全寿命成本:光伏电池

彼得•梅尔

光电可以帮助降低能源成本,
以及减少二氧化碳排放。
《构建人生计划》的彼得·梅尔研究了
光伏系统的选择和全寿命成本

规范的选择


最简单的光伏系统被设计成直接为建筑提供电力。这可能是直流电(DC)或与逆变器相结合,将直流电转换为交流电(AC)。

更复杂的系统包括储存能量或与电网相连的电池。在后一种情况下,输入电网的多余电力可能会产生收入。设备还可以包括电源控制器,电网保护装置和仪表。

商用光伏系统的基础是硅电池,它能将日光转化为电能。电池的效率、外观和成本各不相同。

有机硅细胞类型


单晶硅是由单晶硅切割而成的电池。它们有统一的蓝黑色外观;13 - 17%的效率;25 - 30年预期寿命。多晶硅是指从由许多硅晶体组成的铸块上切下来的电池;表面光亮,效率12 - 15%,预期寿命20 - 25年。

单晶硅和多晶硅电池通常被构建成模块,夹在低铁玻璃和金属、塑料或玻璃的背衬层之间。

硅电池用乙烯-醋酸乙烯(EVA)或透明树脂封装。较大的模块可能成本较低,因为布线和框架成本较低,但额外的重量可能增加安装成本。

薄膜非晶硅,又称三结薄膜硅,是由沉积三层不同的非晶硅而成;硅层压在金属和玻璃或塑料之间,具有弹性,适用于屋顶膜或瓦- 5 - 8%的效率和15 - 20年的预期寿命。

硅电池通常是蓝黑色的。其他颜色也有,但价格更高,效率更低。

模块效率比电池效率低1%左右。由于风化的影响,光伏系统的能量输出随着时间的推移趋于下降。通常制造商的报价是在10 - 12年内减少产量不超过10%。

符合IEC 61215的pv保证了在恶劣条件下的性能,包括-40°C到85°C的温度变化、冰雹冲击、高温和相对湿度、局部阴影、2400 Pa的静载荷和高达200公里/小时的风载荷。

应用程序和位置


影响光伏系统成本和效益的因素:
•位置:偏南的位置通常能接收到更多的太阳辐射
•天气:云量少、温度低的地区产出高
•邻近树木或建筑物的遮阳将减少产量
•外观:朝南是最有效的
•倾角:最佳的电池倾角取决于纬度。在伦敦,最佳倾斜度是30度,在苏格兰大约是40度
当光伏组件用于墙壁或屋顶覆层时,光伏系统的成本可以抵消传统覆层的成本。对于给定的输出,较大的模块提供较低的成本,通常以峰值瓦数(Wp)衡量。

设计


框架,安装和固定组件应该具有与光伏单元类似的耐久性,通常是铝制和三元乙丙橡胶垫圈。设计应确保固定装置和框架能够承受预期的风荷载,并提供维护。要清洁PV表面,存取可能是重要的,因为灰尘积累导致产量下降。

系统的设计应包括通风,以防止电池过热。在25°C以上,电池温度每升高2°C,输出量就减少约1%。

在白天直接使用太阳能发电的情况下,光伏系统是最有效的,整个建筑的综合方法应用到设计中。

规范的选择

资本成本
£/成为朝鲜劳动党
60年净现值£/kWp 使用寿命
单晶
单晶硅基模块符合IEC 61215,标称额定值150W。 7000年 13700年 25 - 30
多晶
多晶硅基模块符合IEC 61215,额定功率130W。10米2屋顶面积 5800年 11740年 25 - 30
多晶硅基模块符合IEC 61215,额定额定值65W 6200年 13340年 20 - 25
多晶硅面板与屋顶瓦或石板集成。光伏瓦面积8m2 6500年 13870年 20 - 25
薄膜
薄膜非晶硅光伏电池到iec61646集成单层膜屋面系统。屋顶面积35米2 7000年 17140年 15 - 20

表记录


•成本是基于名义输出5kWp的安装。铝安装和框架,钢化低铁玻璃,EVA封装,除非另有说明。系统与电网相连。

•寿命周期成本包括清洗、检查、电气检查、小修和部件更换的平均范围。

•3.5%的贴现率用于计算净现值。

•成本是平均值。

首次出版于建筑2006

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