太陽能光伏發電的分析研究及開發應用

吳顯亭

（中國華電哈爾濱熱電有限責任公司，哈爾濱 150046）

太陽能光伏發電的分析研究及開發應用

吳顯亭

（中國華電哈爾濱熱電有限責任公司，哈爾濱 150046）

城市太陽能光伏建筑集成并網發電得到了快速發展，光伏發電與建筑一體化是太陽能光伏與建筑的完美結合，屬于分布式發電的一種。它能夠減少電網用電，大大減輕公共電網的壓力，就近向電網輸送電力。根據當前用電負荷情況，夏季機組雙停廠用電由電網系統購置，增加了企業費用，廠區內生產廠房、部分建筑屋頂及空地等均閑置，利用屋頂分布式太陽能發電系統可自用可上網的特點，投資分布式并網光伏發電系統。全年發電量可補償夏季增加的企業費用，同時，上網的電量又可增加企業的利潤。

太陽能光伏電站；分布式光伏發電；再生能源

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

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，年平均日照時數在2 400～2 800h。日照百分率為60%，時空分布特點是南多北少。據氣象臺統計，黑龍江省日照率主峰值出現在冬季（12——2月），這是因為黑龍江地理緯度高，冬季太陽高度角低，南向垂直面上的太陽輻射強度大。

目前應用最為廣泛的分布式光伏發電系統，是建在建筑物屋頂的光伏發電項目。該類項目可以接入公共電網，與公共電網一起為附近的用戶供電。

1　并網光伏發電系統

所謂并網光伏發電系統就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后，直接接入公共電網。考慮到太陽能光伏發電的固有特點，節約投資，省略蓄電池組并減少充、放電轉換帶來的損耗，當今，全球太陽能發電有80%是并網發電。如圖1所示。

圖1　并網發電系統示意圖

現在，由于夏季電網用電情況機組雙停，雙停期間用電量由電網系統購買，每日用電在3.5萬kW·h，電價為工業用電價錢，安裝太陽能光伏發電系統可補償企業用電。

2　電價及補貼政策研究

根據各地太陽能資源條件和建設成本，將全國分為三類標桿上網電價區，相應制定光伏電站標桿上網電價。

對分布式光伏發電實行按照全電量補貼的政策，電價補貼標準為0.42元/kW·h（含稅），通過可再生能源發展予以支付，由電網企業轉付；其中，分布式光伏發電系統自用有余上網的電量，由電網企業按照當地燃煤機組標桿上網電價收購。

表1　全國光伏電站標桿上網電價表　元/kW·h（含稅）

3　經濟性評價

黑龍江省屬于太陽能資源較為豐富的區域，為Ⅱ類資源區，光伏地面電站對應的標桿電價為0.95元/kW·h，分布式執行0.42元/kW·h的電價補貼。

假設分布式光伏項目裝機容量為1MW。占地面積約為15 000m2左右。如采用全部上網模式，上網電價為0.95元/kW·h；采用自發自用、余電上網，自發自用部分電價為售電價格+0.42元/kW·h，上網部分為當地燃煤標桿電價+0.42元/kW·h；全部自發自用，電價為售電價格+0.42元/kW·h。根據黑龍江省電網售電價表，最高的售電價格為一般工商業用電-0.8780元/kW·h，因此，分布式項目選擇自發自用收益最高。以此計算項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，項目具有較好的盈利能力。裝機容量為1MW（按年日均5h計算）日發電5 000 kW·h，全年182.5萬kW·h，每kW·h發電收益為當地脫硫、脫銷煤電價+國家補貼0.42元。

在我國太陽能每發1kW·h電，相當于減少二氧化碳排放量1.14kg。由此計算，該項目每年可減少258.21t二氧化碳排放量，減少粉塵排放70.23t，節省標煤106.9t。因此，該項目的建設和運行，將帶動黑龍江省光伏產業的快速發展，對促進可再生能源綜合利用、深化全民節能減排意識將產生深遠影響。

4　企業光伏發電并網的優勢

4.1經濟價值

太陽能光伏并網發電系統，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，光伏并網贏利期能達到12～15a，經濟效益還是比較明顯的。規模越大，系統投資單價優勢更高，效益越可觀。

4.2場地優勢

生產型企業都有自己的工廠，房頂有免費的閑置空間資源，足夠大的安裝面積是太陽能光伏并網系統的核心資本，同時也使工廠的生產場地成本價值得到更大化的利用。

4.3需求優勢

根據國家政策，通過電網的光伏并網申請程序很簡單，但是，上網回收電價只能按照當地脫硫價0.4469 元/kW·h（以山東省為例）計算，對于想拿國家補貼電價1元/kW·h的項目申請流程還是比較復雜的，需要向當地發改委項目申請和物價局核準，手續相當煩瑣。但對于企業來說，太陽能光伏并網發電系統所發電量依然享有0.95元/kW·h電的待遇，這就是企業與個人相比的最大優勢。

5　分布式光伏發電項目的實施步驟

5.1項目業主電量及自身情況分析

從項目業主單位實際出發，考慮自身用電量、屋頂條件，等等，確定光伏電站的建設規模。

5.2初步方案設計

由太陽能光伏發電系統集成商，制定項目初步方案，包括土建、地勘、氣候、光照、設計和場所，等等。

5.3系統設計

由光伏發電集成商根據現場的實際情況，確定電站建設方案，開展具體工程設計。

5.4并網申請

項目所屬供電公司提交申請表及其他相關資料，與供電公司簽署有關并網協議。

5.5施工安裝

按照項目方案，實施工程安裝、調試、接入試運行。

5.6運營維護

項目竣工后，開始分布式光伏電站的運營以及后續的日常維護，等等。

6　結語

分布式光伏發電是太陽能發電項目中一種發展迅速的新能源，它具有小型、分散、就近接入、就近利用、自發自用、多余電量配電則可上網等特點，能夠充分利用廠房及建筑屋頂、空閑場地，非常適合于企事業單位等自建光伏發電的應用，也為企業尋求新的能源以求得可持續發展和日后發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