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      北方農(nóng)村實施太陽能屋頂?shù)目尚行蕴接?/h1>
      2013-06-22 06:10:36孫嘉興龍源北京風電工程設計咨詢有限公司
      節(jié)能與環(huán)保 2013年2期
      關鍵詞:屋頂分布式太陽能

      文 孫嘉興 龍源(北京)風電工程設計咨詢有限公司

      北方農(nóng)村實施太陽能屋頂?shù)目尚行蕴接?/p>

      文/孫嘉興 龍源(北京)風電工程設計咨詢有限公司

      太陽能屋頂就是可分別安裝在每座獨立住宅建筑上的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。發(fā)展太陽能既符合國家產(chǎn)業(yè)政策,又能調(diào)整電源結(jié)構,改善環(huán)境治理,實施屋頂光伏發(fā)電工程的意義不言而喻。目前,城市中太陽能屋頂尚有經(jīng)驗可以借鑒,而農(nóng)村太陽能屋頂在我國還非常少,如何大面積推廣,值得進一步研究和探討。

      我國華北地區(qū)農(nóng)村人口密集,用電需求大,地區(qū)光照時間長、強度高。房屋建造者屬于改革開放后中國第三、四代農(nóng)民,多數(shù)房屋質(zhì)量比較好,房屋居住面積比較大。隨著農(nóng)村生活水平的改善,其用電量水平逐年增加,而太陽能技術的不斷提高,建設成本的不斷下降,為實施太陽能工程提供了必備的條件。如果與農(nóng)村居住者達成可靠的合作方式,極有可能成為這一地區(qū)太陽能新的發(fā)展方向。

      1 可利用面積估算

      從我國北方農(nóng)村典型院落式民居基本為平房,面積寬廣,房頂大多采用傳統(tǒng)的斜坡式房頂。每家每戶的宅基地為集體用地,宅基地面積由村委統(tǒng)一丈量,面積稍有差異。房屋墻體多采用磚混結(jié)構,承載力較好。屋頂采用瓦式結(jié)構,其承壓能力可放置大型太陽能熱水器。房屋的使用年限一般都超過20年以上。院落當中也有相當部分閑置面積可以利用。

      (1)房頂面積

      農(nóng)村院落的正房一般為4~5間平房,長約12~20米,寬約6米,因此房頂陽面面積大約48~60平方米,平均值為54平方米。以一個自然村100戶(實地調(diào)查平均)計算,屋頂可利用面積為5400平方米。

      (2)院落內(nèi)的閑散面積

      假定每戶院落內(nèi)另有10平方米的閑置面積,一個自然村可增加1000平方米的面積,因此一個自然村的總的可利用裝機面積約為6400平方米。

      假定建設一座裝機總?cè)萘?0兆瓦的太陽能光伏電場,需要42600平方米,那么就可以覆蓋到6~8個自然村。實際上,這些村落村村相連,村與村之間的距離非常短,為太陽能屋頂建設提供了方便。

      2 自然村的密集度

      我國華北地區(qū)包括河南、河北、山東、山西等省份,居住著3~4億農(nóng)村人口,大約8000萬戶家庭,光伏屋頂可利用面積大約40億平方米,太陽能屋頂工程具有廣闊的空間。華北地區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的周圍散布著大量的農(nóng)村村落。這些村不但密集,而且隨著人口的增長,村與村逐漸成相連的趨勢,村落的密集發(fā)展意味著有更多的太陽能屋頂可以利用。自然村的密集度成為農(nóng)村太陽能屋頂工程的先天條件。

      3 輻射資源的評估

      按接受太陽能輻射量的多少,我國太陽能輻射量的區(qū)域分類大致上可分為五類。其中,一、二、三類地區(qū)年日照時數(shù)大于2000小時,年輻射總量高于586 千焦/平方厘米,是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū),且面積較大,約占全國總面積的2/3以上,具有利用太陽能的良好條件,適宜使用光伏發(fā)電系統(tǒng)。

      華北地區(qū)屬于我國太陽能資源較豐富的二、三類地區(qū)。

      4 基礎結(jié)構及施工問題

      華北地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達,基本實現(xiàn)村村通,混凝土路面與鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路相連接,大型農(nóng)機都可以順利通行,房屋前后之間有足夠的距離供大型吊裝車輛通過。工程用的主要建筑物材料如鋼材、水泥、沙料等均就近采購運輸,當?shù)刎浽闯渥?、采購方便。所有建筑材料均可通過公路運至工程現(xiàn)場。

      調(diào)查發(fā)現(xiàn),農(nóng)村房屋質(zhì)量有保證,使用年限長,有較好的光伏改造承載力。但在施工當中應當注意以下問題:

      (1)不宜改變結(jié)構(如屋頂?shù)姆浪?、電氣管線等),應根據(jù)房屋的結(jié)構和特點合理施工。

      (2)在不影響居住的前提下,盡可能多安裝組件。

      (3)最大限度降低屋頂?shù)某兄亍?/p>

      (4)方便安裝施工維修。

      (5)充分利用空閑面積,使經(jīng)濟效益最大化。

      由于是農(nóng)村民居,遇到一些特殊問題應特殊對待。施工區(qū)域內(nèi)因地制宜,不能照搬集中式太陽能電場的模式經(jīng)驗。

      5 農(nóng)村太陽能屋頂?shù)慕尤?/h2>

      國家電網(wǎng)公司2012年10月26日召開服務分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)新聞發(fā)布會,正式發(fā)布了《關于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務工作的意見》。分布式光伏發(fā)電分散接入低壓配電網(wǎng),允許富余電力上網(wǎng),電網(wǎng)企業(yè)按國家政策全額收購富余電力;由分布式光伏接入引起的公共電網(wǎng)改造,以及接入公共電網(wǎng)的接網(wǎng)工程全部由電網(wǎng)企業(yè)投資。

      根據(jù)《關于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務工作的意見》精神,6兆瓦以下免收接入費用,分布式光伏發(fā)電免收系統(tǒng)備用費,支持分布式并網(wǎng),并將并網(wǎng)權限下放到地市一級,分布式光伏接入公共電網(wǎng)的改造及接網(wǎng)工程由電網(wǎng)公司負責,全額收購富余電力。因此說,光伏產(chǎn)業(yè)不僅有國家政策的支持,還將得到國家電網(wǎng)的實際支持,對整個光伏產(chǎn)業(yè)是一個非常好的發(fā)展機遇。農(nóng)村太陽能屋頂具有分布式光伏發(fā)電的特征,既可分散接入低壓配電網(wǎng),又可做成類似于集中太陽能電場分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)的光伏發(fā)電站接入系統(tǒng)方案??梢哉f農(nóng)村太陽能屋頂工程既符合當前光伏產(chǎn)業(yè)面臨的形勢,又符合當前國家電網(wǎng)關于分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的精神,可謂有很大的發(fā)展空間。

      6 相比集中式太陽能光伏的優(yōu)勢

      (1)節(jié)約土地資源。

      (2)農(nóng)村有大量的勞動力,熟悉環(huán)境,可充分調(diào)動農(nóng)業(yè)人員的積極性,形成良好的協(xié)作關系。

      (3)農(nóng)村太陽能屋頂設施少,后期運營維護簡單,比城市屋頂更加節(jié)約成本。

      (4)類似于分布式電站,接入靈活。

      (5)更容易爭取到財政補貼。

      (6)有利于擴大規(guī)模。

      7 合作模式的探討

      農(nóng)村太陽能屋頂?shù)膶嵤┡c農(nóng)村用電合作模式密不可分,要涉及到農(nóng)民的切身利益,在利益上要做到均衡。既要考慮企業(yè)的效益,也要考慮農(nóng)民的利益和積極性,利益上不能均衡必然導致太陽能屋頂工程的難以實施。利益分配主要考慮以下3種模式。

      (1)直接補貼。相當于從農(nóng)民手中一次性買斷若干年的使用權。這種方式較為被動,問題復雜,且不容易被推廣,后期工作難度大。

      (2)入股合作。通過給予村里面一定的股份,可以自然年分紅。

      (3)根據(jù)每戶實際安裝面積給予相應的用電標準。

      筆者更傾向于第三種模式,這是能否順利實施農(nóng)村太陽能屋頂工程的關鍵。其核心是利用農(nóng)村廣大的太陽能資源上網(wǎng)發(fā)電,從企業(yè)的收益中,拿出部分收益補貼農(nóng)民用電,補貼標準與每戶家庭的裝機面積掛鉤。從而免去直接從光伏電站用電,既維護了光伏電站的安全,降低投資,農(nóng)民又可以直接得到實惠,更能激發(fā)農(nóng)民安裝太陽能光伏屋頂?shù)姆e極性。

      8 經(jīng)濟性分析

      農(nóng)村太陽能屋頂發(fā)電主要由光伏組件、集電線路、配電設備、交通工程、施工輔助工程等組成。目前,光伏組件主要有晶體硅太陽能電池組件和非晶薄膜電池組件兩種。以多晶硅太陽能電池組件為例,假設投建總裝機容量為10兆瓦的農(nóng)村太陽能光伏屋頂工程項目,則需要單板容量為235瓦的多晶硅光伏組件42600多塊,根據(jù)農(nóng)村的實際情況,估算需要建設直流電纜約250千米、交流電纜約10千米左右。根據(jù)測算,建設期內(nèi)靜態(tài)總投資14076.4萬元。基本概算情況詳見表1。

      表 1單位:萬元

      表 2

      項目收益分析根據(jù)國家現(xiàn)行財稅制度和價格體系,從項目角度出發(fā),計算項目范圍內(nèi)的財務效益和費用,分析項目的盈利能力和清償能力,評價項目在財務上的可行性。假定項目運行期為25年,在計算期內(nèi),各工程及設備不考慮更新。初步按經(jīng)營期1.15元的上網(wǎng)電價計算,項目具有比較好的盈利能力和償債能力。詳見表2。

      9 結(jié)語

      為落實可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃,促進太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,國家能源局頒布國能新能〔2012〕298號《關于分布式光伏發(fā)電應用示范區(qū)建設的通知》,要求對具有太陽能資源優(yōu)勢、用電需求大和建設條件好的城鎮(zhèn)區(qū)域,提出分布式光伏發(fā)電規(guī)?;瘧檬痉秴^(qū)的建設方案,鼓勵創(chuàng)新,并對示范區(qū)的光伏發(fā)電項目實行單位電量定額補貼政策,對自發(fā)自用電量和多余上網(wǎng)電量實行統(tǒng)一補貼標準。項目的總發(fā)電量、上網(wǎng)電量由電網(wǎng)企業(yè)計量和代發(fā)補貼,電網(wǎng)企業(yè)要配合落實示范區(qū)分布式光伏發(fā)電項目接入方案并提供相關服務,積極推進分布式光伏發(fā)電的規(guī)?;瘧?,鼓勵各省(區(qū)、市)利用自有財政資金,在國家補貼政策基礎上,以適當方式支持分布式光伏發(fā)電示范區(qū)建設。

      財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關于做好2012年金太陽示范工作的通知》,明確了2012年用戶側(cè)光伏發(fā)電項目補助標準原則上為7元/瓦,而2011年補貼標準原則上由9元/瓦調(diào)整為8元/瓦。據(jù)財政部2011年年底發(fā)布的《關于組織實施2012年度太陽能光電建筑應用示范的通知》,建材型等與建筑物高度緊密結(jié)合的光電一體化項目在2012年的補助標準,暫定為9元/瓦,在2011年6元/瓦的基礎上提高了3元。因此,在國家政策大利好的背景下,光伏太陽能將迎來廣闊的發(fā)展前景。

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