太阳能与建筑相结合
目前，太阳能光伏发电技术正在走向成熟，是最具可持续发展理念特征的可再生能源技术之一。全球范围内，许多国家都为发展太阳能光伏发电竭尽全力，其中德国和日本已走在前列。作为全球第二大能源消费国，中国正在加快可再生能源的开发与利用。我国的太阳能资源比较丰富且分布广泛，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。实际上，国内的太阳能光伏发电产业已显示出良好的发展前景。太阳能作为新能源和可再生能源的一种，是取之不尽、用之不竭的洁净能源。开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济发展和提高人民生活都有极为重要的意义。
建筑物自身能耗占世界总能耗的1/3，是未来太阳能光伏发电的最大市场。近年来，太阳能光伏建筑集成与并网发电得到快速发展。在此背景下，国内相继建成深圳世博园1兆瓦，北京市太阳能所100千瓦等光伏并网示范电站，国家科技部在十五科技攻关计划中又拨出专项基金，支持与建筑结合的光伏并网发电示范项目等。
北京申办奥运的成功，对光伏的应用提出了更高的要求，特别是并网光伏系统。这些系统一般都是与建筑结合起来的，因此在其功能性的考虑之外还须考虑其美观性和示范性。这就对光电产品与建筑结合的设计提出了更高的要求。
为此我们计划结合建筑的设计完成真正意义上的建筑与光伏发电系统的一体化设计目标，在额定功率条件下，逆变器效率≥90％。
解决的主要技术难点和问题：
1．太阳能发电与建筑结合的设计问题
2．安装结构的设计
3．不同地区、不同建筑物结构安装问题
三、发电技术原理
光电，也称作光伏发电，是利用太阳能电池半导体材料的光伏作用，将太阳能直接转换为电能。太阳能光伏发电有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要适用于无电网的边远地区和城市的小区及道路照明，整个系统造价相对较高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能，其系统寿命长达25年。
四、设备投资
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4X3kW光伏并网发电设备及材料
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名称
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规格
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数量
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单位
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单位成本（元）
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小计（元）
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备注
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太阳电池板
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50Wp
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240
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块
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1,950.00
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468,000.00
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电池板支架
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12000
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Wp
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3.00
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36,000.00
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并网逆变器
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3KW/220V
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4
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台
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15,000.00
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60,000.00
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阵列主接线箱
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4
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台
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800.00
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3,200.00
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阵列接线箱
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4
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台
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900.00
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3,600.00
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直流配电柜
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12kW
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1
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台
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2,700.00
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2,700.00
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交流配电柜
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12kW
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1
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台
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3,900.00
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3,900.00
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电缆线
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2.5mm2
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300
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米
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3.50
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1,050.00
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估算
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电缆线
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16mm2
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400
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米
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21.00
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8,400.00
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估算
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合计
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586,850
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五、经济分析
1．条件：北京地区位于北纬40度地区，属于太阳能资源较丰富带，太阳能年辐射总量在5600兆焦/平方米·年～6000兆焦/平方米·年，年日照时数在2600小时～3000小时。年平均气温11.8摄氏度。太阳电池阵列朝南40度倾角安装。
2．发电量：设计安装4套，每套按3千瓦的容量计算， 总计每年的发电量为4×4.928MWh（19712kWh）。
3．投资回收期限：协作方投资=总投资款-科技部补贴款，586850-200000=389550（元），其中，科技部补贴款每套按5万计。考虑到电价在25年内的上涨因素，每度电按1.2元计，平均每年节省电费约2.4万元， 16年收回投资。
六、社会效益
太阳能光伏发电在接收太阳光而发电时，不像火力发电那样产生大量的二氧化碳、氮氧化物等大气污染物质，不产生振动和噪声。关于二氧化碳的排放，即使考虑生产制造全过程，其排放量也远远小于化石燃料发电，具有可持续发展最理想的绿色能源特征，从无大气污染产生这一点来说，并网发电是未来光伏发电最主要的应用领域，它的开发有较高的环境保护效果。
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