烏茲別克斯坦351kwp屋頂并網(wǎng)光伏的效益分析和CO2排放量模擬

仲亞杰 趙鐵軍 楊森 路攀

摘要：本文是以烏茲別克斯坦塔什干市351kwp地面光伏方案為例，先由其地理位置獲取氣象資源，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，得出351kwp的光伏站的效益分析和25年減少CO2排放量。

關(guān)鍵字：光伏電站、效益分析、CO2排放量

引言：為落實(shí)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，以及2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右、風(fēng)電太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上等任務(wù)[1]，國家將推動光伏發(fā)電高質(zhì)量躍升發(fā)展。根據(jù)國家發(fā)展改革委等機(jī)構(gòu)的預(yù)測，到2050年，中國近四成的用電量將來自光伏，未來光伏行業(yè)還要繼續(xù)爆發(fā)式增長，發(fā)展空間巨大。本文以351kwp地面光伏為例，簡要分析同等規(guī)模的年效益和減少CO2排放量的情況。

1.地理位置、氣象資源

本項(xiàng)目位于塔什干市，屬于溫帶大陸性氣候，冬季溫和，夏季炎熱，降水稀少，日照充足，有“太陽城”之稱。場址區(qū)地理坐標(biāo)為N40°13’33” E69°13’45”，海拔高程約305m。

根據(jù)Meteonorm8.0（1991-2000）氣象軟件，導(dǎo)出該地址的1999年全年的氣象資料，包括逐月的太陽能總輻射量、直接輻射量、散輻射量、風(fēng)速、氣溫等，經(jīng)軟件模擬，34°傾角斜面輻射值最大，約為1906KWh/㎡。

2.設(shè)計(jì)概述

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，將嚴(yán)格遵循以下原則：

高效性：本項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中將充分考慮系統(tǒng)的高效運(yùn)行及環(huán)，避免采用鋪設(shè)大量電纜的投資最大限度降低損耗，提高系統(tǒng)發(fā)電效率。

先進(jìn)性：根據(jù)當(dāng)?shù)靥柸照諚l件，電站有效運(yùn)行25年，在進(jìn)行本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將通過選擇國內(nèi)先進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備、優(yōu)化系統(tǒng)配置，實(shí)現(xiàn)智能控制，以保證系統(tǒng)的先進(jìn)性。

穩(wěn)定性：本系統(tǒng)將采用先進(jìn)成熟的技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合防雷接地系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等完善的保護(hù)措施，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本方案本著就近并網(wǎng)、本地消耗、低損高效的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

考慮客戶日用電量及負(fù)載功率情況，光伏系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)選擇400V低壓照明線路母線，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)低壓（400VAC）并網(wǎng)發(fā)電。

光伏并網(wǎng)電站容量為351kW，并網(wǎng)點(diǎn)初步選擇現(xiàn)有10/0.4kV低壓側(cè)。

該系統(tǒng)為目前世界太陽能發(fā)電主流并代表太陽能發(fā)電技術(shù)前沿的發(fā)電模式，位于廠內(nèi)地面;為用戶側(cè)低壓接入本廠電網(wǎng)，所發(fā)電能自發(fā)自用。該系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備選用國際、國內(nèi)知名品牌。

3.效益分析

3.1年單位發(fā)電量和系統(tǒng)效率

根據(jù)太陽輻射量、系統(tǒng)組件總功率、系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)為351KWp，可以預(yù)測并網(wǎng)光伏發(fā)電站的年總發(fā)電容量。經(jīng)過軟件模擬，當(dāng)?shù)靥柕馁Y源及系統(tǒng)傾角設(shè)計(jì)，該站容配比為1.064，占地面積約為2000平方米，系統(tǒng)發(fā)電量約562.1MWh/年，年單位發(fā)電量為1601kwh/kwp/年，系統(tǒng)效率（PR）85.3%。

每月主要結(jié)果數(shù)據(jù)

備注：

GlobHor - Global horizontal irradiation DiffHor - Horizontal diffuse irradiation

T_Amb - Ambient Temperature GlobInc - Global incident in coll. plane

GlobEff - Effective Global， corr. for IAM and shadings EArray - Effective energy at the output of the array

E_Grid - Energy injected into grid PR - Performance Ratio

考慮組件衰減情況，在25年生命周期內(nèi)按第一年衰減2%以后每年衰減0.6%，可推算出25年總發(fā)電量約12907.08MWh。

3.2 CO? Emission Balance

經(jīng)軟件模擬該電站首年年發(fā)電量為562.09Mwh，系統(tǒng)壽命25年，此項(xiàng)目25年內(nèi)共計(jì)發(fā)電約12780.41Mwh，減少CO?排放量接近7451.7噸，此外，還減排大量粉塵和煙塵，具有較大的節(jié)能環(huán)保示范意義。

結(jié)語：占地面積約為2000平方米的351kwp的光伏電站25年內(nèi)減少CO?排放量接近7451.7噸，此類項(xiàng)目在國內(nèi)大型商場屋頂、工礦企業(yè)屋頂可以大批量推廣，助力碳達(dá)峰、碳中和。

參考文獻(xiàn)

[1]全國能源信息平臺，“到2030年，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)12億千瓦以上”.