假如不是柴文艺的“穹顶之下”,估量我一向要把这篇文章压着。此刻不用去理睬关于柴阿姨的纷争,她对环保的呼吁,惊醒了与环保多少还有点沾边的我:假如我还压着这篇有关提高节能环保的文章,多少显得我有些麻痹!引证央广我国之声谈论“美国娃她娘都这么关怀天朝的环保”,Duang,新年,第一篇,咱走起!
笔者一向想写个有关LED照明选用与太阳能分布式体系良性互动的剖析,LED怎么有用下降业主前期体系本钱出资,添加收益等,然后推进太阳能分布式更好地开展。
我将别离剖析高效LED的选用对太阳能LED照明小体系,太阳能LED路灯和炽热的太阳能分布式房顶的良性促进,文中有些浅表的出资报答表格剖析,我已极力简化,您没耐性看,不要紧,只需重视笔者的几点总结和考虑即可。
一、太阳能LED照明小体系
咱们首先从太阳能LED照明小体系来剖析一下。图片是笔者光伏圈一位”老法师”规划的生果太阳能LED灯具系列。
此类灯具常见核心部件:
锂电蓄电池本身作业电压DC3.7V,与LED灯珠Vf相仿,为了便于了解,咱们选用LED灯珠并联的方法来简化核算,首要意图在于剖析高效LED颗粒选用对体系本钱的影响。
咱们简略利用光效与电流的联系,界说驱动电流。
a)假如选用低光效LED颗粒,单颗电流@300mA,Vf=3V,100LPW,需求5颗LED灯珠并联;那么LED体系功率依照5瓦核算,每天规划作业4小时,充溢电能接连作业3个夜晚,峰值日照小时数选用5小时,咱们能够简略核算得出:
体系电压3.7V,作业电流:5/3.7=1.35A;
蓄电池容量1.35*4*(3+1)=21.6Ah,考虑到锂电池放电深度,取DC3.7V,25Ah;
太阳能电池板功率核算:1.35*4*1.2*6/5=7.8瓦;取8瓦,DC6V,(考虑体系损耗,太阳能电池板容量预留20%)
b)假如选用高光效LED颗粒,单颗电流@300mA,Vf=3V,140LPW,需求4颗LED灯珠并联,那么LED功率为4瓦,每天规划作业4小时,充溢电能接连作业3个夜晚,峰值日照小时数选用5小时,咱们同上能够简略核算得出:
蓄电池容量DC3.7V,20Ah;
太阳能电池板功率6.5瓦,DC6V;
那么发生什么样的本钱影响呢?
这便是为什么其时这位老法师在笔者面前“揄扬”其选用日本某品牌高光效LED颗粒,虽然LED本钱添加,但体系归纳本钱大为下降。
二、太阳能LED路灯规划
同上剖析,咱们再来看惯例太阳能LED路灯,LED路灯体系光效对太阳能体系的影响。
太阳能路灯核心部件:
笔者的团队正在给上海某工厂厂区规划路途照明,LED路灯功率30瓦,体系光效100LPW,体系电压DC12V,灯杆高6米,距离10米,路双侧装置,路灯每晚满功率作业10小时,接连5个阴雨天的蓄电池主动续航照明,依照峰值日照小时数4小时,大致装备:
LED灯头30瓦;
体系电压12V,作业电流:30/12=2.5A;
蓄电池容量2.5*10*(5+1)/0.8=187.5Ah,考虑铅酸蓄电池放电深度,取DC12V,200Ah;
多晶太阳能电池板功率核算:2.5*10*1.2*18/4=135瓦;太阳能电池板取多晶135瓦,DC18V输出;
那么假如咱们选用体系光效只要85LPW的灯头,在相同的配光情况下,咱们能够以为,LED体系功率要至少35瓦。那么要到达相同的体系自治要求,装备需求:
LED灯头35瓦;
蓄电池DC12V,230Ah;
单晶太阳能组件160瓦,DC18V输出;
本钱比较如下:
三、LED照明对分布式太阳能房顶的良性互动
最终,咱们来看时下最热的分布式太阳能房顶:
体系根本构成:
咱们结合现在手中操作的一座上海的印刷工厂房顶装置太阳能计划来进行模拟核算;假定该工厂首要作业负载为照明和印刷设备。本事例中为了便利核算,咱们选用照明用电占该厂区总耗电10%来核算。
注:本来笔者参照LED前锋人物RolandHaitz给出的一个比例:世界上20%的电力用来照明,但为了简略,本文咱们取10%。 RolandHaitz,前安捷伦科技CTO,他有一个Haitz规律,关于LED光效和本钱之间的互动联系:every decade,the cost per lumen falls by afactor of 10,the amount of light generated per LED packag eincreases by afactor of 20 for a given wavelength of light,简略的说便是每十年,LED每流明的本钱下降10个因子,而光通量将上升20个因子。个人感觉现在的技术开展,或许不需求十年的时刻跨过即可 到达。
进行LED节能改造前,原有灯具为老旧的金卤灯具,250瓦,60套,总功率理论上15000瓦(实践功耗远高于此数值,一个电源本身功率,还有此类灯具热机过程中的巨大耗电量,此处简化为抱负的标称功率)。
那么依据上述因子,能够推算出该车间作业负载总功率为150000瓦,其间印刷设备,办公设备的总功率145000瓦,咱们对车间进行实地丈量和DIALux模拟核算剖析,100瓦LED工矿灯即可到达本来250瓦灯具的照明作用。此刻,LED灯具总功率6000瓦。
1、核算太阳能板装置规划容量
太阳能所发电量能够保持白日负载用电。
注:1)、在实践核算中,咱们一般选用专业规划软件,如PVSys和RetSCREEn等进行核算,就如咱们选用DIALuxevo核算照明作用相似;
2)、为了简化了解,咱们采纳365天作业;实践使用中,周末歇息,负载不作业,太阳能所发电量简直100%悉数主动上网;
3)、体系容量的规划还要取决于当地供电局装备的变压器容量,一般10KVA变压器支撑400KW太阳能装机容量。
2、核算现金收益
由上述核算,咱们得出“仅装置太阳能”和“装置太阳能+LED照明节能改造”,两种景象下的太阳能规划容量,咱们简化规划容量别离如下:460Kw和430Kw:
由于太阳能发电享用中心和当地补助以及余电上网收入,那么:
现金收入=(中心+当地补助单价)*太阳能总发电量+余电上网收入
比方第一年现金收入=(0.42+0.25)*487600+0.45*48760=348634;从第6年开端,包含第6年,上海市当地补助将不再享有。
3、归纳收益比照
设定当地市电价格:1元/Kwh
1)、出资报答期测算
很明显:装置LED和太阳能房顶,6年回本并取得收益,而单纯装置太阳能板,需求7年时刻才干回本。
2)、出资总报告测算
归纳两张表能够看出:
a)、单纯装置太阳能电池板,20年时刻里总效益:1390万,初始出资本钱460万,灯具寿数依照3年一个轮换周期,换6次,耗资12万,相当于初始出资本钱472万,净收益918万,年报答率9.7%;
b)、LED+装置太阳能电池板,20年时刻里总效益:1376万,初始出资本钱430万,LED灯具寿数依照5年一个轮换周期,换4次,耗资24万,相当于初始出资本钱454万,净收益922万,年报答率10.2%。
注:以上核算仅仅显现在同等条件下,装置LED之后的太阳能体系与未装置LED的太阳能体系的收益比照,咱们简化了一些变量。在实践核算中,咱们有必要考 虑太阳能电池板输出功率的衰减,一般第一年咱们采纳1.5%,今后逐年依照0.7%衰减率,另外在出资核算模型时,咱们还要考虑必要的金融本钱和金融杠杆 东西,愈加靠近实在的出资报答。
末端,再额定弥补几句,欢迎我们拍砖:
1、以上各类核算和剖析,简而言之:花小钱(LED照明出资相对于太阳能房顶的出资,比例很小),办大事。太阳能分布式假如辅以作业负载端节能改造,比方LED照明使用,出资报答如虎添翼;
2、LED照明能够发挥其易于调光调色,进一步下降能耗,然后能够进一步下降太阳能规划容量;
3、未来太阳能分布式家庭,室内装置有各类节能电器,包含LED灯具,还有储能设备,将有一套HEMS(居家动力办理体系)无线网络办理这些负载端,储能端和太阳能光伏发电端。
LED灯具作为节能照明的功用或许不再是其卖点,而是将LED灯具作为HEMS这个微型网络的一个Node载体,搜集各类信息,灯具与灯具之间进行通讯组网,灯具与控制中心之间通讯。
比方,室外灯具能够集成气温计,感知气候改变,及时宣布预警信息至控制中心,控制中心主动侦测储能蓄电池容量,决议太阳能光伏板发电是否优先充蓄电池。
相同的LED路灯,将成为一个优秀的传感器集成渠道,成为市政办理大数据信息收集渠道,更远一些,去中心化的大布景下,分布式清洁动力构建的微电网里,LED照明也会扮演一个节能和信息吸取传输的两层人物!