改革能源建議，百頁光伏電池——振興光伏業(yè)的妙招，根治霧霾的良藥，生態(tài)能源改革的利劍，擴(kuò)大內(nèi)需、維持國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的動力

太陽能光伏電池是清潔、永恒的綠色能源，是維護(hù)生態(tài)環(huán)境的最好能源。依最佳傾角斜裝效益好，為用者首選，廣用于搞屋頂計(jì)劃。亦可垂直安裝，但效率低，僅約前者60%。用者鮮見。為提高其應(yīng)用效率，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，對百頁光伏電池作如下探討:

一、構(gòu)造

1.電池頁片:用156×156電池晶片，3mm厚低鐵超白鋼化玻璃面板、黏接劑及底板層壓制成，晶片串聯(lián)，塑膠封邊。

2.安裝傾角用最佳角效率好?！短柲芄夥l(fā)電應(yīng)用技術(shù)》有“中國部分地區(qū)并網(wǎng)光伏發(fā)電的方陣最佳傾角”。各地不同，在10°～45°之間。都按最佳角，品種太繁?？煞謪^(qū)選用15°(長沙)、23°(南京)、33°(北京)、40°(佳木斯)制作，用于正頁角差5°以內(nèi)地區(qū)。亦可選中間角28°(濟(jì)南)，全國通用。

傾角偏離最佳角的效益降低率p可用下式核算:

p=(H_t`-H_tt)n/［(90-β_cpt)H_t］(1-1)

式中H_t、H_tt分別為最佳角安裝、垂直安裝的全年太陽輻照量(kW/(m·²d))。

n=β-β_cpt

β、β_cpt為安裝傾角、最佳角

《太陽光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)》“中國部分城市并網(wǎng)光伏系統(tǒng)能量償還時間”有各地最佳角和輻照量數(shù)值。

以?？跒槔罴呀铅?sub>cpt=10，Ht=3.8915，H_tt=2.071，代入(1-1)式得:

p=(3.8915-2.071)n/［(90-10)×3.8915］=0.0058n

當(dāng)β=15，n=15-10=5，p=0.0058×5= 0.029，發(fā)電效率約為最佳角的97%，為垂直安裝的1.82倍。

當(dāng)β=28，n=18，p=0.0058×18=0.104，效率約為最佳角的90%，為垂直安裝的1.69倍。

又如哈爾濱φ=45.45，β_cpt=38，H_t=4.231，H_tt=3.074，當(dāng)

β=28，n=10

p=(4.231-3.074)×10/［(90-38)×4.231］=0.053。

效率約為最佳角的95%，為垂直安裝的1.3倍。

28°傾角方案，全國通用是可行的，效率均在最佳角的90%以上。分區(qū)方案則更好。

3.垂直頁距:與確定兩排矩陣間最小水平距離略有不同，要依夏至日太陽最高角，取夏至日赤緯角σ=23.45°和時角ω=3×15=45°來計(jì)算太陽入射角θ:

cosθt=cos(φ-β)cosσcosω+sin(φ-β)sinσ(1-2)

圖一　太陽入射示意圖

由太陽入射示意圖知:

頁距D=lsinβ+lcosβtan(90-β-θ)(1-3)

當(dāng)取β=28，則濟(jì)南緯度φ=36.36，(φ-β)=8.36

代入(1-2)式得:

cosθ=cos8.36cos23.45cos45+sin8.36sin23.45= 0.7002θ=45.3，頁寬l=160

90-β-θ=90-28-45.3=16.7，代入(1-3)式:

頁距D=160sin28+160cos28tan16.7

　　 =160×0.4695+160×0.883×0.3057=118

用于哈爾濱，φ=45.45，φ-β=17.45，cosθ=0.7373

θ=42.3，tan(90-28-42.3)=tan20= 0.367，D=127

頁距可取120～130。

4.邊框:用塑鋼特制槽形截面，按傾角、頁距留安裝槽，對稱制作。

5.百頁光伏電池構(gòu)造示意圖:

二、應(yīng)用設(shè)想

1.百頁光伏電池專用于向陽墻面垂直安裝，用膨脹螺栓固定?？蛇m用于寬度系列:600、900、1200、1500、1800…

高度系列:1000、1250、1500、…、2750、3000…的墻面。

2.百頁電池面積為常規(guī)電池垂直安裝的1.28倍。吸收輻照量為最佳角的90%以上，發(fā)電效率優(yōu)于最佳角安裝，遠(yuǎn)高于常規(guī)電池板垂直安裝。為應(yīng)用首選。

3.新老建筑都能適用，只要是向陽墻面都能安裝?？沙浞掷酶黝惤ㄖ南蜿枆γ婀夥l(fā)電。有兩間3.3m開間南房的住戶的向陽墻面，能安裝約2500W以上百頁光伏電池，能滿足一般供電需求。新建建筑，可實(shí)施光伏-建筑一體化。在向陽墻面滿裝百頁光伏電池，屋面用于光熱工程，就地發(fā)電供用，建成自給有余，并網(wǎng)調(diào)節(jié)的光伏綠色建筑。

4.百頁光伏電池亦可安裝于已有建筑南墻，建分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)?？杀３衷泄╇娋€路、設(shè)施不變，就近并入市電網(wǎng)供用。此法簡易方便，不占地，不用支架，投資少，極易實(shí)施。應(yīng)用此法可以對所有城鎮(zhèn)實(shí)施光伏生態(tài)能源改造。將向陽墻面都裝上百頁光伏電池，廣建依附房屋的分布式光伏電站，就近并網(wǎng)，滿足供電需求。用陽光電逐步替代乃至淘汰火電，減少、杜絕溫室氣體排放，維護(hù)大氣清新，健康，建設(shè)生態(tài)文明城鎮(zhèn)。

城鎮(zhèn)清潔陽光能源改造投資大，可動員民眾協(xié)力，自愿投資辦光伏電。每戶投資3000W，大約兩萬多元即可。由地方政府組織，電業(yè)公司主辦、經(jīng)營。逐年以合理數(shù)額的發(fā)電量償還投資人，確保投資者25或30年用電不花錢。用不完的還可以兌現(xiàn)獲得余電收益。民眾能得到實(shí)惠，又是投資生態(tài)能源建設(shè)，造福千秋后代的偉業(yè)，定會擁護(hù)，積極參與?？扇嫱茝V實(shí)施，早日完成清潔、生態(tài)能源改革。生態(tài)文明城鎮(zhèn)指日可待。

5.百頁光伏電池亦可用于建光伏電站，在塔架或幕墻安裝。占地少，投資省，效率亦優(yōu)于最佳傾角斜裝。哪里要電就在鄰近選合適空地插建，亦可分散插建，以彌補(bǔ)供電不足。

6.在公路兩旁可廣建防護(hù)屏式百頁光伏電站，便利電動車充電。以優(yōu)惠的價格，鼓勵、引導(dǎo)用電動車。重獎汽車油改電(車身外形不變，用變頻電動機(jī)替代內(nèi)燃機(jī)和變速箱，多配蓄電池，多路儲電，換擋用電)，減少油耗和尾氣排放，維護(hù)空氣清新，減少、杜絕霧霾，降低噪音，保護(hù)生態(tài)，維護(hù)生命和健康(現(xiàn)在耗油汽車太多了!空氣重度污染，霧霾頻發(fā)，遲遲不散，能否給電動車特大優(yōu)惠:免費(fèi)或極低價供電。鼓勵汽車油改電。汽車油改電是根治霧霾良策)。

百頁光伏電池是一項(xiàng)產(chǎn)品革新建議，能提高垂直安裝的發(fā)電效益，開擴(kuò)太陽能電池在向陽墻面等垂直領(lǐng)域的應(yīng)用。為普及陽光電，全民協(xié)力大搞生態(tài)能源改革開辟了通道。是擴(kuò)大內(nèi)需，振興光伏業(yè)的妙招，是改革能源，進(jìn)行生態(tài)文明建設(shè)的主力，也是推動囯民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的陽光動力，定能為促進(jìn)陽光世界早日到來效力。

在2020年前完成城鎮(zhèn)生態(tài)能源改造，為小康社會添異彩、為美麗中國增光輝!

2013年1月26日