国家能源局报送的整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案旨在推广屋顶光伏电站,以实现能源的可持续利用和减少对化石燃料的依赖。该方案提出了一系列措施,包括政策支持、财政补贴、技术指导和项目监管,以鼓励地方政府和企业积极参与光伏电站的建设与运营。这一举措预期将促进清洁能源的发展,提高能源效率,并有助于实现碳中和目标。
一、学校建设光伏电站的政策支持
2021年6月,国家能源局发布《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,明确参与试点的县(市、区)的学校建筑屋顶需确保光伏发电的安装比例不低于40%,这一政策推动了“光伏 + 学校”模式的发展,使得学校光伏电站成为推动学校绿色低碳转型的重要方向。
二、已建设光伏电站的学校案例
- 高校案例
- 北京大学:有北大首座光伏实验电站。
- 清华大学:建有清华大学中意环保能源楼光伏电站。
- 北京交通大学:建设了300KW光伏电站。
- 浙江农业大学(浙江农林大学):光伏电站每年可发电101.7万度。
- 山东建筑大学:拥有1MW光伏电站。
- 南昌大学:建成500KW光伏电站。
- 上海电力大学:其2061KW屋顶光伏项目,光伏装机容量为2061千瓦,光伏板遍布校园23幢建筑屋顶,总面积达2万平方米,每小时能够发电2000度,全年发电量约49万度电。
- 黄河科技学院:100KW光储一体化项目,该项目是能源供应设施也是实践教学重要基地,专注于新能源发电与微电网方向研究的学生可在此参与运维管理,深入了解光伏储能技术原理和应用,提升专业技能,为职业发展打基础。
- 中学案例:南开中学建设了屋顶光伏项目。
- 上海浦东七所学校:建设光伏电站后,每年可发电221.03万度,节约标准煤666.41吨,减少CO?排放1830.14吨,相当于种植数万棵树木,还能减少SO?排放0.22吨,减少NO?排放0.336吨。此外,横岭小学利用教学楼空闲屋顶搭建28.8kW的电站,2018年1月1日采用全额上网模式成功并网,年平均发电量约四万千瓦时左右;海口经济学院3兆瓦光电建筑一体化示范项目,利用校园闲置屋面安装太阳能光伏发电系统,总装机容量3兆瓦,建成后平均每年可发电390万度,同比火电每年可节约标煤1320.5吨,并减少多种大气污染物排放。
三、学校建设光伏电站的好处
- 绿色能源:光伏电站利用太阳能发电,不会产生二氧化碳和其他污染物,是清洁能源形式。学校建设光伏电站可减少对传统能源依赖,为环境保护做贡献。
- 节约能源费用:可将太阳能转化为电能供学校使用,减少对电网依赖,节约的资金可用于其他教育和学生发展项目。
- 教育意义:为学生提供实践学习机会,使其了解太阳能发电原理和应用,在设计、建设和维护光伏电站过程中培养创新和解决问题能力。
- 可持续发展示范:学校建设光伏电站是对可持续发展的积极响应,可成为社区可持续发展示范,带动更多人关注和采用可再生能源。
- 减少电力短缺风险:增加当地电力供应,在电力短缺或故障时,学校可依靠光伏电站提供稳定电力供应,保证正常运转。同时,采用自发自用、余电上网模式,有助于削峰填谷,引导学生树立生态意识,主动践行生态行为。
- 场地和信誉优势
- 学校拥有广阔屋顶,结构好,用电量稳定,且所处地区日照稳定,太阳能资源丰富。
- 学校有较多教室或寝室可作为储能蓄电池室和控制室。
- 学校作为政府教育机构,信誉度良好,土地产权明确,运营稳定,几乎不存在分布式光伏电站的存续风险问题。
四、学校光伏电站的发电量计算
光伏电站的发电量主要取决于光伏组件的装机容量、太阳辐射量以及光伏系统的效率。计算公式为:发电量 = 装机容量×峰值日照小时数×系统效率。
- 装机容量:指光伏电站安装的太阳能电池板的总功率,单位为千瓦(kW),可通过查看光伏组件铭牌参数或设计方案确定,也可用鹧鸪云光伏软件输入面积算出。例如,1MW的光伏电站,装机容量为1000kW。
- 峰值日照小时数:在标准测试条件下(1000W/㎡的太阳辐射强度、25℃的电池温度),太阳能电池板在一天内接收到的太阳辐射能量相当于1000W/㎡的小时数,与地理位置、季节、天气等因素有关,可查询当地气象数据或使用太阳能辐射监测设备获取,也可登陆鹧鸪云的仿真系统输入光伏电站坐标获取日照时长。
- 系统效率:受光伏组件效率、逆变器效率、电缆损耗、灰尘遮挡、温度影响等多重因素影响,一般在70% - 85%之间,可通过实际测量或参考厂家提供的技术参数确定。
五、学校光伏电站的运维管理
- 检修维护
- 是光伏组件和设备正常运行的关键环节,要对电站设备定期巡检,发现故障及时维修或更换,确保设备正常运行。
- 定期进行系统检测,检查电池板、逆变器和电缆等设备的工作状态,及时解决电池板老化、电缆断裂等问题。
- 安全管理
- 建立健全安全管理制度,明确责任人和工作流程,确保安全工作有序进行。
- 加强对设备和系统的安全监测,及时发现并处理潜在安全隐患。
- 对电站人员进行安全培训,提高员工安全意识和应急处理能力,确保突发情况下能及时有效处理。
- 运营管理
- 建立运营管理制度,明确运营目标和工作指标。
- 定期收集和分析电站运营数据,及时发现问题并采取相应措施。
- 加强与电网的联动,实现电站与电网的互补运行,提高发电效率和供电质量。
- 环境保护
- 建立严格的环境保护制度,合理利用资源、减少污染排放。
- 定期监测电站周边环境,确保光伏电站运行对环境影响在可接受范围内。
- 积极开展环境宣传教育,提高社会公众环保意识和参与度。
六、学校建设光伏电站的安全性
- 关于污染与辐射:光伏电站由光伏组件、光伏逆变器、光伏支架以及光伏线缆等构成,光伏组件接受太阳光产生直流电,光伏逆变器将直流电转变为交流电,这个过程都不会产生污染,逆变器辐射比家里电视小得多,光伏支架也无污染和辐射。
- 光伏电站安装屋顶是否会漏雨:光伏支架安装采用顶上顶方式,不会对屋面原有防水进行穿孔、破坏,压块采用预制构件,不会现场浇注,避免了对屋面防水层的硬性破坏。
- 光伏电站是否会压坏屋顶:专业的光伏企业或安装公司在电站设计时会依照《建筑结构荷载规范》,充分考虑屋顶的固定荷重、风压荷重、雪压荷重、地震荷载等,设计出科学合理的安装方案,不会有承重隐患,还能改善原有房屋的稳固性。
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