Фотоэлектрическая система преобразует излучение солнца в полезное электричество. Он содержит солнечную батарею и баланс компонентов системы. Системы PV могут быть классифицированы по различным аспектам, таким как системы с сеткой или автономные системы, встроенные системы против монтажа в стойке, системы жилых и коммунальных систем, распределенные по сравнению с централизованными системами, на крыше и наземные системы , системы отслеживания и фиксированного наклона, а также новые построенные и модифицированные системы. Другие различия могут включать в себя системы с микроинверторами против центрального инвертора, системы с использованием технологии кристаллического кремния против тонкопленочной технологии и системы с модулями от китайских и европейских и американских производителей.
Около 99 процентов всех европейских и 90 процентов всех солнечных энергетических систем США подключены к электрической сети, в то время как внесетевые системы несколько более распространены в Австралии и Южной Корее. Системы ПП редко используют аккумуляторы.Это может вскоре измениться, поскольку государственные стимулы для распределенного хранения энергии внедряются, а инвестиции в решения для хранения постепенно становятся экономически жизнеспособными для небольших систем. Солнечная батарея типичной жилой фотоэлектрической системы монтируется в стойку на крыше, а не интегрирована в крышу или фасад здания, поскольку это значительно дороже. Солнечные электростанции на полезной основе монтируются на землю с фиксированными наклонными солнечными батареями, а не с использованием дорогих устройств слежения. Кристаллический кремний является преобладающим материалом, используемым в 90 процентах всемирно выпускаемых солнечных модулей, в то время как конкурирующая тонкая пленка потеряла долю рынка в последние годы.20 Около 70 процентов всех солнечных элементов и модулей выпускаются в Китае и на Тайване, оставив только 5 процентов к европейским и американским производителям.12 Установленная мощность как для небольших систем крыши, так и для больших солнечных электростанций быстро растет и находится в равных долях, хотя есть заметная тенденция к использованию систем коммунального масштаба, поскольку акцент на новых установках переход от Европы к более солнечным регионам, таким как Sunbelt в США, которые меньше выступают против наземных солнечных ферм и экономическая эффективность, более акцентированы инвесторами.
Из-за успехов в технологиях и увеличения масштабов производства и изысканности стоимость фотоэлектричества постоянно снижается. Существует несколько миллионов PV-систем, распространенных по всему миру, в основном в Европе, с 1,4 миллионами систем в Германии, а также Северной Америкой с 440 000 системами в Соединенных Штатах. Эффективность преобразования энергии обычного солнечного модуля увеличилась с 15 до 20 процентов в течение последних 10 лет, а система PV восстанавливает энергию, необходимую для ее изготовления примерно через 2 года. В исключительно облученных местах или при использовании тонкопленочной технологии так называемое время окупаемости энергии уменьшается до одного года или меньше.33 Чистые учетные и финансовые стимулы, такие как льготные тарифные ставки для солнечной энергии, также в значительной степени поддерживаются установки фотоэлектрических систем во многих странах. Уточненная стоимость электроэнергии из крупных фотоэлектрических систем стала конкурентоспособной по сравнению с обычными источниками электроэнергии в расширяющемся списке географических регионов, а соотношение между сетями было достигнуто примерно в 30 разных странах.
С 2015 года быстрорастущий глобальный рынок PV быстро приближается к значению 200 ГВт, что примерно в 40 раз превышает установленную мощность 2006 года. В настоящее время фотогальванические системы вносят около 1 процента в производство электроэнергии во всем мире. В настоящее время крупнейшими установщиками PV-систем по мощности являются Китай, Япония и США, а половина мировых мощностей установлена в Европе, а Германия и Италия поставляют от 7% до 8% своего внутреннего потребления электроэнергии солнечным PV. Международное энергетическое агентство ожидает, что солнечная энергия станет крупнейшим в мире источником электроэнергии к 2050 году, с солнечной фотогальваникой и концентрированной солнечной теплотой, что составит 16% и 11% к глобальному спросу соответственно.
Сетка-соединение
Система, подключенная к сетке, подключается к большей независимой сетке (как правило, к электрической сети общего пользования) и подает энергию непосредственно в сетку. Эту энергию можно разделить жилым или коммерческим зданием до или после точки измерения дохода. Разница заключается в том, рассчитывается ли расчетное производство энергии независимо от потребления энергии потребителем (тариф на подачу) или только от разницы в энергии (чистый замер). Системы, подключенные к сетке, различаются по размеру от жилых (2-10 кВт) до солнечных электростанций (до 10 с MWp). Это форма децентрализованной выработки электроэнергии. Подача электричества в сетку требует преобразования постоянного тока в переменный ток с помощью специального синхронизирующего преобразователя. В установках с киловаттным размером напряжение на стороне системы постоянного тока дозволено (как правило, 1000 В, за исключением US 600 В), чтобы ограничить омические потери. Большинство модулей (60 или 72 кристаллических кремниевых элементов) генерируют 160 Вт до 300 Вт при 36 вольтах. Иногда бывает необходимо или желательно подключать модули частично параллельно, а не все последовательно. Один набор модулей, соединенных последовательно, называется «строкой».
Другие системы
Этот раздел включает в себя системы, которые являются либо узкоспециализированными, либо необычными или по-прежнему представляют собой новую технологию с ограниченным значением. Однако особое место занимают автономные или внесетевые системы. Они были наиболее распространенным типом систем в 1980-х и 1990-х годах, когда PV-технология по-прежнему была очень дорогой и представляла собой нишевой рынок приложений малого масштаба. Только в местах, где нет электрической сети, они были экономически жизнеспособны. Хотя новые автономные системы по-прежнему развертываются по всему миру, их вклад в общую установленную фотоэлектрическую мощность снижается. В Европе на внесетевые системы приходится 1 процент установленной мощности. В Соединенных Штатах на их долю приходится около 10 процентов. Внесетевые системы по-прежнему распространены в Австралии и Южной Корее, а также во многих развивающихся странах.
CPV
В фотоконтактах концентратора (CPV) и высококонцентрированных фотоэлектрических (HCPV) системах используются оптические линзы или изогнутые зеркала, чтобы концентрировать солнечный свет на небольших, но высокоэффективных солнечных элементах. Помимо концентрирующей оптики, системы CPV иногда используют солнечные трекеры и системы охлаждения и стоят дороже.
Особенно HCPV-системы лучше всего подходят в местах с высокой солнечной радиацией, концентрируя солнечный свет до 400 раз и более, с эффективностью 24-28 процентов, превышающей обычные системы. Различные конструкции систем CPV и HCPV являются коммерчески доступными, но не очень распространенными. Однако продолжаются исследования и разработки.
CPV часто путают с CSP (концентрированная солнечная энергия), которая не использует фотогальванику. Обе технологии благоприятствуют местоположениям, которые получают много солнечного света и напрямую конкурируют друг с другом.
Гибридный
Гибридная система объединяет PV с другими формами генерации, обычно с дизельным генератором. Также используется биогаз. Другая форма генерации может быть типом, способным модулировать выходную мощность как функцию спроса. Однако можно использовать более чем одну возобновляемую форму энергии, например, ветер. Генерация фотоэлектрической энергии служит для снижения потребления невозобновляемого топлива.Гибридные системы чаще всего встречаются на островах. Острова Пеллворма в Германии и остров Китнос в Греции являются примечательными примерами (оба сочетаются с ветром).Завод Kythnos сократил потребление дизельного топлива на 11,2%.
В 2015 году тематическое исследование, проведенное в семи странах, показало, что во всех случаях генерация затрат может быть уменьшена путем гибридизации мини-сеток и изолированных сетей. Однако финансовые затраты на такие гибриды имеют решающее значение и во многом зависят от структуры собственности на электростанции. Хотя сокращение затрат на государственные коммунальные услуги может быть значительным, исследование также показало, что экономические выгоды незначительны или даже негативны для негосударственных предприятий, таких как независимые производители электроэнергии.
Также была проведена недавняя работа, показывающая, что предел проникновения PV может быть увеличен за счет развертывания распределенной сети гибридных систем PV + CHP в США. Было проанализировано временное распределение требований к солнечному потоку, электричеству и нагреву для репрезентативных единичных семейных домов в США. результаты ясно показывают, что гибридизация ТЭЦ с PV может позволить дополнительное развертывание PV выше того, что возможно с обычной централизованной системой электрогенерации. Эта теория была подтверждена с помощью численного моделирования с использованием данных солнечного потока в секунду для определения того, что необходимая резервная батарея для обеспечения такой гибридной системы возможна с относительно небольшими и недорогими аккумуляторными системами. Кроме того, для институциональных зданий возможны большие системы PV + CHP, которые снова обеспечивают резервную копию для прерывистого PV и сокращают время работы CHP.
Система PVT (гибридная PV / T), также известная как солнечные фотогальванические тепловые гибридные солнечные коллекторы, преобразует солнечную радиацию в тепловую и электрическую энергию. Такая система комбинирует солнечный (PV) модуль с солнечным тепловым коллектором дополнительным образом.
CPVT. Концентрированная фотогальваническая тепловая гибридная (CPVT) система похожа на систему PVT. Он использует концентрированную фотовольтаику (CPV) вместо обычной PV-технологии и объединяет ее с солнечным тепловым коллектором.
CPV / CSP. Недавно была предложена новая гибридная гибридная гибридная система CPV / CSP, сочетающая фотогальванику концентратора с не-PV-технологией концентрированной солнечной энергии (CSP) или также известную как концентрированная солнечная тепловая энергия.
PV дизельная система. Он сочетает в себе фотогальваническую систему с дизельным генератором. Возможны сочетания с другими возобновляемыми источниками энергии и включают ветровые турбины.
Плавающие солнечные батареи
Плавающие солнечные батареи — это фотоэлектрические системы, которые плавают на поверхности резервуаров для питьевой воды, карьерных озер, оросительных каналов или рекультивационных и хвостохранилищ. Эти системы называются «плаватоэлектриками» при использовании только для электрического производства или «аквавальтика», когда такие системы используются для синергетического усиления аквакультуры. Небольшое число таких систем существует во Франции, Индии, Японии, Южной Корее, Соединенном Королевстве, Сингапуре и Соединенных Штатах.
Считается, что системы имеют преимущества перед фотоэлектриками на суше. Стоимость земли дороже, и существует меньше правил и правил для сооружений, построенных на водоемах, не используемых для отдыха. В отличие от большинства наземных солнечных установок плавающие массивы могут быть ненавязчивыми, поскольку они скрыты от общественного мнения. Они достигают более высокой эффективности, чем панели PV на суше, поскольку вода охлаждает панели. Панели имеют специальное покрытие для предотвращения ржавчины или коррозии.
В мае 2008 года Винный завод Far Niente в Оквилле, штат Калифорния, стал первой в мире плаватоэлектрической системой, установив 994 солнечных фотоэлектрических модуля общей мощностью 477 кВт на 130 понтонов и плавающих на оросительном водоеме винодельни.Основным преимуществом такой системы является то, что она позволяет избежать жертвоприношения ценной земельной площади, которая может быть использована для другой цели. В случае с Винным заводом Far Niente он спас три четверти акров, которые требовались бы для наземной системы. Еще одно преимущество плаватоэлектрической системы состоит в том, что панели выдерживаются при более низкой температуре, чем на суше, что приводит к повышению эффективности преобразования солнечной энергии. Плавающая массив PV также уменьшает количество воды, теряемой за счет испарения, и препятствует росту водорослей.
Планируемые PV-фермы, основанные на полезности, начинают строиться.Многонациональный производитель электроники и керамики Kyocera разработает крупнейшую в мире ферму мощностью 13,4 МВт на водохранилище над плотиной Ямакура в префектуре Тиба с использованием 50 000 солнечных панелей. Солевые водостойкие плавучие фермы также рассматриваются для использования в океане, с экспериментами в Таиланде.Крупнейший до сих пор анонсированный плаватоэлектрический проект — это электростанция мощностью 350 МВт в регионе Амазонки в Бразилии.
Прямая сетка тока
Режимы постоянного тока находятся в электромобиле: трамваи и троллейбусы железных дорог. Было построено несколько пилотных установок для таких применений, таких как трамвайные склады в Ганновере-Лейнхаузене, с использованием фотогальванических участников и Женевы (Баше де Песай). Участок на 150 кВт в Женеве подает 600 В постоянного тока непосредственно в сеть трамваев / троллейбусов, тогда как до этого он обеспечивал около 15% электроэнергии на ее открытии в 1999 году.
Standalone
Отдельная или внесетевая система не подключена к электрической сети. Автономные системы широко варьируются по размеру и применению от наручных часов или калькуляторов до удаленных зданий или космических аппаратов. Если нагрузка должна подаваться независимо от солнечной инсоляции, генерируемая мощность сохраняется и забуферирована батареей. В не переносных приложениях, где вес не является проблемой, например, в зданиях, свинцово-кислотные батареи чаще всего используются для их низкой стоимости и толерантности к злоупотреблениям.
Контроллер заряда может быть включен в систему, чтобы избежать повреждения батареи чрезмерной зарядкой или разрядкой. Это также может помочь оптимизировать производство из солнечной батареи с использованием технологии отслеживания максимальной мощности (MPPT). Однако в простых фотоэлектрических системах, где напряжение фотоэлектрического модуля соответствует напряжению батареи, использование электроники MPPT обычно считается ненужным, так как напряжение батареи достаточно стабильно, чтобы обеспечить почти максимальный сбор мощности от модуля PV. В небольших устройствах (например, калькуляторы, парковочные счетчики) потребляется только постоянный ток (DC). В больших системах (например, здания, удаленные водяные насосы) обычно требуется AC. Чтобы преобразовать DC из модулей или батарей в AC, используется инвертор.
В сельскохозяйственных условиях массив может использоваться для непосредственного питания насосов постоянного тока без использования инвертора. В отдаленных местах, таких как горные районы, острова или другие места, где отсутствует электрическая сеть, солнечные батареи могут использоваться как единственный источник электроэнергии, как правило, путем зарядки аккумуляторной батареи. Автономные системы тесно связаны с микрогенерированием и распределенной генерацией.
Системы Pico PV
Самые маленькие, часто портативные фотогальванические системы называются солнечными фотоэлектрическими системами pico, или пико-солнечными. В основном они сочетают в себе перезаряжаемую батарею и контроллер заряда, с очень маленькой панелью PV. Номинальная мощность панели составляет всего несколько ватт-пиков (1-10 Вт), а ее площадь составляет менее одной десятой квадратного метра или один квадратный фут. Широкий спектр различных приложений может быть подключен к солнечной энергии, такой как музыкальные проигрыватели, вентиляторы, переносные лампы, защитные огни, комплекты солнечного освещения, солнечные фонари и уличный фонарь (см. Ниже), зарядные устройства для телефона, радиоприемники или даже маленький семидюймовый ЖК-дисплей телевизоры, которые работают на менее чем 10 Вт. Как это имеет место для выработки электроэнергии из pico hydro, системы pico PV полезны в небольших сельских сообществах, которым требуется лишь небольшое количество электроэнергии. Поскольку эффективность многих приборов значительно улучшилась, в частности благодаря использованию светодиодных фонарей и эффективных перезаряжаемых батарей, pico solar стала доступной альтернативой, особенно в развивающемся мире. Метрический префикс pico — триллионный показатель, указывающий на малость электрической мощности системы.
Солнечные уличные фонари
Солнечные уличные фонари поднимают источники света, которые питаются от фотогальванических панелей, обычно установленных на структуре освещения. Солнечная батарея такой внесистемной фотоэлектрической системы заряжает перезаряжаемую батарею, которая в течение ночи заряжает флуоресцентную или светодиодную лампу. Солнечные уличные фонари представляют собой автономные энергосистемы и имеют преимущество экономии на траншеях, озеленении и эксплуатационных расходах, а также на электрических счетах, несмотря на их более высокую начальную стоимость по сравнению с обычным уличным освещением. Они разработаны с достаточно большими батареями для обеспечения работы в течение по крайней мере недели и даже в худшем случае, ожидается, что они будут немного тусклыми.
Телекоммуникации и сигнализация
Солнечная энергия PV идеально подходит для телекоммуникационных приложений, таких как местная телефонная станция, радио- и телевещание, микроволновая печь и другие формы электронных линий связи. Это связано с тем, что в большинстве телекоммуникационных приложений уже используются аккумуляторные батареи, а электрическая система — в основном DC. В холмистой и горной местности радио и телевизионные сигналы могут не доходить, поскольку они блокируются или отражаются обратно из-за волнообразной местности. В этих местах установлены низкомощные передатчики для приема и повторной передачи сигнала для местного населения.
Солнечные транспортные средства
Солнечный автомобиль, будь то наземный, водный, воздушный или космический транспорт, может получить часть или всю энергию, необходимую для их работы от солнца.Поверхностные транспортные средства обычно требуют более высоких уровней мощности, чем могут выдерживать солнечные батареи практически размера, поэтому батарея помогает удовлетворить максимальную потребляемую мощность, а солнечная батарея заряжает ее.Космические аппараты успешно использовали солнечные фотогальванические системы в течение многих лет эксплуатации, устраняя вес топлива или первичных батарей.
Солнечные насосы
Одним из наиболее экономичных солнечных применений является насос с солнечной батареей, поскольку гораздо дешевле приобрести солнечную панель, чем использовать линии электропередачи. Они часто удовлетворяют потребность в воде, недоступной линиям электропередачи, занимая место ветряной мельницы или ветряной помпы. Одним из распространенных применений является заполнение резервуаров для полива животноводства, так что выпас скота может выпить. Другим является заправка резервуаров для хранения питьевой воды на удаленных или самодостаточных домах.
космический корабль
Панели солнечных батарей на космических аппаратах были одним из первых применений фотогальваники с момента запуска Vanguard 1 в 1958 году, первого спутника для использования солнечных батарей. В отличие от Спутника, первого искусственного спутника для орбиты планеты, в течение 21 дня из-за отсутствия солнечной энергии, из-за отсутствия солнечной энергии, большинство современных спутников связи и космических зондов во внутренней солнечной системе полагались на использование солнечных панелей для получать электричество от солнечного света.
Расходы и экономия
Стоимость производства фотовотажных клеток снизилась из-за эффекта масштаба в производстве и технологическом прогрессе в производстве. Для крупномасштабных установок цены до 1,00 долл. США на ватт были распространены к 2012 году. В Европе с 2006 по 2011 год было достигнуто снижение на 50% в Европе, и к 2020 году существует вероятность снизить стоимость производства на 50%. Кристаллический кремниевый солнечный клетки в значительной степени были заменены более дешевыми многокристаллическими кремниевыми солнечными батареями, а тонкопленочные кремниевые солнечные элементы также были разработаны в последнее время при меньших затратах на производство. Хотя они снижаются в эффективности преобразования энергии из однокристаллических «сиваров», их также намного легче производить при сравнительно меньших затратах.
В приведенной ниже таблице показана общая стоимость в долларах США за кВтч электроэнергии, вырабатываемой фотогальванической системой. Заголовки строк слева показывают общую стоимость, на пик киловатт (кВт), фотогальванической установки. Расходы на фотогальваническую систему снижались, и в Германии, к примеру, к концу 2014 года, как сообщается, они упали до 1389 долл. США / кВтч. Заголовки столбцов в верхней части относятся к годовой выработке энергии в кВтч, ожидаемой от каждой установленной кВт. Это зависит от географического региона, потому что средняя инсоляция зависит от средней облачности и толщины атмосферы, проходящей через солнечный свет. Это также зависит от пути солнца относительно панели и горизонта. Панели обычно устанавливаются под углом, основанным на широте, и часто они корректируются сезонно, чтобы соответствовать изменению солнечного склонения. Солнечное отслеживание также может быть использовано для доступа к еще большему перпендикулярному солнечному свету, тем самым повышая общую выходную мощность.
Вычисленные значения в таблице отражают общую стоимость центов за кВтч. Они предполагают 10% -ную общую капитальную стоимость (например, 4% -ную процентную ставку, 1% операционных и эксплуатационных расходов и амортизацию капитальных затрат в течение 20 лет). Обычно фотогальванические модули имеют 25-летнюю гарантию.
| Стоимость генерируемого киловатт-часа PV-системой (US ¢ / kWh) в зависимости от солнечной радиации и стоимости установки в течение 20 лет эксплуатации |
|||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Монтаж стоимость $ за ватт |
Инсоляция ежегодно генерирует киловатт-часы на установленную мощность кВт (кВтч / кВт · ч) | ||||||||||||
| 2400 | 2200 | 2000 | 1800 | 1600 | 1400 | 1200 | 1000 | 800 | |||||
| $ 0,20 | 0.8 | 0.9 | 1,0 | 1,1 | 1,3 | 1.4 | 1,7 | 2,0 | 2.5 | ||||
| $ 0,60 | 2.5 | 2,7 | 3.0 | 3,3 | 3,8 | 4,3 | 5.0 | 6,0 | 7,5 | ||||
| $ 1,00 | 4,2 | 4.5 | 5.0 | 5,6 | 6,3 | 7,1 | 8,3 | 10,0 | 12,5 | ||||
| $ 1,40 | 5,8 | 6,4 | 7,0 | 7,8 | 8,8 | 10,0 | 11,7 | 14,0 | 17,5 | ||||
| $ 1,80 | 7,5 | 8,2 | 9,0 | 10,0 | 11,3 | 12,9 | 15,0 | 18,0 | 22,5 | ||||
| $ 2,20 | 9,2 | 10,0 | 11,0 | 12,2 | 13,8 | +15,7 | 18,3 | 22,0 | +27,5 | ||||
| $ 2,60 | 10.8 | 11,8 | 13,0 | 14,4 | 16,3 | 18,6 | 21,7 | 26,0 | 32,5 | ||||
| $ 3,00 | 12,5 | 13,6 | 15,0 | +16,7 | 18,8 | 21,4 | 25,0 | 30,0 | +37,5 | ||||
| $ 3,40 | 14,2 | 15,5 | 17,0 | 18,9 | 21,3 | 24,3 | 28,3 | 34,0 | 42,5 | ||||
| $ 3,80 | +15,8 | +17,3 | 19,0 | 21,1 | 23,8 | 27,1 | 31,7 | 38,0 | 47,5 | ||||
| $ 4,20 | 17,5 | 19,1 | 21,0 | 23,3 | 26,3 | 30,0 | 35,0 | 42,0 | 52,5 | ||||
| $ 4,60 | 19,2 | 20,9 | 23,0 | 25,6 | 28,8 | 32,9 | 38,3 | 46,0 | 57,5 | ||||
| $ 5,00 | 20,8 | 22,7 | 25,0 | 27,8 | 31,3 | 35,7 | 41,7 | 50,0 | 62,5 | ||||
Заметки:
|
|||||||||||||
Стоимость системы в 2013 году
В своем выпуске в 2014 году доклада «Технологическая дорожная карта: солнечная фотоэлектрическая энергия» Международное энергетическое агентство (МЭА) опубликовало цены в долларах США на ватт для жилых, коммерческих и коммунальных систем PV для восьми основных рынков в 2013 году.
| USD / W | Австралия | Китай | Франция | Германия | Италия | Япония | Великобритания | Соединенные Штаты |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Жилой | 1,8 | 1,5 | 4,1 | 2,4 | 2,8 | 4,2 | 2,8 | 4,9 |
| коммерческий | 1,7 | 1.4 | 2,7 | 1,8 | 1,9 | 3,6 | 2,4 | 4.5 |
| Утилита масштаба | 2,0 | 1.4 | 2,2 | 1.4 | 1,5 | 2,9 | 1,9 | 3,3 |
| Источник : МЭА — Дорожная карта технологии: отчет солнечной фотоэлектрической энергии | ||||||||
Фотовольтаические системы демонстрируют кривую обучения в терминах «Уцененная стоимость электроэнергии» (LCOE), снижая ее стоимость за кВтч на 32,6% за каждое удвоение мощности. Из данных LCOE и совокупной установленной мощности Международного агентства по возобновляемой энергии (IRENA) с 2010 по 2017 год уравнение кривой обучения для фотогальванических систем приводится как
LCOE: расчетная стоимость электроэнергии (в долларах США / кВт-ч)
Емкость: совокупная установленная мощность фотоэлектрических систем (в МВт)
регулирование
Стандартизация
Увеличение использования фотогальванических систем и интеграция фотоэлектрической энергии в существующие структуры и методы снабжения и распределения повышает ценность общих стандартов и определений для фотогальванических компонентов и систем. Стандарты составлены в Международной электротехнической комиссии (IEC) и применяются к эффективности, долговечности и безопасности ячеек, модулей, программ моделирования, штепсельных разъемов и кабелей, систем крепления, общей эффективности инверторов и т. Д.
Планирование и разрешение
Хотя статья 690 Национального электрического кодекса содержит общие рекомендации по установке фотоэлектрических систем, эти руководящие принципы могут быть заменены местными законами и правилами. Часто требуется разрешение, требующее представления планов и структурных расчетов до начала работы. Кроме того, во многих местах требуется, чтобы работа выполнялась под руководством лицензированного электрика.Проконсультируйтесь с местным AHJ города / округа (орган, имеющий юрисдикцию), чтобы обеспечить соблюдение любых применимых законов или правил.
В Соединенных Штатах Орган, имеющий юрисдикцию (AHJ), рассмотрит проекты и выдаст разрешения, прежде чем строительство может законно начаться. Методы электроустановок должны соответствовать стандартам, изложенным в Национальном электрическом кодексе (NEC), и должны быть проверены AHJ для обеспечения соответствия строительному коду, электрическому коду и коду пожарной безопасности. Юрисдикции могут потребовать, чтобы оборудование было проверено, сертифицировано, зарегистрировано и помечено как минимум одной из лабораторий, сертифицированных на национальном уровне (NRTL). Несмотря на сложный процесс установки, недавний список солнечных подрядчиков показывает, что большинство инсталляционных компаний были основаны с 2000 года.
Национальные правила
Великобритания
В Великобритании установки PV обычно считаются разрешенной разработкой и не требуют разрешения на планирование. Если имущество указано или находится в специально отведенном для этого месте (Национальный парк, Область выдающейся природной красоты, Участок особого научного интереса или Норфолк Бродад), тогда требуется разрешение на планирование.
Соединенные Штаты
В США многие населенные пункты требуют разрешения на установку фотогальванической системы. Система с привязкой к сетке обычно требует лицензированного электрика, чтобы установить соединение между системой и подключенной к электросети проводкой здания.Устроители, отвечающие этим требованиям, находятся практически в каждом штате.Государство Калифорния запрещает ассоциациям домовладельцев ограничить использование солнечных батарей.
Испания
Хотя Испания производит около 40% своей электроэнергии через фотоэлектрические и другие возобновляемые источники энергии, а такие города, как Уэльва и Севилья, имеют почти 3000 часов солнечного света в год, Испания выпустила солнечный налог для учета задолженности, созданной инвестициями, сделанными испанское правительство. Те, кто не подключается к сетке, могут получить штраф в размере 30 миллионов евро (40 миллионов долларов США).
Ограничения
Загрязнение и энергия в производстве PV
PV был широко известным методом получения чистого, безэлектродного электричества.Фотоэлектрические системы часто изготавливаются из PV-модулей и инвертора (изменение постоянного тока на переменный ток). PV-модули в основном изготовлены из фотоэлементов, которые не имеют принципиального отличия от материала для изготовления компьютерных чипов. Процесс производства фотоэлементов (компьютерных чипов) является энергоемким и включает в себя высокотоксичные и токсичные химические вещества. Во всем мире существует несколько заводов по производству PV, которые производят PV-модули с энергией, производимой из PV. Эта мера значительно снижает углеродный след во время производственного процесса. Управление химическими веществами, используемыми в производственном процессе, регулируется местными законами и правилами завода.
Влияние на электрическую сеть
С увеличением уровня фотоэлектрических систем на крыше поток энергии становится двухсторонним. Когда есть больше местного поколения, чем потребление, электричество экспортируется в сетку. Однако электрическая сеть традиционно не предназначена для решения двухсторонней передачи энергии. Поэтому могут возникнуть некоторые технические проблемы. Например, в Квинсленде, Австралия, к концу 2017 года насчитывалось более 30% домашних хозяйств с крышей PV. Знаменитая калифорнийская кривая утки 2020 часто появляется для многих общин с 2015 года. Проблема перенапряжения может возникать по мере того, как электричество течет из этих домашних хозяйств PV обратно в сеть. Существуют решения для решения проблемы избыточного напряжения, такие как регулирование коэффициента мощности инвертора PV, новое оборудование для управления напряжением и энергией на уровне распределителя электроэнергии, повторный проводник электрических проводов, управление спросом и т. Д. Часто существуют ограничения и издержки, связанные с эти решения.
Влияние на управление спросом на электроэнергию и энергетические инвестиции
В энергетическом или энергетическом спросе и управлении счетами нет серебряной пули, потому что клиенты (сайты) имеют разные конкретные ситуации, например, различные потребности в комфорте / комфорте, различные тарифы на электроэнергию или различные схемы использования. Тариф на электроэнергию может иметь несколько элементов, таких как ежедневный доступ и плата за дозатор, заряд энергии (на основе кВтч, МВт-ч) или пиковый спрос (например, цена на самое высокое 30-минутное потребление энергии в месяц). PV является перспективным вариантом снижения энергозатрат, когда цена на электроэнергию достаточно высока и постоянно растет, например, в Австралии и Германии. Однако для сайтов с пиковой нагрузкой на потребление PV может быть менее привлекательным, если пиковые потребности в основном происходят в конце дня до раннего вечера, например, в жилых сообществах. В целом, инвестиции в энергетику в значительной степени являются экономическим решением, и лучше принимать инвестиционные решения на основе систематической оценки вариантов оперативного улучшения, энергоэффективности, генерации и хранения энергии на месте.