产品？要是安装使用后一般要多长时间才可以收回成本？

家庭用户安装户用分布式光伏系统，需根据自身需求选择，由于系统设备、功能、品牌及服务不同，投资成本也不同，一般约为3.7-3.9元/W（按2021年平均水平）。根据各地区光照条件、上网电价、地方补贴的不同，一般8~10年既可以回收成本。随着系统成本下降，回收成本年限会缩短。

我国户用光伏的平均年发电利用小时数在1000-1500小时不等（各地根据光照资源情况不同，会有差异）。具体投资和电站收益根据建设模式不同而有所差异，以江苏省某20kW电站，年发电1250小时计算，每年发电量为25000度，收益举例如下：

1. 全款购模式（用户自投）电站，有两种获得收入的方式：

（1）光伏所发电量全部卖给电网（全额上网模式），获得卖电收益：一年总收益为9775元=上网电价0.391元/度×全额上网电量25000度。

（2）光伏所发电量优先自用，用不完的再卖给电网（自发自用，余电上网模式），此时收入为省下来的电费和卖电收益两部分，因用电价格高于上网电价，因此该模式下总收益会高于全额上网模式：

假设用户每年光伏发电自用电量600度，其他电量全额上网，则一年总收益为9840元=用电价格0.5元/度×自用电量600度+上网电价0.391元/度×上网电量（25000度－600度）。

2. 合作开发模式，用户不需出资，提供其屋顶，享有固定收益：按20kW电站安装40块500W组件计算，每块组件每年享受50元收益，则客户年收入为2000元。

3. 光伏贷/融资租赁模式，用户通过融资购买设备，发电收益优先偿还贷款/租金及支付每年的电站运维费用，盈余部分则为用户收益。按以上20kW全额上网电站，采用光伏贷模式举例：银行15年期贷款利率5%，还款方式等额本息，贷款单价3.5元/W，总贷款金额7万，其平均每年发电收益为9775元，扣除每年等额本息6600元及运维费用1200后，在贷款周期15年内每年盈余约1900元，在25年电站周期内其总收益为114300元。

27、安装户用分布式光伏系统有哪些开发模式？

1.合作开发模式：用户提供其合法持有的屋顶、企业提供电站开发所需的系统设备，双方合作建设电站。该模式用户不出资、不承担主观损毁外的其他责任，享有固定收益；企业提供系统设备并负责勘察设计、安装调试、运维运营等服务。

2.光伏贷与融资租赁模式：用户通过银行或融资租赁公司的贷款向企业购买设备，并以委托企业设计、安装或运维的方式建设电站。该模式用户承担还贷责任，还贷后剩余发电收益归用户；企业提供系统设备并负责勘察设计、安装调试、运维运营等服务。

3.全款购模式：用户用自有资金向企业购买设备并委托企业设计、安装或运维的方式建设电站。该模式用户通过自有资金建设电站并享有全部收益；企业提供系统设备并负责勘察设计、安装调试、运维运营等服务。但全款购对电站品质要求高，如电站品质差将直接影响电站收益导致回本周期变长。