通信基站中光伏供電系統(tǒng)的應(yīng)用和效益分析

王建鋒，吳麗勇

（華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州 310014）

1 引言

光伏供電系統(tǒng)，作為一種基站的新能源建設(shè)方式，可作為市電引入困難站點(diǎn)一種手段。同時(shí)，隨著光伏組件價(jià)格不斷下滑以及國(guó)家光伏供電補(bǔ)貼的推動(dòng)下，也可以嘗試在一些有條件的站點(diǎn)推動(dòng)并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)，既能節(jié)能減排，又能實(shí)現(xiàn)通信基站的額外效益。

2 光伏供電應(yīng)用的應(yīng)用類別

在通信基站中，根據(jù)基站設(shè)備的設(shè)備備電要求，以及基站所在場(chǎng)景等因素綜合考慮，一般可以把通信基站中使用的光伏供電系統(tǒng)分為以下幾類：

2.1 離網(wǎng)型無(wú)蓄電池光伏供電系統(tǒng)

離網(wǎng)型無(wú)蓄電池光伏供電系統(tǒng)是直接將太陽(yáng)能光伏板與用電負(fù)荷直接連接（一般為直流用電設(shè)備）。在這種情況下，有太陽(yáng)時(shí)就可以直接通過(guò)太陽(yáng)能光伏板提供能力給通信負(fù)荷，但是在無(wú)陽(yáng)光的時(shí)候設(shè)備就只能停止工作，所以該種類型只能在白天有陽(yáng)光的場(chǎng)景下應(yīng)用。這種場(chǎng)景的通信基站一般為通信小微站、或是直放站，主要是基站的備電要求不高，或者是太陽(yáng)能板的安裝條件受限，實(shí)際使用情況不多。

圖1 離網(wǎng)型無(wú)蓄電池光伏供電系統(tǒng)

2.2 離網(wǎng)型有蓄電池光伏供電系統(tǒng)

離網(wǎng)型有蓄電池光伏供電系統(tǒng)是采用控制器，通過(guò)控制器與太陽(yáng)能光伏板、蓄電池和通信設(shè)備進(jìn)行連接。在有陽(yáng)光的時(shí)候，太陽(yáng)能光伏板直接向通信設(shè)備進(jìn)行供電，同時(shí)還可以對(duì)蓄電池進(jìn)行充電和補(bǔ)電；而到夜間或是陽(yáng)光不夠充足的時(shí)候，控制器將切換電路，采用蓄電池組給通信設(shè)備供電。

這種場(chǎng)景的通信基站需要備電，一般是市電引入困難或是市電造價(jià)過(guò)高的站點(diǎn)，這種場(chǎng)景在實(shí)際應(yīng)用的情況較多，但由于需要配置較大的蓄電池，也需要綜合考慮工程造價(jià)。

圖2 離網(wǎng)型有蓄電池光伏供電系統(tǒng)

2.3 并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)

并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)是一種具有自動(dòng)切換功能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。在太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)發(fā)出的電能充足時(shí)，除了供給基站自身用電，可將剩余電能并入公共電網(wǎng)；當(dāng)太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)發(fā)出的電能不足時(shí)，由公共電網(wǎng)向用電負(fù)荷補(bǔ)充供電；當(dāng)晚上、雨天等完全沒(méi)有太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)，由公共電網(wǎng)向用電負(fù)荷獨(dú)立供電。

這種場(chǎng)景的通信基站應(yīng)用，除了考慮自身的設(shè)備供電，主要也是為能源使用的效益最大化，將多余的太陽(yáng)能并入公共電網(wǎng)，爭(zhēng)取國(guó)家補(bǔ)貼等費(fèi)用。

圖3 并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)

3 并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)的效益分析

3.1 光伏供電系統(tǒng)成本分析

光伏供電系統(tǒng)主要由光伏組件、逆變器、并網(wǎng)配電箱等組成。通過(guò)前期項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)，通信用光伏供電系統(tǒng)建設(shè)成本合計(jì)總價(jià)6.4元/瓦左右，其中光伏組件3.5元/瓦、并網(wǎng)逆變器1.5元/瓦、材料及安裝0.9元/瓦、線纜0.5元/瓦。按照基站光伏5000W 的設(shè)計(jì)容量為例：光伏設(shè)備投資=6.4×5000=32000元；光伏設(shè)備使用年限按照15年計(jì)算需要進(jìn)行更換，增加1臺(tái)光伏逆變器的投資，光伏逆變器投資=1.5×5000=7500元；每年維護(hù)成本大致為750元，15年維護(hù)成本共計(jì)11250元。

光伏設(shè)備總投資=光伏設(shè)備投資+光伏逆變器投資+維護(hù)成本=50750元；光伏設(shè)備投資（按15年分?jǐn)偅?3384元。

3.2 光伏供電系統(tǒng)收益分析

光伏供電系統(tǒng)的收益除了自身電價(jià)的收入，主要是政府補(bǔ)貼收入，但政府補(bǔ)貼有下降的趨勢(shì)，最近根據(jù)《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》（發(fā)改能源[2018]823號(hào)），對(duì)分布式光伏發(fā)電實(shí)行按照全電量補(bǔ)貼的政策：每發(fā)一度電補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時(shí)0.32元（含稅），獎(jiǎng)勵(lì)期限原則20年。同時(shí)，一般省內(nèi)也會(huì)有相應(yīng)的發(fā)電補(bǔ)貼。

如果項(xiàng)目采用“自發(fā)自用45%、余電上網(wǎng)55%”的并網(wǎng)發(fā)電模式，發(fā)電收益分為：“自發(fā)自用”收益=節(jié)省電費(fèi)（目前基站用電均價(jià)）+國(guó)家電費(fèi)補(bǔ)貼+省內(nèi)補(bǔ)貼=0.69+0.32+0.2=1.21元/度。

“余電上網(wǎng)”收益=某省脫硫電價(jià)+國(guó)家電費(fèi)補(bǔ)貼+省內(nèi)補(bǔ)貼=0.36+0.32+0.2=0.88元/度。

年發(fā)電量=5（功率）*4（某地市平均日照）*365*0.75（15年均系統(tǒng)效率）=5475度。年均收入=年發(fā)電量×收益=5475度/年*（55%*0.88+45%*1.21）=5631元。

4 結(jié)束語(yǔ)

在通信基站中，一般可以把通信基站中使用的光伏供電系統(tǒng)分為以下幾類：離網(wǎng)型無(wú)蓄電池、離網(wǎng)型有蓄電池、并網(wǎng)型光伏供電三類。對(duì)于并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)，只有在政府補(bǔ)貼較高、并能實(shí)際落實(shí)的情況下，才能取得較好的效益。