通信基站中光伏供電系統的應用和效益分析

王建鋒，吳麗勇

（華信咨詢設計研究院有限公司，杭州 310014）

1 引言

光伏供電系統，作為一種基站的新能源建設方式，可作為市電引入困難站點一種手段。同時，隨著光伏組件價格不斷下滑以及國家光伏供電補貼的推動下，也可以嘗試在一些有條件的站點推動并網型光伏供電系統，既能節能減排，又能實現通信基站的額外效益。

2 光伏供電應用的應用類別

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

2.1 離網型無蓄電池光伏供電系統

離網型無蓄電池光伏供電系統是直接將太陽能光伏板與用電負荷直接連接（一般為直流用電設備）。在這種情況下，有太陽時就可以直接通過太陽能光伏板提供能力給通信負荷，但是在無陽光的時候設備就只能停止工作，所以該種類型只能在白天有陽光的場景下應用。這種場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，或者是太陽能板的安裝條件受限，實際使用情況不多。

圖1 離網型無蓄電池光伏供電系統

2.2 離網型有蓄電池光伏供電系統

離網型有蓄電池光伏供電系統是采用控制器，通過控制器與太陽能光伏板、蓄電池和通信設備進行連接。在有陽光的時候，太陽能光伏板直接向通信設備進行供電，同時還可以對蓄電池進行充電和補電；而到夜間或是陽光不夠充足的時候，控制器將切換電路，采用蓄電池組給通信設備供電。

這種場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過高的站點，這種場景在實際應用的情況較多，但由于需要配置較大的蓄電池，也需要綜合考慮工程造價。

圖2 離網型有蓄電池光伏供電系統

2.3 并網型光伏供電系統

并網型光伏供電系統是一種具有自動切換功能的光伏并網發電系統。在太陽能光伏供電系統發出的電能充足時，除了供給基站自身用電，可將剩余電能并入公共電網；當太陽能光伏供電系統發出的電能不足時，由公共電網向用電負荷補充供電；當晚上、雨天等完全沒有太陽能發電時，由公共電網向用電負荷獨立供電。

這種場景的通信基站應用，除了考慮自身的設備供電，主要也是為能源使用的效益最大化，將多余的太陽能并入公共電網，爭取國家補貼等費用。

圖3 并網型光伏供電系統

3 并網型光伏供電系統的效益分析

3.1 光伏供電系統成本分析

光伏供電系統主要由光伏組件、逆變器、并網配電箱等組成。通過前期項目積累經驗，通信用光伏供電系統建設成本合計總價6.4元/瓦左右，其中光伏組件3.5元/瓦、并網逆變器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 的設計容量為例：光伏設備投資=6.4×5000=32000元；光伏設備使用年限按照15年計算需要進行更換，增加1臺光伏逆變器的投資，光伏逆變器投資=1.5×5000=7500元；每年維護成本大致為750元，15年維護成本共計11250元。

光伏設備總投資=光伏設備投資+光伏逆變器投資+維護成本=50750元；光伏設備投資（按15年分攤）=3384元。

3.2 光伏供電系統收益分析

光伏供電系統的收益除了自身電價的收入，主要是政府補貼收入，但政府補貼有下降的趨勢，最近根據《關于2018年光伏發電有關事項的通知》（發改能源[2018]823號），對分布式光伏發電實行按照全電量補貼的政策：每發一度電補貼標準為每千瓦時0.32元（含稅），獎勵期限原則20年。同時，一般省內也會有相應的發電補貼。

如果項目采用“自發自用45%、余電上網55%”的并網發電模式，發電收益分為：“自發自用”收益=節省電費（目前基站用電均價）+國家電費補貼+省內補貼=0.69+0.32+0.2=1.21元/度。

“余電上網”收益=某省脫硫電價+國家電費補貼+省內補貼=0.36+0.32+0.2=0.88元/度。

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

4 結束語

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分為以下幾類：離網型無蓄電池、離網型有蓄電池、并網型光伏供電三類。對于并網型光伏供電系統，只有在政府補貼較高、并能實際落實的情況下，才能取得較好的效益。