中国是世界第二大用能国家，据统计，煤炭消耗排在世界第一位，石油的消耗排在世界第二位，清洁可再生能源的消耗却远远落后于发达国家。同其他多种可再生能源相比，太阳能光伏发电具有清洁性、安全性、应用的广泛性、确实的长寿命和免维护性、充足性及经济性，这些无可比拟的优点，已经为愈来愈多的国家政府和企业界所认识，许多发达国家纷纷制定光伏发电发展规划，如美国的“百万屋顶计划”，日本的“新阳光计划”等等，21世纪，世界太阳能光伏发电将会具有良好的发展前景。

21世纪则是太阳能的世纪。伴随着太阳能产业的加快发展，太阳能应用特别是太阳能照明应用的步伐明显加快。太阳能比其它可再生能源更具优越性，是取之不尽、用之不竭的、无污染、人类能够自由利用的清洁能源，太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于500万t煤，40min内投射到地球表面的能量相当于全世界每年消耗能量的总和。

1 主要研究内容

太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区;在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

2 工作原理

太阳能光伏发电的最核心器件是太阳电池。现有大部分城市白天与黑夜都会出现用电峰谷差，供电公司只有通过压低产能来平抑峰谷差，因此，利用太阳能光伏发电在白天发电储存起来或者直接输送到电网的优势，可以有效的平抑电网峰谷差。当然，问题是住宅小区内的太阳能光伏发电规模较小，需要大量小区同时运用即可以扭转电网峰谷差的现象。这就是美国的“百万屋顶计划”，日本的“新阳光计划”等项目的理想结果。本项目具体过程为：在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。通过充逆变器将白天发的电输一部分送到电网中，将由光能转换而来的电销售给电网公司，另一部分储存在蓄电池中。晚上，直接运用输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。系统白天发电输入电网，可以有效的缓解电网白天电力不足的“电峰”情况，而黑夜中利用电池中的直流电直接供应直流LED照明灯具，大大提高了用电效率，减少电力从交流转换为直流的损失。

3 组成部分

光伏系统是由太阳能电池方阵，免维护铅酸铅酸蓄电池组、充放电控制器，逆变器，交流配电柜、自动太阳能组件除尘系统等设备组成。

泰安奥林匹克花园五期工程采用独立供电的光电互补装置，当连阴天时间长了后，可以用市电补充，天气在正常情况下(2-3个连阴天)内，不用市电供电。室外一、二、三、五期照明采用直流24VDC供电方式，按照原有的会所内部经过逆变器逆变后交流220VAC供电。楼顶上是采用180W，34V的工作电压的单晶硅电池板，8个串联成18串后进入汇流箱并联，每一串电池板串联一个30A/1200V防回流二极管，这样共需要144块180Wp的太阳能电池板，共计25920Wp。

前南墙立面上安装100Wp非晶硅太阳能电池板，100V的工作电压，3个串联后并联，共32串，进入汇流箱，共计96块非晶硅电池板，共计9600Wp。蓄电池采用1500AH/2V的胶体蓄电池120块、逆便器24VDC-380VAC逆变器一台、需要200A/400V的控制器一台。

太阳能光伏电站是利用太阳能的光生伏打效应原理，把太阳光能转换为电能，经过蓄电池储能，直接逆变成交流电供给地下停车场照明、园区室外照明、草坪灯、路灯、广场灯或其它负载。主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器、逆变器、光电互补系统、光散定时控制器组成，日照时，太阳能电池方阵发出电经过控制器给蓄电池充电，用电时通过逆变器将电能转换为交流电供给负载，当太阳能发电电力不足的情况下，由电网直供负载。

系统运行2年来一直稳定，根据运行测试结构，电力在白天基本实现楼内公共照明自用，不满足部分由电网供给，光伏发电保证率可以达到40%以上。室外公共照明灯具电力全部由电池供给，即使在今年发生连续雨天7d的情况，为发现电网向电池充电情况发生，这表明单晶光伏发电板的“弱光”发电能力十分优秀。

4 经济效益与社会效益

根据运营一年后的测试结果和工程当地的年度平均日照时间，我们可以得出经济效益和社会效益分析：

(1)太阳能发电的主要特点是：采用高效率单晶体硅太阳能电池片，转换效率高;使用寿命长：≥25年，衰减少;采用高透光率钢化玻璃封装，透光率和机械强度高;无人值守，免人维护;初期投资较大。

(2)经济效益：按山东泰安市平均日照时间4.5h计算，总发电量：35520×4.5×365=58342KWH如前所述，奥园采用的是综合节能技术，公共照明采用LED灯，节省电量2/3，该光伏电站所发电量，根据实际运行来看，满足了设计和使用要求，经济效益较明显。

(3)社会效益显现：据统计，每安装1KW太阳能光伏发电系统，每年可减少CO2排放量2000kg，按25年计算：35.5×25×2000=1775t，折合减少1775t的CO2排放量，社会效益显着。

5 结束语

在经济效益和社会效益都具备的条件下，太阳能光伏发电技术在住宅中可以大力发展。技术运用中根据实际情况，选用适合当地情况的离并网形式可以提高发电效率，减少用能浪费。国家能在推广使用绿色能源的初期，在太阳能发电使用政策上给予倾斜和鼓励，推行太阳能与建筑一体化技术，把太阳能用在更多更广的场所。太阳能光伏发电技术在住宅中大量运用的明天即将到来。 

原标题：太阳能光伏发电独立系统在住宅中的应用