因為住在頂樓,夏天實在太熱了,另一方面,屋頂漏水,修過一次,兩年一過,又漏了,如果做個玻璃陽光房防水,花費也不少,起碼得一、二萬元,而且自從供電價格從固定價格變更為階梯價格以后,每年的6月份開始使用空調后,每個月的電費都要超過400元,冬天超過600元,綜合全年用電費用至少在4000元左右,于是,一直有計劃在自己家屋頂安裝太陽能發電板,2018年2月左右吧,過年放假沒事,在淘寶上瀏覽,偶然發現太陽能發電板降到差不多2元/瓦了,既然太陽能發電板價格降了這么多,何不實施用太陽能板遮陽擋雨計劃呢。
太陽能電站有兩種方案,并網和離網,并網有補貼,安裝成本低,需要審批,離網沒有補貼,安裝成本高,不用審批。
但是,由于我們中國人有相當一部份人有互相拆臺的天性,我只能安裝高成本有鉛酸電池污染的離網電站,而不是有補貼的并網電站,為什么?因為,我住在小區頂樓,屋頂按法律規定,是屬于全體業主的,雖然,屋頂漏水,如果我自己修,樓下業主從來不會主動給我錢,雖然,樓下業主在樓頂安裝太陽能熱水器時,從來沒找我簽過字,但是,一旦我在樓頂安裝并網電站,找樓下業主簽字時,不排除一些小人,有自己得不到好處你也別想得到好處的拆臺想法的人不給你簽字,另外,小區物業由于要推卸一些安全生產的責任,也不可能給你簽字,這樣一來,在公共產權屋頂安裝并網電站的可能性幾乎為零。這就是我安裝離網電站的原因。
本人以前從來沒接觸過太陽能發電,純粹是摸著石頭過河,這樣,代價總是要付出一些的,所以共折騰了二次。
第一次,采用鉛酸電池儲能方案,因為2018年沒有在淘寶上找到便宜實惠的鋰電池,這樣,逆變器也只是買了個6千瓦的使用鉛酸電池的工頻逆變器,太陽能板選了兩種,一種單晶,一種多晶,因為在網上查資料說單晶和多晶價格差不多,效率也不相上下,但多晶弱光性能稍好,反正價格差不多,所以,單晶和多晶各安裝2千瓦。
第一次安裝了2千瓦多晶板
第一次買的鉛酸電池
6千瓦逆變器
600瓦風機,現在只是個擺設
離網型電站還有一個優點,就是停不停電我說了算。缺點么,就是成本高,沒有補貼。
另外要注意的一點就是城管非常愛管閑事,只要讓他們知道了,鐵定是會被定為違建而讓你拆了,不信可以從網上搜索一下關于光伏違建的案例,全國不在少數,我住在小縣城,相對來說要好一些,管得不是這么嚴格,我們小區樓頂有很多陽光房,如果要拆,也不是我一家拆,而且,太陽能電池板,只要是安裝在坡面屋頂,算不算建筑物還不一定呢,如果不是建筑物,那就不是違建,城管也沒辦法隨便拆,如果需要在露臺搭鋼架安裝,那就要小心了,高度超過2.2米就可能算建筑物了,而不是發電設備了,反正,算不算違建,全靠城管一張嘴說了算,當然,也可以行政復議或起訴,但是,需要先拆除再復議,在復議和起訴前,你的設備已經被拆除了,就算勝訴了,損失還是很大的。
其實當時也是分批安裝的,先買了8塊多晶板,建一個2KW的太陽能+600W風能互補電站,成本大概是18000元(包括購買的安裝工具),按4000元一年的電費計算,5年收回投資,考慮到蓄電池的使用壽命也只有5年左右(實際上我太樂觀了,鉛酸電池只用了半年多,就掛掉了),感覺這成本已經在可接受范圍之內了。
在網上七七八八買了一大堆配件,耗時半個月,終于把整套系統安裝了起來,TNND,一個人安裝,沒有幫手,真是累死老夫了。
三貨架工具和配件
經過近一個星期的運行,事實證明,風力發電機在內陸區基本沒什么卵用的,因為風力發電機的額定風速是5級風以上,也就是10米/秒的5級風(36公里每小時,也就是電瓶自行車全速前進時的風速),而內陸地區風力一般都是3、4級左右,只有冷空氣南下和臺風時,才會有5級以上大風,3、4級風時,雖然發電機的葉片在轉動,但是,發的電少得可憐,只有40來W的功率,連逆變器的空載功率都不夠用的。因此,除非住在大湖邊或者海邊或者草原沙漠環境,否則,風力發電機的投資價值并不高。但我已經買來并安裝了,退不了了,只能當個高價擺設吧。
太陽能電池板安裝時,最好能避開陰影區,因為,一點點小陰影(后面,我又安裝了4千瓦的薄膜太陽能電板,這種板抗陰影能力更好,這是后話),就會影響一組串并聯太陽能電池板的發電效率,我的露臺遮陽棚鋼架的一點點投影就讓一組1KW的發電板發電量輸出減半了。
我的蓄電池組是成本3000元的150AH48V鉛酸蓄電池,理論儲電量是7度電,實際上,由于電池和逆變器的效率問題,實際能放出5度電就很不錯了,而且,放電電流越大,放出的電能越少。也就是說,如果夏天開空調(我家變頻空調,2臺平穩運行時有1000多W),只能用2到4小時,因此,如果想整個晚上都使用電池儲存的電量,那么起碼得要4組150AH的蓄電池,那是非常不經濟的,因為晚上谷電還是很便宜的,如果想多儲能,最多安裝2組蓄電池,成本6000元,2年多收回電池投資(事實證明,我太樂觀了)。
2kW的太陽能電池板,一般陽光好的日子,基本上可以發12度電,因此在白天,基本上可以滿足夏天開空調的開銷,并且還能有多余的電存儲在蓄電池中。如果是安裝兩組以上150AH蓄電池,那還得增加1KW太陽能電池板,成本2400元錢(包括鐵架)。
太陽能電池控制器是可以并聯使用的,因些,系統擴展性并不成問題,但并聯最好不要超過4個。
2千瓦系統運行了大概三個多月,證明我還是樂觀了,夏天這點電還是不夠用,于是,又買了2千瓦的單晶板,又花了4000元。
用了一個夏天,實踐證明,4千瓦在陰雨天也不夠用,于是,第二次折騰開始了。
在閑魚上發現了一種薄膜太陽能發電板,原來的用戶大概是個土豪,這板是美國進口的,新的報價比國內產的單晶或多晶貴了2-3倍,不過二手價格和新的單晶多晶板差不多,挺劃算的,查資料得知,這種發電板叫碲化鎘薄膜光伏板,據說弱光發電和抗陰影能力很強,為了求證是否屬實,就又買了40塊板子,每塊板117.5瓦。
東邊坡頂上的薄膜板
西邊遮陽棚上的單晶和多晶板,線還沒整理。
因為增加到了8千多瓦了,也是為了驗證薄膜電板的抗陰影能力,原來的坡面屋頂安裝的單晶和多晶需要拆下來移到露臺遮陽棚頂上,薄膜電板安裝在東邊坡面屋頂上,單晶和多晶安裝在西邊的遮陽棚上,因為遮陽棚比較高,過了中午12點,遮陽棚的陰影就擋住了東邊坡面頂上的薄膜板,但薄膜板抗陰影。
安裝好之后,經過觀察,薄膜太陽能電池板確實抗陰影能力很強,比單晶和多晶強的不是一點點。大面積陰影才會影響發電功率,小面積基本無影響,但單晶和多晶只需要巴掌大的陰影就會對發電量造成很大的影響。
這一移,又半條命沒有了。
太陽能板總算安裝完了,接下來要折騰電池了,經過半年多的折磨,我的鉛酸電池儲電量只剩下一半左右,后悔啊,大電流深度放電是鉛酸電池的大忌,這不,陸陸續續買了7200元錢的鉛酸電池,半年就報廢了,賣廢品只值2000來元。血的教訓啊。
從閑魚上找了家賣基站用二手鐵鋰電池的商家,拉上我的鉛酸電池,當廢品賣給他,添加點錢,買了16具4850鐵鋰電池,因為據說鐵鋰電池有2000次循環壽命,這種基站電池循環次數非常少,也不知道是不是真的,反正比鉛酸電池強,花了12000元,拖了回來。
安裝好后,發現,確實不錯,由于是二手貨,容量參差不齊,大概可以儲存35度電,三臺空調用一個晚上一點問題都沒有。
這中間有一個小插曲,我的6千瓦逆變器,什么都能帶得動,但是,我的西門子滾桶洗衣機的脫水功能就是不行,脫水桶速度上不去,估計是功率因素的關系,為此還花了180元買了個示波器,為得就是看看這逆變器的波形到底是什么樣的。
后來,又在閑魚上找到了一臺基站用的易事特3500瓦機架式逆變器,說是純正弦波,賣回來用示波器看了一下,貌似確實是正弦波,這臺逆變器倒是可以讓我的洗衣機正常脫水了,也不知道是不是因為功率因素的原因。
4850鐵鋰電池組,并聯使用,絕對不能串聯。
滅火器和電池
易事特逆變器和示波器上的波形。
市電波形
6千瓦逆變器波形
補充:
薄膜光伏板,美國fist solar,馬來西亞生產的。
總結一下經驗:
1、家庭用離網太陽能發電站,功率在10千瓦左右最合適,晴天每千瓦可以發5-6度電,10千瓦能發50到60度電,按二臺空調計算,用儲能40度電的電池儲存電能,可以用72小時。因為白天可以直接用發的電,不用儲存。這樣,曬一天,夠陰雨天用二天。
2、最近農民拆遷房很多,所以二手太陽能板也很多,只有新品的一半價格,很劃算的,建議用二手板,太陽能發電板的壽命很長的。
3、千萬不要用鉛酸電池,也不要用鐵鋰電池以外的鋰電池,鐵鋰電池雖然比能量小,但安全性比三元鋰電池高,價格也比三元便宜。我有二個電池組的二個電芯鼓包了(軟包電芯),用針刺破外包裝,屁事沒有。不過,滅火器還是需要準備的。
4、城市里千萬不要安裝風力發電(海島,草原,沙漠,高山城市除外),浪費錢。
5、有條件的,逆變器盡量選擇基站用的正規逆變器,雖然,淘寶上一些規模較大逆變電源廠生產的逆變器質量還可以,但畢竟比不上正規機架式逆變器。
6、16串的鐵鋰電池的充放電截止電壓和鉛酸電池非常接近,可以直接代換,不用更換逆變器。
7、經常檢查蓄電池的電芯電壓,雖然保護電路很完善,但是,電芯損壞了,也不適宜長時間留在電池箱里進行充放電,以免著火。
8、太陽能電池板盡量串聯到100伏左右,這樣可以減小太陽能板到控制器之間的電纜的截面積,省了很多電纜錢,電壓高了,各接插件的電流就 小,不會過熱,更加安全,但檢修時要注意,100伏電壓也能電死人的。
附:
請不要問我幾年收回成本,或者用嘲諷的口氣說電費比火電還貴,折騰太陽能發電一來是興趣愛好,二來是為了遮陽防水,發電是副業,省錢是意外,總比折騰手機投影等純消費電子產品劃算,還無意間環保了一下。
補充,電池板傾角和前后電池板距離關系公式及示意圖: