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如果不能逃离城市 就把城市变成森林!—— 亲身体验建设家庭光伏离网发电站

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发布者:自然之友 | 日期:2014-02-21 15:32:49 | 浏览次数:12784

转自 黑客老鹰 新浪博客:http://blog.sina.com.cn/s/blog_49be48640101g3zf.html

去年我报名参加了著名环保组织自然之友发起的北京“宜居要好房,好房要节能”低碳家庭活动,这是一个宣称要邀请全民身心首脑多管齐下同参与,共同打造史上最给力的住宅节能活动:活动期间,自然之友将以开展竞赛的方式,邀请公众参与到活动中来。自然之友将从中甄选出25户家庭,在此后一年的时间内,协助这些家庭进行低碳节能改造,并测量其家庭能耗值,帮助其实现节能30%的目标。自然之友将教授参与家庭基础节能知识与技巧,并开设系列节能课程,邀请专家为其量身打造居家节能改造方案,按实际状况提供最高10000元人民币的住宅节能改造补助经费。活动结束的时候,自然之友还将从25户家庭中选出年度最佳节能家庭和年度最富创意节能改造,另颁发奖金。

笔者本是用技术支持公益的跨界宅男,这近水楼台先得月的美事自然不会落后的。在2007年砸锅卖铁购置现在的楼顶复式住宅的时候,就是冲着未来可以在楼顶折腾许多好玩的酷酷的梦想。比如阳光房里的小生态空中花园,可睡可卧可娱乐的榻榻米空间。不过随着投入的各类电子设备日益增多,喜欢随手关灯的老人家对家庭日益增长的电费开支也开始有了唠叨,诸如浪费啊不节约啊等等(夏天用电高峰期最高可达1000度/月,现在如果按阶梯电价计算可就要1200元/月了)。那时候我就萌生了使用太阳能发电的夙愿(太阳能热水器2007年装修时就部署了,现在已收回投资还有收益啊),只是对电力系统的复杂性多少还是清楚的,所以一直没有机会下手。

整个计划是分步进行的,准备工作包括:优化现有阳光房的屋顶花园,在阳光房顶相关地区铺设防腐木栅格,测算承重和风力,检查防水。工程开始后,第一步是先更换所有照明光源,淘汰耗能高的白炽灯甚至还是稍显费电的节能灯,基本上将所有灯泡都更换成了3W到5W的LED, 减少照明用电(而大家电只能逐步淘汰更换啦)。第二步是对日常开启较多的设备和电器进行电量功耗测试,以确定家庭太阳能电站的设计容量/总功率(测电器可要用专业点的哦,北电的不错,之前在京东上买的山东力创的有电容设计缺陷,出现持续掉电故障毁了我两台路由器),也对相关设备和电器的功耗有了准确的计量认识,便于设计以后的用电时间规则和策略,在此期间开始学习光伏发电的相关知识和熟悉相关产品,如逆变器、太阳能电池板、蓄电池、控制器等,当然,也少不了要了解相关价格(当然,不代表你就因此不会被坑^-^)。第三步呢,就是考虑选择方案问题了。

2006年日本家庭发电站就已达到60万。上海市曾提出10万个太阳能屋顶计划,但实施10年后却依然响应者寥寥。据说北京目前也只有70余户,当然,导致这一计划失败原因很多,但发电容易卖电难可以说是最重要的因素。我在之前也是趋向采取并网方式的,但后来同样参加活动的一位成员在物业、电网之间几经奔波受挫之后(央视还有报道,最荒唐的是卖电给电网需要个人开具有售电资质的增值税发票),我决定先选择离网电站方式(虽然这因为增加蓄电池等投入成本而导致投资增大,但客观上我多了一个旁路优先模式,也就是我也可以把太阳能电站当成一个大UPS来用)。


接下来就相对简单了,选择电池板、逆变器、控制器、蓄电池,测量计算实施部位的承重、安全性以及电路走向方式,最后,结合第二步中实测的设备功耗选择太阳能的接入线路。考虑到初始投资和可利用屋顶面积(我这次先选择在阳光房上部署8块大约18平米的太阳能电池板,还有基于减少阳光房光照为夏季阳光房降温的考虑),所以最终确定修建一个2000瓦的离网太阳能电站。设计原则为:1、光伏独立发电系统和市电切换结合。2、太阳能发电为主电源,市电为辅助电源。3、解决家庭照明、电视、洗衣机、电脑、鱼缸、阳光房循环水泵等常用家庭电子设备的用电(冰箱在我家属于厨房电路,通过测算,以及逆变器的功率和成本,厨房和空调插座没有接入电站)。设备配置为:1、太阳能电池板采用多晶250Wp单片安装,共8片。功率总计2000Wp。2、蓄电池数量4只,每只容量12V-150AH(伟博AGM12-150)。3、逆变器交流输出总功率为3000VA。

家庭太阳能电站的实施其实并不复杂,在专业公司的帮助下,主要是安装太阳能电池板和从屋顶重新走线并入家庭配电箱花费一些时间,基本2-3天就可实施完毕。接下来就是每天固定时间对着双向计量表进行统计,看看发电实际使用量和自己的估算差异,最好当然是能发多少就能用多少啦。专业的逆变器一般都可以提供通讯协议以通过电脑对其进行监控和简单管理,对于程序猿来说这显然是必须的:


但特别要提醒的是,一定要对逆变器的负载和与市电切换做仔细的实际测试,比如短路或电涌冲击可能让逆变器进入过载保护而产生非零切换(包括连续阴雨天蓄电池耗尽太阳能电站是否可以顺利切回市电模式,我家的电站就在实际实施测试中发现逆变器厂家将参数写死导致实际环境与其设置不匹配无法更改而发生的非零切换故障),所以我后来还将所有插线板,特别是花园鱼缸的水泵插电板都更换了。

再后来呢,当然就是体验长明灯的快意了,以后也再不用看老太太眼色“随手关灯”了,以前老惦记着别忘记给电卡充值的揪心也自然没有了。不知道电网那头如果有大数据分析的话,我这从耗电大户突然变成用电小户(理想状态每月大约只有不到200度电了,厨房冰箱、厨宝因启动功率大暂未接入太阳能。北京实施阶梯电价,一级电价是240度/户/月,一刀切不考虑常住人口不近合理)算不算异常行为,改天还要上门探访检查?当然,假若意外停电时万家齐暗我却一室通明的沾沾自喜也是免不了的。

“如果不能逃离城市,就把城市变成森林。” 是我在电站主机上贴的宣言,屋顶有了太阳能的电力供应,接下来,屋顶物联网智能绿化种植的工程就会在明年开始了。

最后再说点唠叨的话:而前不久中欧光伏"价格承诺"协议正式生效,在"量价受限"的条件下,欧盟将不对中国光伏产品征收反倾销税,中欧光伏贸易争端暂时划下句号,但量价齐限势必倒逼中国光伏产业转型升级。发展分布式光伏发电对调整能源结构、推进能源生产和消费革命的意义非常明显,国家相关部门也是连续出台措施,投入资金,但分布式光伏发电进展始终不尽人意。国务院关于促进光伏产业健康发展若干意见中也明确指出,大力开拓分布式光伏发电市场,关键在于探索相应的电力管理体制和运行机制,也就是说,用垄断行业和企业的"减法"换取市场活力的"加法",经济发展潜才能得以释放。目前来看,我的“白鼠实验”并不是最佳的方案,投资也相对较大。衷心期望光伏产业能早日突破,让每一户有条件的家庭屋顶上都绽放无穷商机和社会创新。


图: 我的低碳智能家庭全景图(局部)

附:相关组件产品资料


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