剧情简介当前位置光伏安装人员吉姆·巴克豪斯(Jim Bakhaus)介绍了光伏(PV)系统的工作原理和安装方法,从在电表上定位电气设备,到运行导管和拉线,再到布置支撑屋顶模块的支架和轨道(也称为支架)。本文的侧边栏指出了光伏系统的代码兼容组件,并网和离网系统之间的区别,以及材料和安装成本以及税后净成本的具体示例。
劳伦·科因(Lauren Coyne)是Amicus Solar的成员合作主管。在担任目前的职位之前,她在namast
虽然我们所做的每一项工作都有一点不同,这取决于房屋的设计和建造方式、屋顶的类型,甚至我们所在的城市,但劳伦的项目是一个很好的例子,说明我们如何在大多数现有房屋上评估和安装新系统。在劳伦的房子里,四名工作人员同时在电表上安装电气设备,敷设水管和拉线,布置和安装脚和栏杆——被称为“架子”——将模块固定在屋顶上。整个系统总共花了两天时间安装。
太阳能语录
网格系:最常见的光伏安装类型是并网式。当并网系统产生的电力超过家庭所需时,额外的电力就会被送入电网。在大多数情况下,如果公用电网出现故障,这些系统将无法继续为家庭提供电力。这是为了防止电力工人在维护电线时被送入电网。
净计量:测量一个家庭的电力消耗相对于其系统产生的太阳能量的过程被称为净能源计量,或简称净计量。这是一种借贷系统,许多电力公司已经实施了这种系统,以确定电力公司直接向房主提供了多少电力。
脱离电网:电池通常被整合到光伏装置中,因为没有经济有效的途径接入可靠的公用电网。这些离网光伏系统可以提供2到10天的可靠电力
系统设计和天气条件。电池储能在并网系统中也很有效,在这些系统中,公用事业费率在一天的高峰时段飙升,或者当公用事业电网出现故障时。
评估房子的PV值
大多数家庭都是PV安装的理想选择;例外情况是如果它们明显被遮蔽。这些系统朝南安装时效果最好。东向的阵列是我们的第二选择,因为我们所在地区下午会有云,但西向的屋顶仍然是可行的,只是效率稍微低一些。朝北的屋顶通常不用于光伏装置。
为了获得最佳效率,模块最好倾斜到与位置纬度相匹配的角度。不幸的是,这几乎是不可能的。对于我们的位置,理想的间距大约是39°,因为丹佛是在39°的纬度。实际上,这个屋顶有两个倾角:朝南的屋顶倾斜45°,朝东的屋顶倾斜30°。在这些条件下,估计的发电量只会有轻微的减少。
对于我们的大多数客户来说,我们的目标是设计一个能够满足他们每年100%电力需求的系统。在许多情况下,这一目标是可以实现的,而且具有成本效益。对于其他客户来说,目标可能是安装一个较小的系统,以根据预算抵消部分能源使用,或者出于美观原因仅在特定的屋顶表面安装模块。
我们预计该系统的年发电量为10054千瓦时。千瓦时的发电量将根据一年中的不同时间而变化,但我们地区的当地净计量法允许房主在发电时以零售价格存入千瓦时,并在系统发电量减少时使用。劳伦的系统将抵消她目前消耗的82%。但我们发现,在许多情况下,该系统提高了房主对自己用电习惯的认识,导致照明和电器升级以及生活方式的改变,这将进一步增加他们的初始抵消。
虽然客户通常有足够的钱和足够的屋顶来生产比他们需要更多的电力,但这并不总是明智的投资——成本和信用额度因州而异。例如,科罗拉多州的平均电力成本是每千瓦时0.11美元多一点,但如果劳伦的系统每年生产过剩,她只能从每千瓦时的过剩生产中获得0.01至0.03美元的补偿。因此,她的主要动机是抵消每千瓦时0.11美元的费用,但从经济上讲,扩大系统并成为一个电力生产商来赚取每千瓦时额外的0.03美元或更少的费用并不是有益的。
系统接线
![]() |
![]() |
组件系统
典型光伏系统的最基本组件是支架、支架、太阳能模块和逆变器。系统通常还包括电源优化器、生产仪表、电断线和系统监控设备。这些组件的类型和数量将根据当地电力公司的要求、州和市政检查要求以及具体的客户要求而有所不同。
我们使用铁岭公司的货架系统。我们喜欢它是因为它的简单、灵活和耐用。铝制脚有整体闪光,没有暴露的橡胶密封件,这在其他系统上很常见,而且容易退化。此外,铁岭轨道的设计是为了减少模块在大风区(如丹佛地区)的扭转。
我们在Lauren家安装了韩华Q.Peak-G4.1 305w太阳能模块。这些模块是我们大多数安装的首选模块,因为它们质量高,25年保修,价格合理。在每个模块中,我们还添加了一个电源优化器。
SolarEdge P320电源优化器满足电网故障时快速关机的电气规范要求,而且它们还有其他一些不错的功能。首先,他们通过减少不同类型的生产损失(例如部分遮阳)来最大化系统效率。其次,它们允许模块级的生产监控,这意味着Lauren不仅可以全天候监控她的系统性能,而且她将确切地知道每个模块产生了多少电力。如果系统以任何方式出现故障,我们就能确切地知道问题出在哪里。
太阳能组件产生直流电(DC),需要通过逆变器转换成交流电(AC)。在这个项目中,我们使用了SolarEdge SE7600A-US-U逆变器。这些逆变器易于安装,它们与SolarEdge电源优化器配对,并且它们具有无线,蜂窝和以太网连接选项,通过房主的计算机或电话上的接口提供系统监控。它们还具有内置电弧故障保护和快速关闭功能,这些都是系统的规范要求。
劳伦的系统还有一个专用的生产仪表来监控系统产生的电量。虽然这不是系统运行所必需的,但本地公用事业需要这样做。此外,我们安装了两个电气断开,一个在生产仪表的两侧。这些也是丹佛公用事业公司所要求的。生产表和使用表之间的断路是熔接的,以防止过流,系统也有专用的接地棒。
安装脚和轨道
光伏阵列(一组模块)首先被放置在屋顶上,以获得最大的性能。在这一点上,可以考虑美学。如果可能的话,我们总是将阵列与山脊、屋檐和瓦片对齐。如果瓦片的走向与屋脊和屋檐不一致,我们就与屋脊和屋檐对齐。虽然每个系统都是为特定的房屋设计的,但通常在阵列的最外层椽子上安装了两个英尺。在中间,脚在顶部和底部栏杆之间交错。
连接模块
虽然模块很轻,其余的布线工作是一个简单的问题,使公/母即插即用连接,模块很大,容易损坏,使这两个人的工作。
![]() |
![]() |
保护和测试系统
![]() |
![]() |
安装、成本和回报
太阳能组件预计使用25年,因此我们建议房主在选择安装光伏系统时考虑屋顶的年龄。一般来说,我们建议屋顶至少有10年以上的预期使用寿命。该系统可以保护它下面的屋顶表面,但这并不一定是一个有意义的好处,因为大多数家庭同时更换了整个屋顶,大多数光伏系统只覆盖了家庭的一部分。在需要更换屋顶的情况下,我们将在更换屋顶之前拆卸光伏系统,然后重新安装系统。
我们使用的IronRidge货架系统非常直观。自动闪光的脚包括一个插在屋顶椽子上的滞后螺栓。通常情况下,我们所需要做的就是拔几根屋顶钉子,让闪光从瓦下滑落。钢轨安装在脚上,优化器和模块安装在钢轨上,由制造商提供专用螺栓。即使是接线也大多是即插即用的,尽管我们必须使用从最后一个模块回到逆变器的全垒打导体来完成电路。为此,我们有时可以添加一个SolaDeck(屋顶接线盒)并在阁楼上运行电线。在劳伦家这样的情况下,房子的天花板是拱形的,我们必须把所有的电线都放在外部管道里。
这个系统花费了22,545美元用于材料、安装、许可费和税收,但劳伦将从系统总成本的30%的联邦投资税收抵免中受益。扣除税收抵免后的净成本为15,781美元。根据增加电费的保守假设,该系统将在11年内收回成本。根据我们的经验,光伏系统增加的房屋价值大致相当于该系统的税后抵免成本。
Jim Bakhaus是科罗拉多州丹佛市namast
照片由Brian Pontolilo提供。
欲知更多资料及照片,请按查看PDF下面的按钮。
来自Fine Homebuilding #274