家用收益運行狀況如何？探訪(fǎng)12年前中國家用光伏的首個(gè)安裝戶(hù)

在自家屋頂裝太陽(yáng)能發(fā)電系統每月能省多少電費?上海的屋頂太陽(yáng)能板傾斜多少度才能獲得高的發(fā)電效能?

一位退休多年的上海市民，已經(jīng)自籌資金在自家進(jìn)行了長(cháng)達12年的家庭光伏發(fā)電系統安裝實(shí)驗，采集到了第一手的實(shí)驗數據。而從2017年開(kāi)始，他又把研究重點(diǎn)放在了太陽(yáng)能余電利用新途徑和上海地區太陽(yáng)能電池板安裝佳傾角這兩件事上。

趙春江家屋頂的南側安裝了40平方米的太陽(yáng)能電池板

該家庭光伏實(shí)驗室的主人叫趙春江，他告訴澎湃新聞?dòng)浾?，從目前的?shí)驗數據來(lái)看，在上海地區安裝太陽(yáng)能電池板的佳傾角應該是10-15度之間，而非此前外界認為的理論值(20-25度)。

趙春江家門(mén)口掛著(zhù)一塊“上海電力學(xué)院太陽(yáng)能研究所實(shí)習基地”的牌子。

近一年僅購置實(shí)驗設備就花掉11萬(wàn)元

4月19日上午，申城陽(yáng)光明媚，在松江一處郊區別墅的屋頂上，40平方米的單晶硅太陽(yáng)能電池板以25度傾角面向陽(yáng)光，發(fā)出幽藍的光。小院門(mén)口，掛著(zhù)一塊“上海電力學(xué)院太陽(yáng)能研究所實(shí)習基地”的牌子。這里，就是上海電力學(xué)院太陽(yáng)能研究所名譽(yù)所長(cháng)趙春江的家。

“我已經(jīng)退休四年多了，現在每天的時(shí)間基本上都花在自己做實(shí)驗上，就是想摸索出上海屋頂搭建太陽(yáng)能電池板的佳數值，為未來(lái)居民家庭光伏發(fā)電積累一些經(jīng)驗。”65歲的趙春江說(shuō)著(zhù)，把澎湃新聞?dòng)浾哂M(jìn)一樓朝南的一個(gè)小房間——房間中間是一張長(cháng)條形的實(shí)驗桌，上面擺放著(zhù)趙春江花了約4.8萬(wàn)元人民幣從日本購回的制氫機，還有他從其他地方買(mǎi)來(lái)的儲氫罐、燃料電池、鋰電池，組成了一個(gè)“家庭PV發(fā)電、儲電、供電系統”。

趙春江說(shuō)，他正在給家里太陽(yáng)能發(fā)電系統用不完的余電，尋找一個(gè)并入國家電網(wǎng)出售之外的新途徑——制成氫氣存在儲氫罐里，需要用電時(shí)再把氫氣從儲氫罐里導出來(lái)，通過(guò)燃料電池轉換成電能和水。

一邊說(shuō)著(zhù)話(huà)，趙春江一邊打開(kāi)了儲氫罐的閥門(mén)，轉瞬間，燃料電池轉換出的電能就帶動(dòng)了四只小風(fēng)扇快速轉動(dòng)，另一側的導管內則滴下氫氣轉換電能后的產(chǎn)物——水。他說(shuō)，2017年6月至今，自己做這個(gè)家庭微電網(wǎng)實(shí)驗已經(jīng)花掉11萬(wàn)元，還不包括小型超級電容實(shí)驗的花費。

其實(shí)，趙春江為人所知的，是他“中國大陸地區安裝家庭光伏發(fā)電系統第一人”的身份。

早在2006年12月，當時(shí)還住在閔行區莘莊鎮的他就在自家小高層屋頂自費安裝了國內第一套家庭光伏發(fā)電系統，22塊太陽(yáng)能電池板、逆變器、電表、交流保護開(kāi)關(guān)和一套記錄系統全部由他自己設計、采購并請安裝公司上門(mén)安裝，當時(shí)總價(jià)超過(guò)14萬(wàn)元。

從2006年到2012年的6年間，這座發(fā)電功率約3000瓦的家庭式太陽(yáng)能屋頂電站天天無(wú)故障運行，日均發(fā)電近9000瓦時(shí)(9度電)，除了供家里白天用電外，剩下的三分之一電量并入大電網(wǎng)，逆向“發(fā)”電。

2005年6月14日，上海出臺了《上海市綠色電力認購營(yíng)銷(xiāo)試行辦法》，鼓勵單位和個(gè)人自愿認購綠色電力。但作為中國第一個(gè)吃螃蟹者，趙春江沒(méi)有立即享受到家庭發(fā)電的甜頭。

“剛開(kāi)始，我家的太陽(yáng)能屋頂發(fā)電不僅不賺錢(qián)，反而要多交電費。”趙春江苦笑著(zhù)說(shuō)，當時(shí)只有單相脈沖電表記錄用戶(hù)用電量。像他家這樣逆向上網(wǎng)發(fā)電，脈沖電表照走不誤，根本分不清用戶(hù)是用了一度電，還是發(fā)了一度電。2011年4月，上海市電力公司得知趙春江家的太陽(yáng)能屋頂“好心發(fā)電”卻被誤收電費后，專(zhuān)程上門(mén)為他家更換了全上海第一只智能雙向電表，才終止了這一尷尬局面。

這也成為上海家庭綠電上網(wǎng)出售的一個(gè)“轉折點(diǎn)”。趙春江向澎湃新聞?dòng)浾呋貞浾f(shuō)，他至今還清楚地記得，第一次收到“賣(mài)電”的補貼電費是2011年，那一次，市南供電局專(zhuān)門(mén)來(lái)人到家里告訴他，供電局向他的工行卡打入1600元電費，請他查收。

趙春江在家打開(kāi)儲氫罐閥門(mén)，進(jìn)行“家庭PV發(fā)電、儲電、供電系統”實(shí)驗。

“2016年7月14日，收到國網(wǎng)上海市電力公司跨行匯款的電費505.72元;2016年9月22日，收到上海電力公司電費700.68元;2017年3月30日，收到電費539.05元……”趙春江指著(zhù)電腦屏幕上的一個(gè)收支統計表告訴記者，這些年每筆“賣(mài)電”收入他都詳細記錄下來(lái)，目前，家庭自發(fā)的綠電已可享受?chē)液蜕虾５碾p重補貼，上海每度綠電0.4元的地方補貼是全國所有省份中補貼力度大的。“補貼不管你是發(fā)電自用還是賣(mài)給國家都能享受到，如果是賣(mài)給國家，另外還有每度0.47元煤電電價(jià)。”趙春江說(shuō)。

2012年，趙春江把家從莘莊搬到了松江，在改善居住條件的同時(shí)，他的屋頂太陽(yáng)能電池覆蓋面積也擴大到40平方米，發(fā)電功率達到3700瓦，平均年發(fā)電量在3900度左右。

每隔5分鐘測一次傾角對比數值

如今，趙春江又開(kāi)始全身心投入到新研究當中。

登上趙春江家三樓屋頂，澎湃新聞?dòng)浾呖吹?，除了朝南一側的屋頂已全部被單晶硅太?yáng)能板覆蓋外，屋頂中央平臺上還安裝了兩只銀灰色的輻射儀。

擦拭著(zhù)輻射儀鏡頭上的灰塵，趙春江說(shuō)，兩個(gè)輻射儀各有分工，一個(gè)用來(lái)測量水平面的太陽(yáng)輻射值，一個(gè)測量10度傾角的太陽(yáng)能輻射值。為了減少風(fēng)沙、灰塵和雨滴對光輻射的影響，他幾乎每天都會(huì )爬上屋頂擦拭。

在屋頂閣樓內，擺放著(zhù)數據采集器、模數轉換器和一臺筆記本電腦，從0點(diǎn)到23點(diǎn)55分，系統每隔5分鐘就會(huì )自動(dòng)采集一組數據(溫度、水平面、斜面輻射值)，并將每天測得的288組數據導入電腦。

“去年一年，我測了5度傾角太陽(yáng)輻射值的變化數據，今年計劃用一年時(shí)間測10度傾角的輻射值，明年再測15度的數據。”趙春江說(shuō)，迄今為止他已積累了12年的家庭光伏發(fā)電系統實(shí)驗數據，并在相關(guān)論壇和《光伏》雜志上分享了自己的實(shí)驗成果。他的目標是利用這些數據，求出一個(gè)上海地區(北緯29-33度范圍內)不同傾角太陽(yáng)能面板與平面的系數，為今后全市推廣普及家庭光伏發(fā)電系統提供實(shí)驗參照。

趙春江在自家屋頂安裝的兩只輻射儀分別用來(lái)測量水平面和10度傾角的太陽(yáng)輻射值

“從目前得到的實(shí)驗數據來(lái)看，在上海屋頂安裝太陽(yáng)能面板好的傾角并非是此前外界認為的20-25度(理論值)，而是10-15度，原本光伏界認為正南向陽(yáng)光輻射值高，但是實(shí)踐發(fā)現，在上海偏西南方向的光伏發(fā)電效率更高。”趙春江說(shuō)。

他進(jìn)一步解釋說(shuō)，上海的佳傾角為10-15度，原因是大氣污染和霧霾對陽(yáng)光產(chǎn)生了折射作用，以后如果大氣潔凈度提高了，佳傾角也有可能逐漸恢復到20-25度。

順著(zhù)趙春江手指的方向記者看到，松江周邊不少居民家的屋頂也戴上了“太陽(yáng)帽”，其中有一戶(hù)的太陽(yáng)能電池板面積已超過(guò)了趙家。“這些年不少居民來(lái)我家取經(jīng)，去年，我家周?chē)氖畮讘?hù)鄰居一窩蜂都裝上了家庭光伏發(fā)電系統。”趙春江說(shuō)，現在安裝一套4000瓦功率的家庭光伏發(fā)電系統只需幾萬(wàn)元，差不多5.86年就能收回投資，投資回報率在17%左右。除了家庭外，邊防、山頂哨所、地質(zhì)勘探隊等也都適用這種光伏發(fā)電戶(hù)用系統。

上海新能源行業(yè)協(xié)會(huì )有關(guān)人士向記者透露，截至目前，全國大約已有160萬(wàn)個(gè)家用光伏系統(戶(hù)用系統)投入使用，上海地區目前還沒(méi)有確切的統計數據，但2017年金山地區安裝了1600多戶(hù)，全市累計已安裝數量估計在12000戶(hù)左右。專(zhuān)家表示，上海市屋頂面積大約占全市土地面積的3%左右，約為200平方公里，如果全部安裝上光伏電池板，相當于建造了一個(gè)2000萬(wàn)千瓦的大型電廠(chǎng)。按人均年用電1000度計算，僅太陽(yáng)能發(fā)出的電就可以基本滿(mǎn)足上海市2000萬(wàn)人口全年的需求。

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底部簡(jiǎn)介

　　江西艾能科技有限公司成立于2016年，是江西省光伏產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟單位，中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )會(huì )員單位，國家光電建筑專(zhuān)委會(huì )委員單位。公司秉持 “為家園開(kāi)采陽(yáng)光”的服務(wù)理念，專(zhuān)注于光伏發(fā)電項目整體設計、建設安裝、運維服務(wù)及品牌代理銷(xiāo)售，為客戶(hù)提供一站式光伏應用解決方案。 ...