高效非逆变光伏供电的地下停车场照明系统

FUZHAOLI

太阳能光伏发电是二十一世纪新能源开发的热点，特别是其在建筑物屋顶上的应用，更是被众多建筑业人士看好，于是纷纷实验性地安装。可是，由于这一类工程都是采用逆变方式，结果令人失望。绝大多数的屋顶光伏工程，不但没有起到节能的作用，反而造成了很大的经济损失，甚至影响了电网的正常工作。迄今为止，几乎可以说：没有一项采用逆变方式的屋顶光伏工程是属于实用性质的。即使是当成形象工程的那些光伏系统，也有绝大部分在短期内就因为种种原因而废弃，仅靠虚架在屋顶上的电池板继续发挥形象作用。由于这一类逆变并网发电设备可与网电相互切换，所以即使光伏发电完全失效了也很难被察觉，结果是负载最终只能使用网电。即使光伏系统能够正常供电，电价也是很高的，超过6元/度。由此导致了两个结果：一是否定光伏发电的实用价值；二是回避光伏发电的实用性问题。
       近来，高效非逆变光伏供电技术开始在市场上应用，其之所以能够得到应用，是因为这种技术经受住了市场的检验。市场检验与国家投资项目的鉴定工作在性质上是完全不同的。市场注重实效，既重视技术上的可行性又强调经济效益。如果采用逆变并网方案，光伏电力的价格的理论值就已在6元以上，市场无论如何也难以接受。但是，仅仅期望高效非逆变光伏供电技术降低工程造价和提高整个系统的工作效率也是不可能的，必须在工程的整体建造中有额外的补偿，才能实现光伏工程的市场价值。也就是说，要把光伏工程做成完整的供电系统加用电系统（即负载系统），将负载工程造价降低和工作效率提高的部分补贴给光伏供电系统，去实现市场价值的平衡，从而提高整套系统的市场价值。这种统一设计的做法有利于工程质量的优化，避免了光伏工程中常见的狗尾续貂现象。如果在系统功能上因此再开发出新的优越性，派生出特有的新功能，市场效果将更好。而高效非逆变光伏供电的地下停车场照明系统就属于这种全面考虑光伏应用的技术性和经济性的工程系统。

1、 技术分析
     高效非逆变光伏供电技术是针对逆变并网技术的弊端而提出的。逆变的目的是为了解决常规负载的适用性问题。逆变有损耗，逆变设备需要投资，这些无疑将造成逆变系统的效率下降和造价增加；并网的目的是为了解决光伏电力的储存问题，把光伏电力与网电并在一起就不用蓄电池了，因为蓄电池在独立光伏系统中一向表现不佳，耗能大，寿命短，更换频繁，投入费用高。逆变并网系统在技术上可以实现，但是在实用中陷入了既要与网电比价格，又得符合一些严格要求的困境，从而失去了市场价值。对逆变并网技术的科学论断是：“目前不实用，将来能否应用尚难预期”。
        既然逆变并网的做法不具备市场化的条件，那么就应该考虑直接使用低压直流的光伏电力。具体从哪里入手呢？我们首先从地下车库照明系统开始探索。
       光伏矩阵输出的是直流电，而直流电是完全可以在照明系统中得到广泛应用的。绝大多数现代的节能灯具原本就适合于直流电力，例如三基色节能灯、磁感应灯和半导体LED灯具等，因此，如果不是为了并网就没有必要逆变。
       如果采用光伏发电系统为照明系统提供低压直流电力的话，如何提高整个系统的的工作效率呢？整个系统的高效不是单纯依靠省略逆变环节就能实现的。仅就光伏供电系统来分析，就至少有四个环节能提高工作效率，可是一直都被人们忽视了。（1）光伏矩阵安置角度一直是按照惯例，采用冬夏均衡的角度，如果因地制宜优化为全年最大发电量角度，或是做有限次调整管理，每年可增加10%的电力。但是逆变电站为了形象需要，密集排布电池板，连清洁表面灰尘的空间都未留，导致发电量严重下降。（2）光伏矩阵的最大输出功率要与线路额定电压匹配，但是从不同高度的楼顶引入会产生不同压降，偏离最大功率点，这使得按标准规格生产的成品电池板不符合要求，必须根据具体情况设计定制；同时大功率光伏阵列偏析衰退严重，而逆变电站都是大功率系统；弱光发电的低压电力也不可忽略，除了优选电池板，控制装置的集电器也能发挥重要作用。（3）保持电池板清洁，努力提高发电能力和电力传输能力，减少连接损失。（4）采用联网技术把蓄电池的工作条件限定在高效区间。