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太阳能声屏障的探讨晶澳（扬州）太阳能光伏工程有限公司何永芬主要内容一、意义及前景二、太阳能声屏障的结构三、太阳能声屏障的性能四、太阳能声屏障的不足五、太阳能声屏障工程中须解决的问题一、意义及前景探讨的意义◆最近，国家电网公司下发了关于分布式光伏发电并网的【2012】1560号文件。文件明确，对于分布式光伏发电并网项目接入电网，将减免包括调试、检测等在内的服务费用。同时，满足上述条件的光伏电站接入电网的投资将由国家电网负责，即也免去接入费。◆分布式光伏发电是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的光伏发电项目。随着对分布式光伏发电免调试费、免检测费、免接入费政策的实施，分布式光伏电站的发展势必成为当前国际光伏“双反”严峻形式下的一个新亮点。在此背景下，如何在寸土寸金的城市中开发利用太阳能光伏也将成为热门课题。太阳能光伏在城市中的运用由于受土地资源的限制，目前的运用领域集中在建筑物的光伏并网或离网电站、光伏幕墙工程、太阳能路灯系统等。屋面或地面分布式并网电站晶澳扬州基地8#厂房屋顶（600KWp）晶澳扬州研发中心幕墙工程(10KWp)晶澳奉贤基地暴晒场（20KWp）晶澳奉贤基地双轴跟踪系统（10KWp）华网屋顶双轴系统华网屋顶项目外环隧道百叶窗式组件欧贝黎1.73MWp金太阳项目晶澳邢台基地金太阳项目（2MWp）晶澳合肥基地金太阳项目（1.4MWp）太阳能路灯系统常用太阳能方式的局限性◆建筑物屋面分布式光伏并网电站：需要未遮荫的屋顶面积做安装面，多数房屋屋顶有排风机或者冷却塔等占据了有效面积，限制了屋顶太阳能光伏的容量，另外不少大型厂房屋面采用的是不上人的彩钢瓦，不采用加固方式就达不到安装光伏电站的屋面荷载要求，采用加固则极大地增加了电站成本；◆光伏幕墙工程：由于幕墙建筑物相对有限，且幕墙可安装面积一般都较小，光伏系统的容量不会很大，加上系统成本较高，发电量也较常规安装组件低，因此目前光伏幕墙项目还是以景观、展示作用为主；◆太阳能路灯系统：需要配备蓄电设备，因此安装成本和维护成本都大大提高，同时废弃的蓄电池也增加了二次环境污染的风险。太阳能声屏障研究的意义◆太阳能声屏障的研究就是充分利用城市公路或城际铁路两旁安装声屏障的空间，而不需要单独的空间◆为在城市中发展分布式光伏电站提供一个新思路◆为城市道路两边的居民营造一个好的生态环境◆为道路两边的用电设施提供电源市场前景◆公路：据2012年全国交通运输工作会议报告：截至2011年底我国高速公里总里程达8.5万公里。据上海公路网查询，在上海行政管辖区域内，高速公路有830.5公里，省道有842.3公里，过境国道235公里，再加上市区环线有136.7公里，共有超2000公里的发展空间。◆铁路：城际高铁是指人口稠密的都市圈规划或修建的高速铁路客运专线系统。目前有京津城际、沪宁城际、京沪高铁、武广高铁、郑西高铁、沪杭高铁、杭甬高铁、甬温城际、福厦城际、广珠城际、长吉城际、胶济城际、昌九城际等，约有5000公里。二、太阳能声屏障的结构常规声屏障按外形分类◆直立型◆半封闭型◆全封闭型常规声屏障(直立型)半封闭型全封闭型常规声屏障按声学分类◆纯隔声的反射型声屏障◆复合型声屏障：采用上下吸声，中间隔声相结合。吸声材料有：离心玻璃棉、泡沫陶瓷吸声材料、水泥基复合吸声材料等常规声屏障结构常规太阳能组件结构常规组件结构带边框的常规组件双玻组件常规太阳能组件材料及性能常规声屏障和常规组件的结合方式◆用双玻太阳能组件直接替代常规声屏障中安全复合玻璃◆用常规太阳能电池板来替代常规声屏障的背面镀锌板材太阳能声屏障产品设计思路•目前上海现有声屏障在道路沿线的方向上的跨距有1米、1.5米、2米、2.5米四种，高度上基本是2米，因此可以将太阳能声屏障组件的规格尺寸设计为长×宽为1×1米和1.5×1米两种，这样可以两两组合满足现有声屏障的新建或改建工程。•太阳能声屏障的外观尺寸按2.5×1米的模数制作，因此受光面由1块长宽为1×1米和1块长宽为1.5×1米的太阳能电池板组合而成，面向车道的消声面则由消声材料制成长宽为2.5×1米的规格太阳能声屏障产品平板型太阳能声屏障有倾角的太阳能声屏障百叶窗式太阳能声屏障三、太阳能声屏障的性能太阳能声屏障的声学性能当噪声源发出的声波遇到声屏障时，它将沿三种方式传播，一部分越过声屏障顶端绕射到受声点；一部分穿透声屏障到达受声点；一部分在声屏障壁面产生反射。声屏障的作用就是阻止直接声的传播，隔离透射声，并使反射声又足够的衰减。太阳能声屏障相对于常规声屏障的结构而言，只是在其背面用约4mm厚的常规太阳能电池板取代了0.9-1.2mm厚的镀锌板材，或将常规的安全复合玻璃用大于6.5mm厚的双玻组件代替，因此不影响原有结构对声音的吸声能力，同时还增加了隔离透射声的能力，据相关报告4+4毫米厚的夹胶玻璃隔声量≥30dB(A)。太阳能声屏障的实际降噪效果由于声屏障的降噪效果不仅与声屏障的结构形式、选用材质、安装质量以及设置高度有关，还与声屏障的位置、范围、使用环境和测点位置有关，在诸多影响因素中只要其中一个因素发生较大的变化，就可能较大程度的影响声屏障的实际效果。因此，对某一声屏障的降噪效果只能大致确定一个范围或对某特定条件下的声屏障做一相应结论。太阳能声屏障发电功能太阳能电池主要依靠P-N结的光生伏打效应来工作,而当P型半导体和N型半导体紧密结合连成一块时,P型半导体中的空穴向N型半导体的方向扩散运动,而N型半导体的电子向P型半导体的方向扩散运动,如左图所示太阳能电池的工作原理P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子称为多数载流子,P型半导体中的电子和N型半导体中的空穴称为为少数载流子,在扩散运动的同时在P型半导体和N型半导体的中央形成了一个由N区指向P区的电场称为内建电场,在内建电场的影响下.将产生空穴向右而电子向左的飘移运动,当漂移运动和扩散运动达到平衡的时候就形成了P-N结.在开路的情况下,当光生电流和正向电流相等时,P-N结两端将建立起稳定的电势差Voc，如果与外电路接通,只要光生电流不停止,就会有源源不断的电流通过电路,P-N结起到了一个电源的作用.这就是太阳能电池的工作原理。不同斜面条件下月平均辐射量(kWh/m2/day)北纬31.183东经121.4831月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均值水平面总辐射量2.633.093.534.284.844.585.174.784.073.362.792.583.81散射量1.101.411.802.182.442.532.472.251.921.531.170.991.82直射量3.443.262.913.213.543.003.963.793.463.383.493.753.440度斜面2.583.063.494.184.824.555.144.764.013.332.722.543.7716度斜面3.123.493.724.274.754.435.034.784.223.723.253.184.0031度斜面3.473.723.764.164.474.134.684.574.213.903.573.604.0246度斜面3.643.763.633.864.003.664.144.174.013.893.703.833.8690度斜面3.032.852.402.182.031.862.022.212.482.823.003.302.51最佳角度值51.042.027.014.03.000.001.009.0023.038.049.055.025.9上海地区不同安装角度月平均辐射量太阳能声屏障其他性能•耐侯性好：产品具有耐水性、耐热性、抗紫外线、不会因雨水温度变化引起降低性能或品质异常。产品采用镀锌板材包边，耐候硅胶密封，太阳能电池板的使用寿命25年，H钢立柱表面镀锌外理防腐年限在15年以上，声屏障的折旧年限也为15年。•美观：可选择多种色彩和造型进行组合，与周围环境协调，形成亮丽风景线。•安全性能高、强度大、挠度小、具有良好的热稳定性能、透光率高、使用寿命长、自接性强。四、太阳能声屏障的不足太阳能声屏障实体工程实体工程照（受光面）实体工程照（吸声面）太阳能声屏障工程连线图◆垂直面发电功能较弱由于太阳能声屏障基本上垂直于安装面，太阳能光线与受光面的夹角偏大，相对于根据当地地理纬度设计的固定角安装或单、双轴系统，其发电量较少。◆设计时涉及的专业多既要懂声学方面的知识，又要懂太阳能发电知识，同时还要掌握土建结构知识、电气专业知识等◆制造不方便重量大、工序多、不能弯曲◆施工管理方面比较复杂太阳能声屏障有受光面（太阳能电池面）和吸声面之分，太阳能电池面必须朝向太阳，因此较常规声屏障，其安装上有方向性的限制，增加了施工难度。五、太阳能声屏障工程中须解决的问题◆正负极引出线太阳能电池板有正负之分，因此在制造便于安装的太阳能声屏障模块，必须需要考虑电极的结构形式◆布线方式太阳能声屏障模块之间的连线，考虑到声屏障的安装方式，底部是混凝土基础，上部是T型盖（为了增加声音的绕射能力，同时为了增加其防水能力），因此尽量将太阳能声屏障的串联线路走屏体的上部。◆并网点的选择可以选择现有公路/铁路两旁路灯配送电路系统的配电柜作为并网点。◆逆变器的选择组串式逆变器微逆变器Thankforyourattentionheyf@jasolar.com021-60955782