太陽能光伏發(fā)電的分析研究及開發(fā)應(yīng)用

吳顯亭

（中國華電哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

太陽能光伏發(fā)電的分析研究及開發(fā)應(yīng)用

吳顯亭

（中國華電哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

城市太陽能光伏建筑集成并網(wǎng)發(fā)電得到了快速發(fā)展，光伏發(fā)電與建筑一體化是太陽能光伏與建筑的完美結(jié)合，屬于分布式發(fā)電的一種。它能夠減少電網(wǎng)用電，大大減輕公共電網(wǎng)的壓力，就近向電網(wǎng)輸送電力。根據(jù)當(dāng)前用電負(fù)荷情況，夏季機(jī)組雙停廠用電由電網(wǎng)系統(tǒng)購置，增加了企業(yè)費(fèi)用，廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)廠房、部分建筑屋頂及空地等均閑置，利用屋頂分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)可自用可上網(wǎng)的特點(diǎn)，投資分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。全年發(fā)電量可補(bǔ)償夏季增加的企業(yè)費(fèi)用，同時(shí)，上網(wǎng)的電量又可增加企業(yè)的利潤。

太陽能光伏電站；分布式光伏發(fā)電；再生能源

分布式光伏發(fā)電特指采用光伏組件將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，它倡導(dǎo)就近發(fā)電、就近并網(wǎng)、就近轉(zhuǎn)換和就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規(guī)模下光伏電站的發(fā)電量，同時(shí)，還有效地解決了電力在升壓及長途運(yùn)輸中的損耗問題。

黑龍江省是我國緯度最高，年平均氣溫最低，太陽輻射較好，太陽能資源較豐富的省份。全年太陽能輻射總量為120萬千卡/m2，年平均日照時(shí)數(shù)在2 400～2 800h。日照百分率為60%，時(shí)空分布特點(diǎn)是南多北少。據(jù)氣象臺(tái)統(tǒng)計(jì)，黑龍江省日照率主峰值出現(xiàn)在冬季（12——2月），這是因?yàn)楹邶埥乩砭暥雀撸咎柛叨冉堑?，南向垂直面上的太陽輻射?qiáng)度大。

目前應(yīng)用最為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是建在建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項(xiàng)目。該類項(xiàng)目可以接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)一起為附近的用戶供電。

1　并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

所謂并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后，直接接入公共電網(wǎng)。考慮到太陽能光伏發(fā)電的固有特點(diǎn)，節(jié)約投資，省略蓄電池組并減少充、放電轉(zhuǎn)換帶來的損耗，當(dāng)今，全球太陽能發(fā)電有80%是并網(wǎng)發(fā)電。如圖1所示。

圖1　并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖

現(xiàn)在，由于夏季電網(wǎng)用電情況機(jī)組雙停，雙停期間用電量由電網(wǎng)系統(tǒng)購買，每日用電在3.5萬kW·h，電價(jià)為工業(yè)用電價(jià)錢，安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可補(bǔ)償企業(yè)用電。

2　電價(jià)及補(bǔ)貼政策研究

根據(jù)各地太陽能資源條件和建設(shè)成本，將全國分為三類標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)區(qū)，相應(yīng)制定光伏電站標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。

對(duì)分布式光伏發(fā)電實(shí)行按照全電量補(bǔ)貼的政策，電價(jià)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為0.42元/kW·h（含稅），通過可再生能源發(fā)展予以支付，由電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)付；其中，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)自用有余上網(wǎng)的電量，由電網(wǎng)企業(yè)按照當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)收購。

表1　全國光伏電站標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)表　元/kW·h（含稅）

3　經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

黑龍江省屬于太陽能資源較為豐富的區(qū)域，為Ⅱ類資源區(qū)，光伏地面電站對(duì)應(yīng)的標(biāo)桿電價(jià)為0.95元/kW·h，分布式執(zhí)行0.42元/kW·h的電價(jià)補(bǔ)貼。

假設(shè)分布式光伏項(xiàng)目裝機(jī)容量為1MW。占地面積約為15 000m2左右。如采用全部上網(wǎng)模式，上網(wǎng)電價(jià)為0.95元/kW·h；采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，自發(fā)自用部分電價(jià)為售電價(jià)格+0.42元/kW·h，上網(wǎng)部分為當(dāng)?shù)厝济簶?biāo)桿電價(jià)+0.42元/kW·h；全部自發(fā)自用，電價(jià)為售電價(jià)格+0.42元/kW·h。根據(jù)黑龍江省電網(wǎng)售電價(jià)表，最高的售電價(jià)格為一般工商業(yè)用電-0.8780元/kW·h，因此，分布式項(xiàng)目選擇自發(fā)自用收益最高。以此計(jì)算項(xiàng)目融資前稅前收益率在10.98%左右，投資回收期在8.57年左右，項(xiàng)目具有較好的盈利能力。裝機(jī)容量為1MW（按年日均5h計(jì)算）日發(fā)電5 000 kW·h，全年182.5萬kW·h，每kW·h發(fā)電收益為當(dāng)?shù)孛摿?、脫銷煤電價(jià)+國家補(bǔ)貼0.42元。

在我國太陽能每發(fā)1kW·h電，相當(dāng)于減少二氧化碳排放量1.14kg。由此計(jì)算，該項(xiàng)目每年可減少258.21t二氧化碳排放量，減少粉塵排放70.23t，節(jié)省標(biāo)煤106.9t。因此，該項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行，將帶動(dòng)黑龍江省光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)促進(jìn)可再生能源綜合利用、深化全民節(jié)能減排意識(shí)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

4　企業(yè)光伏發(fā)電并網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

4.1經(jīng)濟(jì)價(jià)值

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，大約8～10a就能回本贏利，核心部件太陽能電池板壽命大約20～25a，也就是說，光伏并網(wǎng)贏利期能達(dá)到12～15a，經(jīng)濟(jì)效益還是比較明顯的。規(guī)模越大，系統(tǒng)投資單價(jià)優(yōu)勢(shì)更高，效益越可觀。

4.2場(chǎng)地優(yōu)勢(shì)

生產(chǎn)型企業(yè)都有自己的工廠，房頂有免費(fèi)的閑置空間資源，足夠大的安裝面積是太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的核心資本，同時(shí)也使工廠的生產(chǎn)場(chǎng)地成本價(jià)值得到更大化的利用。

4.3需求優(yōu)勢(shì)

根據(jù)國家政策，通過電網(wǎng)的光伏并網(wǎng)申請(qǐng)程序很簡(jiǎn)單，但是，上網(wǎng)回收電價(jià)只能按照當(dāng)?shù)孛摿騼r(jià)0.4469 元/kW·h（以山東省為例）計(jì)算，對(duì)于想拿國家補(bǔ)貼電價(jià)1元/kW·h的項(xiàng)目申請(qǐng)流程還是比較復(fù)雜的，需要向當(dāng)?shù)匕l(fā)改委項(xiàng)目申請(qǐng)和物價(jià)局核準(zhǔn)，手續(xù)相當(dāng)煩瑣。但對(duì)于企業(yè)來說，太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電量依然享有0.95元/kW·h電的待遇，這就是企業(yè)與個(gè)人相比的最大優(yōu)勢(shì)。

5　分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)施步驟

5.1項(xiàng)目業(yè)主電量及自身情況分析

從項(xiàng)目業(yè)主單位實(shí)際出發(fā)，考慮自身用電量、屋頂條件，等等，確定光伏電站的建設(shè)規(guī)模。

5.2初步方案設(shè)計(jì)

由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)集成商，制定項(xiàng)目初步方案，包括土建、地勘、氣候、光照、設(shè)計(jì)和場(chǎng)所，等等。

5.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由光伏發(fā)電集成商根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，確定電站建設(shè)方案，開展具體工程設(shè)計(jì)。

5.4并網(wǎng)申請(qǐng)

項(xiàng)目所屬供電公司提交申請(qǐng)表及其他相關(guān)資料，與供電公司簽署有關(guān)并網(wǎng)協(xié)議。

5.5施工安裝

按照項(xiàng)目方案，實(shí)施工程安裝、調(diào)試、接入試運(yùn)行。

5.6運(yùn)營維護(hù)

項(xiàng)目竣工后，開始分布式光伏電站的運(yùn)營以及后續(xù)的日常維護(hù)，等等。

6　結(jié)語

分布式光伏發(fā)電是太陽能發(fā)電項(xiàng)目中一種發(fā)展迅速的新能源，它具有小型、分散、就近接入、就近利用、自發(fā)自用、多余電量配電則可上網(wǎng)等特點(diǎn)，能夠充分利用廠房及建筑屋頂、空閑場(chǎng)地，非常適合于企事業(yè)單位等自建光伏發(fā)電的應(yīng)用，也為企業(yè)尋求新的能源以求得可持續(xù)發(fā)展和日后發(fā)展提供了廣泛的空間。

Research and Development of the Solar Photovoltaic Power Generation

WUXian-ting
（China Huadian Harbin Thermal Power Co.,Ltd.,Harbin 150046,China）

Urban solar photovoltaic building integrated grid-connected power generation has made a rapid development,and building integrated photovoltaic power generation is the perfect combination of solar photovoltaic and architecture，it is a distributed power generation.It can reduce the power grid，greatly reduce the pressure on public power grid，and transfer electricity to the nearest grid.According to current electricity load，summer double parked auxiliary power is purchased by the grid system，which increased business costs.And factories of the plants，part of the building roofs and open spaces are idle.Taking use of features of internet access for personal use that rooftop distributed solar power generation system has，it can invest distributed grid-connected photovoltaic power generation system.Annual power generation can compensate for the increased business costs in summer，at the same time，the Internet's power can increase profits.

Solar photovoltaic power plant；Distributed photovoltaic power generation；Renewable energy

TM615

A

1674-8646（2015）12-0150-02

2015-10-15