光伏建筑一體化并網發電系統在某電廠的應用

丁益民，程琳，丁柱元

(1.華電國際十里泉發電廠，山東 棗莊 277103；2.華能日照發電廠，山東 日照 276800)

0 引言

太陽能是自然界中取之不盡用之不竭的能量，利用太陽能進行光伏發電，不僅不會污染空氣、破壞環境，而且可替代燃煤發電，為環境治理作出貢獻。光伏建筑一體化可以有效利用建筑物的屋頂和幕墻，在不增加建筑成本的基礎上，為建筑提供電力，余量可接入電網，提供電力支撐。

1 光伏建筑一體化發展現狀[1]

國外光伏建筑一體化的發展過程是從示范到推廣，從屋頂光伏到與建筑集成，進而將光伏組件發展成為一種新型的建筑材料。我國太陽能光伏建筑一體化發電技術尚處于初級階段，主要以發展屋頂光伏為主，但我國太陽能光伏建筑一體化發電技術的發展具有牢固的技術和政策基礎。

根據國家電網公司最新實施的分布式光伏發電并網新政策，國內分布式光伏發電項目將享受全程免費的并網服務，并可以自發自用、余量上網。僅在2012年11月，國家電網公司就受理報裝業務123項，總裝機容量達到176.4 MW，其中絕大部分都屬于光伏建筑一體化并網發電項目。

國家能源局最新調整的“十二五”規劃中，光伏發電裝機容量調整為35 GW。按照目前國家光伏電價補貼政策，分布式光伏發電上網補貼電價為0.35元/(kW·h)，并免收隨電價征收的各類基金和附加費用、系統備用容量費和并網服務費，為發展光伏發電提供了有力的政策支持。

2 方案設計[2-3]

山東南部某電廠所在地氣象站多年實測太陽輻射資料統計結果顯示，該地區近31年的平均太陽輻射量為5 379 MJ/m2，多年平均日照時數為2 000 h以上，太陽輻射量和日照時數指標均處于山東省的中上限，屬全國太陽能資源Ⅱ類地區，太陽能資源豐富，具有良好的開發前景。

目前市面上太陽能板材多種多樣，但常用的主要有單晶硅、多晶硅、薄膜太陽能板材和聚光光伏材料。各種太陽能板材性能對比見表1。

表1 各種太陽能板材性能對比

光伏建筑一體化發電項目較地面光伏項目可以節省土地投資，在發電廠建設380 V或220 V光伏建筑一體化發電項目不僅可節省接入系統的投資還可以節省土地、建筑物及廠區道路的投資等。并網項目較其他分布式發電項目還能節省蓄電池費用。

該電廠200 kW太陽能光伏并網發電系統采用集中并網方案，如圖1所示。該系統設有1個200 kW的光伏并網發電單元，該發電單元設1臺200 kV·A并網逆變器，逆變器設 1個直流配電單元，直流配電單元設 12個直流防雷匯流箱；12個直流防雷匯流箱有6個回路輸入，每個回路有1個太陽能光伏電池組件串，每個太陽能光伏電池組件陣列串設16塊光伏電池組件。1臺200 kV·A并網逆變器(最大功率電壓跟蹤范圍為480～820 V DC，輸出功率為200 kW，輸出電壓為270 V)經交流防雷配電柜與1臺0.38/0.27 kV的變壓器連接，變壓器通過電纜與廠用0.38 kV配電裝置連接[4]。

圖1 電廠設計方案

3 經濟效益分析

該工程汽機房屋頂向南，屋頂可利用面積為2 200 m2左右，推薦在該廠區范圍內安裝1 112塊單組容量為180 W的單晶硅光伏發電組件；組件寬808 mm,長1 580 mm，光伏電站總容量為200.16 kW，預計平均年上網電量為24 萬kW·h，年等效負荷小時數為1 200 h。

按照2012年的價格水平，該工程靜態投資約220萬元，單位靜態投資約11元/W，光伏電站平均每年可發電約24萬kW·h。目前山東省標桿電價為0.42元/(kW·h)，2013年分布式光伏發電上網補貼電價為0.35元/(kW·h)，光伏并網電價按0.77元/(kW·h)計算，11.9年即可收回成本。不考慮國家補貼政策，約21.8年可收回成本。

與燃煤電廠相比，以供電標準煤煤耗310 g/(kW·h)計，該項目每年可節約標準煤74 t，折合原煤904 t；每年可減少二氧化硫排放約1.45 t，一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、二氧化碳排放約1.38 t，還可減少灰渣排放約23.00 t。

4 結束語

光伏發電經濟、環保，大面積推廣光伏等清潔能源用于發電，將有效改善霧霾天氣。光伏建筑一體化并網發電系統有效利用了現有建筑物的構架，在不增加建筑成本的同時，減少了土建費用。光伏發電和建筑的完美結合，更會使該建筑成為一道亮麗的風景線。2012年11月1日，國家電網公司《關于做好分布式發電并網服務工作的意見(暫行)》開始實施，2013年3月11日，中國國家發展和改革委員會向部分政府機構、相關光伏發電企業下發《關于完善光伏發電價格政策通知》的意見稿，為該項目提供了強大的政策支撐，使該項目更具競爭力。

參考文獻：

[1]白瑞明.淺述太陽能熱發電技術的發展歷史和現狀[J].中國建設動態：陽光能源，2007(1)：1-8.

[2]崔容強，趙春江，吳達成.并網型太陽能光伏發電系統：太陽能實用技術叢書[M].北京：化學工業出版社，2007.

[3]黃漢云.太陽能光伏發電應用原理[M].北京：化學工業出版社，2009.

[4]羅玉峰， 廖衛兵，劉波.21世紀高校規劃教材：光伏科學概論(光伏專業)[M].南昌：江西高校出版社，2009.