淺析光伏發電項目綜合效益評價研究

史紅磊

大唐臨清熱電有限公司 山東省 252600

摘要：光伏發電是新時期符合時代特點的首選能源，中國相關部門出臺若干配套政策，為其市場發展更提供了有力支持。尤其西北地區屬于太陽能資源豐富地區，開發潛力巨大，光伏發電市場發展迅速。準確地對光伏發電項目進行效益評價，可以為企業投資光伏發電項目提供可靠的投資依據，規范光伏發電產業及市場合理發展。

關鍵詞：光伏發電；效益；環境影響

引言

我國是能源消費大國，隨著煤炭及油氣燃燒帶來的環境問題和化石能源供應的日趨枯竭，開發清潔能源己迫在眉睫。我國政府2005年頒布的《中華人民共和國可再生能源法》明確規定將包括太陽能、風能在內的可再生能源列入“國家能源發展的優先領域”。太陽能是取之不盡的清潔能源，被看成是未來可再生能源利用的重要方向。本文就如何提高光伏發電項目的綜合效益展開研究，希望能起到拋裝引玉的作用。

1提高發電量，增加光伏發電效益

1.1光伏組件傾斜角與發電量的關系

以往的太陽輻射研究多關注水平面的輻射研究，對如何充分利用太陽能，如對光伏電池接收面輻射量的研究很少，幾乎沒有對光伏組件可接收的斜面太陽能總輻射量的觀測，缺乏對斜面上太陽能資源狀況的評價，導致對光伏電站發電量的估計缺乏理論依據，估算值和實際發電量差異較大。

對光伏電池而言，其光電轉換能力不僅與太陽輻照強度有關，還與太陽光的入射角度有關，只有太陽光垂直于光伏組件時，光伏陣列的電能輸出才可以達到最佳值。在設計光伏發電系統時，首先要解決的問題就是要確定光伏方陣的傾角，并由此估計照射到方陣面上的太陽輻射量。即使在同一地點，不同傾角接收面上獲得的太陽輻射能也有很大差異。通常情況下，固定式太陽能光伏板與水平面成一定角度放置，以求獲得最大的太陽輻射量，所以選擇合適的傾斜角是太陽能工程設計的關鍵之一。

1.2光伏組件傾斜角的確定

為增加電站發電量，根據實際太陽運行情況，太陽高度角和方位角每時每刻均在變化，對輻射量最有效的利用方式是組件遵循“向日葵原理”，對太陽位置變化隨時調節朝向位置，保持組件表面時刻垂直接收太陽能輻射，方能達到太陽能的最大化利用效果。但這一理論在實際運行時，受到組件支架的工藝水平、電站所在地的天氣狀況和支架本身耗電情況等因素影響，在實際操作時還需解決很多問題。

影響電站實際發電量的因素不僅有各月輻射量的變化，還有實際電站運行情況、電站電氣設備運行情況及電網調節等諸多因素，還需進行多方面的研究。

2維護光伏電站設備，增加長遠效益

2.1風沙對光伏發電的影響

高海拔荒漠地區風沙大、降水少，光伏電池表面上大量積塵，嚴重影響發電效率。電池板表面積塵主要受灰塵自身特性因素和當地氣候環境因素的影響。灰塵自身特性因素包括灰塵的粒徑、形貌、質量和化學組成等；當地氣候環境因素包括溫度、降水量、氣流、海拔高度等。積塵對光伏發電效率有嚴重影響。

以青海地區為例，對青海地區的地表沙土和電池板表面灰塵成分、粒徑、形貌進行了分析，電池板表面灰塵主要組成是石英和鈉長石。灰塵顆粒對電池板有遮擋作用。對于單層灰塵顆粒而言，當灰塵零散分布時，灰塵對電池板的遮擋效果為0-78.5%，當灰塵緊密接觸時其遮擋效果為78.5%-91%；對于多層顆粒，灰塵顆粒對電池板的遮擋作用呈現指數變化。光伏電池板表面灰塵粒徑D為0.252-141.589μm灰塵顆粒半徑的變大和灰塵質量或數量的增加，都會使電池板的受光面積減少，從而影響發電量。

2.2風沙問題的解決措施

荒漠地區的光伏電站多用水射流方式進行除塵作業。水射流除塵的費用低、設備簡單，在除塵的同時，還降低電池板表面溫度而提高光伏發電效率。但是，這種除塵方式耗水量大、易污染光伏組件，尤其是在電池板表面會殘留一層難以清除的水垢，形成陰影區，極容易造成二次積塵。經科學家的研究顯示，用加入表面活性劑的水來清洗電池板表面，使水呈偏酸性，以消除水垢殘留，其清潔效果最佳。

3光伏發電項目的環境效益

3.1節能減排、改善當地生態環境質量

一般來說火力發電的污染主要有兩方面：一是二氧化硫，二氧化碳，灰塵等氣體污染物；二是重金屬污染。火電廠是以煤炭為燃料，而燃煤中含有As，Cd，Pd，Ni，Hg，Cr等多種重金屬元素，這些重金屬元素及形成的化合物會造成生物中毒且對土壤、水、空氣等產生污染。光伏發電是直接將太陽能轉換成電能不需要消耗化石燃料，在節能減排、改善當地生態環境方面具有積極、現實的意義。

3.2防風固沙、減少水土流失

西北地區是水土流失、土地沙漠化較為嚴重的地區，經常爆發沙塵暴天氣。而在沙漠地區及無耕種價值的閑置土地地區，大面積的覆蓋太陽能電池板，降低了地表風速，減緩風沙危害，不僅可以起到防風固沙的作用，而且提高了土地的利用率。同時，后期的植被恢復后對于控制沙塵暴、防風固沙也具有積極的作用。

4應用

青海省位于我國西北地區，對于光伏發電有其獨到的優勢：青海太陽能資源豐富，是全國光照資源最豐富的區域之一，年日照小時不低于2250h。太陽能資源充沛，年均輻射量介于4950一6100MJ/㎡之間，并且冰凍災害較少，氣候適合，有利于光伏電池的運行；光伏電站等其他設施的選址一般較為偏僻，而青海地區有大量的閑置土地及荒漠、戈壁地區用來建設光伏設施，投資較少且交通便利；西海地區是國家重要的西電東送基地，“十二五以來在國家和自治區相關政策的鼓勵下，新能源快速發展己成為本地經濟發展的新增長點。

結語

本文從技術、環境的角度分析了光伏發電項目，通過分析指出，在國家行業支持政策逐步到位后，光伏發電企業必須充分利用太陽能，合理設置光伏組件傾斜角，增大發電量，增加光伏發電企業的經濟效益；注重對光伏設備的維護工作，減少風沙對光伏發電量的影響；光伏發電建設也有較大的生態效益，有利于保護環境，減少污染。

參考文獻：

[1]孫兵濤.不同資源地區光伏電站投資及財務分析[J].商品與質量·建筑與發展，2014，（9）：47-47.

[2]何祚庥."第三代"光伏發電技術[J].建設科技，2010，（14）：64-67.

[3]《太陽能》編輯部.提高光伏發電量是硬道理[J].太陽能，2014，（8）：5.

[4]王雷.光伏發電量與氣象因素關系分析研究[J].江西電力，2013，37（6）：64-66.

[5]張世豐.影響太陽能光伏發電的氣象因子分析[J].農業與技術，2014，（7）：194-194.