因为住在顶楼,夏天实在太热了,另一方面,屋顶漏水,修过一次,两年一过,又漏了,如果做个玻璃阳光房防水,花费也不少,起码得一、二万元,而且自从供电价格从固定价格变更为阶梯价格以后,每年的6月份开始使用空调后,每个月的电费都要超过400元,冬天超过600元,综合全年用电费用至少在4000元左右,于是,一直有计划在自己家屋顶安装太阳能发电板,2018年2月左右吧,过年放假没事,在淘宝上浏览,偶然发现太阳能发电板降到差不多2元/瓦了,既然太阳能发电板价格降了这么多,何不实施用太阳能板遮阳挡雨计划呢。
太阳能电站有两种方案,并网和离网,并网有补贴,安装成本低,需要审批,离网没有补贴,安装成本高,不用审批。
但是,由于我们中国人有相当一部份人有互相拆台的天性,我只能安装高成本有铅酸电池污染的离网电站,而不是有补贴的并网电站,为什么?因为,我住在小区顶楼,屋顶按法律规定,是属于全体业主的,虽然,屋顶漏水,如果我自己修,楼下业主从来不会主动给我钱,虽然,楼下业主在楼顶安装太阳能热水器时,从来没找我签过字,但是,一旦我在楼顶安装并网电站,找楼下业主签字时,不排除一些小人,有自己得不到好处你也别想得到好处的拆台想法的人不给你签字,另外,小区物业由于要推卸一些安全生产的责任,也不可能给你签字,这样一来,在公共产权屋顶安装并网电站的可能性几乎为零。这就是我安装离网电站的原因。
本人以前从来没接触过太阳能发电,纯粹是摸着石头过河,这样,代价总是要付出一些的,所以共折腾了二次。
第一次,采用铅酸电池储能方案,因为2018年没有在淘宝上找到便宜实惠的锂电池,这样,逆变器也只是买了个6千瓦的使用铅酸电池的工频逆变器,太阳能板选了两种,一种单晶,一种多晶,因为在网上查资料说单晶和多晶价格差不多,效率也不相上下,但多晶弱光性能稍好,反正价格差不多,所以,单晶和多晶各安装2千瓦。
第一次安装了2千瓦多晶板
第一次买的铅酸电池
6千瓦逆变器
600瓦风机,现在只是个摆设
离网型电站还有一个优点,就是停不停电我说了算。缺点么,就是成本高,没有补贴。
另外要注意的一点就是城管非常爱管闲事,只要让他们知道了,铁定是会被定为违建而让你拆了,不信可以从网上搜索一下关于光伏违建的案例,全国不在少数,我住在小县城,相对来说要好一些,管得不是这么严格,我们小区楼顶有很多阳光房,如果要拆,也不是我一家拆,而且,太阳能电池板,只要是安装在坡面屋顶,算不算建筑物还不一定呢,如果不是建筑物,那就不是违建,城管也没办法随便拆,如果需要在露台搭钢架安装,那就要小心了,高度超过2.2米就可能算建筑物了,而不是发电设备了,反正,算不算违建,全靠城管一张嘴说了算,当然,也可以行政复议或起诉,但是,需要先拆除再复议,在复议和起诉前,你的设备已经被拆除了,就算胜诉了,损失还是很大的。
其实当时也是分批安装的,先买了8块多晶板,建一个2KW的太阳能+600W风能互补电站,成本大概是18000元(包括购买的安装工具),按4000元一年的电费计算,5年收回投资,考虑到蓄电池的使用寿命也只有5年左右(实际上我太乐观了,铅酸电池只用了半年多,就挂掉了),感觉这成本已经在可接受范围之内了。
在网上七七八八买了一大堆配件,耗时半个月,终于把整套系统安装了起来,TNND,一个人安装,没有帮手,真是累死老夫了。
三货架工具和配件
经过近一个星期的运行,事实证明,风力发电机在内陆区基本没什么卵用的,因为风力发电机的额定风速是5级风以上,也就是10米/秒的5级风(36公里每小时,也就是电瓶自行车全速前进时的风速),而内陆地区风力一般都是3、4级左右,只有冷空气南下和台风时,才会有5级以上大风,3、4级风时,虽然发电机的叶片在转动,但是,发的电少得可怜,只有40来W的功率,连逆变器的空载功率都不够用的。因此,除非住在大湖边或者海边或者草原沙漠环境,否则,风力发电机的投资价值并不高。但我已经买来并安装了,退不了了,只能当个高价摆设吧。
太阳能电池板安装时,最好能避开阴影区,因为,一点点小阴影(后面,我又安装了4千瓦的薄膜太阳能电板,这种板抗阴影能力更好,这是后话),就会影响一组串并联太阳能电池板的发电效率,我的露台遮阳棚钢架的一点点投影就让一组1KW的发电板发电量输出减半了。
我的蓄电池组是成本3000元的150AH48V铅酸蓄电池,理论储电量是7度电,实际上,由于电池和逆变器的效率问题,实际能放出5度电就很不错了,而且,放电电流越大,放出的电能越少。也就是说,如果夏天开空调(我家变频空调,2台平稳运行时有1000多W),只能用2到4小时,因此,如果想整个晚上都使用电池储存的电量,那么起码得要4组150AH的蓄电池,那是非常不经济的,因为晚上谷电还是很便宜的,如果想多储能,最多安装2组蓄电池,成本6000元,2年多收回电池投资(事实证明,我太乐观了)。
2kW的太阳能电池板,一般阳光好的日子,基本上可以发12度电,因此在白天,基本上可以满足夏天开空调的开销,并且还能有多余的电存储在蓄电池中。如果是安装两组以上150AH蓄电池,那还得增加1KW太阳能电池板,成本2400元钱(包括铁架)。
太阳能电池控制器是可以并联使用的,因些,系统扩展性并不成问题,但并联最好不要超过4个。
2千瓦系统运行了大概三个多月,证明我还是乐观了,夏天这点电还是不够用,于是,又买了2千瓦的单晶板,又花了4000元。
用了一个夏天,实践证明,4千瓦在阴雨天也不够用,于是,第二次折腾开始了。
在闲鱼上发现了一种薄膜太阳能发电板,原来的用户大概是个土豪,这板是美国进口的,新的报价比国内产的单晶或多晶贵了2-3倍,不过二手价格和新的单晶多晶板差不多,挺划算的,查资料得知,这种发电板叫碲化镉薄膜光伏板,据说弱光发电和抗阴影能力很强,为了求证是否属实,就又买了40块板子,每块板117.5瓦。
东边坡顶上的薄膜板
西边遮阳棚上的单晶和多晶板,线还没整理。
因为增加到了8千多瓦了,也是为了验证薄膜电板的抗阴影能力,原来的坡面屋顶安装的单晶和多晶需要拆下来移到露台遮阳棚顶上,薄膜电板安装在东边坡面屋顶上,单晶和多晶安装在西边的遮阳棚上,因为遮阳棚比较高,过了中午12点,遮阳棚的阴影就挡住了东边坡面顶上的薄膜板,但薄膜板抗阴影。
安装好之后,经过观察,薄膜太阳能电池板确实抗阴影能力很强,比单晶和多晶强的不是一点点。大面积阴影才会影响发电功率,小面积基本无影响,但单晶和多晶只需要巴掌大的阴影就会对发电量造成很大的影响。
这一移,又半条命没有了。
太阳能板总算安装完了,接下来要折腾电池了,经过半年多的折磨,我的铅酸电池储电量只剩下一半左右,后悔啊,大电流深度放电是铅酸电池的大忌,这不,陆陆续续买了7200元钱的铅酸电池,半年就报废了,卖废品只值2000来元。血的教训啊。
从闲鱼上找了家卖基站用二手铁锂电池的商家,拉上我的铅酸电池,当废品卖给他,添加点钱,买了16具4850铁锂电池,因为据说铁锂电池有2000次循环寿命,这种基站电池循环次数非常少,也不知道是不是真的,反正比铅酸电池强,花了12000元,拖了回来。
安装好后,发现,确实不错,由于是二手货,容量参差不齐,大概可以储存35度电,三台空调用一个晚上一点问题都没有。
这中间有一个小插曲,我的6千瓦逆变器,什么都能带得动,但是,我的西门子滚桶洗衣机的脱水功能就是不行,脱水桶速度上不去,估计是功率因素的关系,为此还花了180元买了个示波器,为得就是看看这逆变器的波形到底是什么样的。
后来,又在闲鱼上找到了一台基站用的易事特3500瓦机架式逆变器,说是纯正弦波,卖回来用示波器看了一下,貌似确实是正弦波,这台逆变器倒是可以让我的洗衣机正常脱水了,也不知道是不是因为功率因素的原因。
4850铁锂电池组,并联使用,绝对不能串联。
灭火器和电池
易事特逆变器和示波器上的波形。
市电波形
6千瓦逆变器波形
补充:
薄膜光伏板,美国fist solar,马来西亚生产的。
总结一下经验:
1、家庭用离网太阳能发电站,功率在10千瓦左右最合适,晴天每千瓦可以发5-6度电,10千瓦能发50到60度电,按二台空调计算,用储能40度电的电池储存电能,可以用72小时。因为白天可以直接用发的电,不用储存。这样,晒一天,够阴雨天用二天。
2、最近农民拆迁房很多,所以二手太阳能板也很多,只有新品的一半价格,很划算的,建议用二手板,太阳能发电板的寿命很长的。
3、千万不要用铅酸电池,也不要用铁锂电池以外的锂电池,铁锂电池虽然比能量小,但安全性比三元锂电池高,价格也比三元便宜。我有二个电池组的二个电芯鼓包了(软包电芯),用针刺破外包装,屁事没有。不过,灭火器还是需要准备的。
4、城市里千万不要安装风力发电(海岛,草原,沙漠,高山城市除外),浪费钱。
5、有条件的,逆变器尽量选择基站用的正规逆变器,虽然,淘宝上一些规模较大逆变电源厂生产的逆变器质量还可以,但毕竟比不上正规机架式逆变器。
6、16串的铁锂电池的充放电截止电压和铅酸电池非常接近,可以直接代换,不用更换逆变器。
7、经常检查蓄电池的电芯电压,虽然保护电路很完善,但是,电芯损坏了,也不适宜长时间留在电池箱里进行充放电,以免着火。
8、太阳能电池板尽量串联到100伏左右,这样可以减小太阳能板到控制器之间的电缆的截面积,省了很多电缆钱,电压高了,各接插件的电流就 小,不会过热,更加安全,但检修时要注意,100伏电压也能电死人的。
附:
请不要问我几年收回成本,或者用嘲讽的口气说电费比火电还贵,折腾太阳能发电一来是兴趣爱好,二来是为了遮阳防水,发电是副业,省钱是意外,总比折腾手机投影等纯消费电子产品划算,还无意间环保了一下。
补充,电池板倾角和前后电池板距离关系公式及示意图: