淺析光伏發電的應用

李春立

【摘要】目前過度依賴煤炭的結構必須改變，務須質疑，大力開發利用可再生能源是保證我國能源供應安全和可持續發展的必然選擇，本文以曹妃甸工業裝備制造區1.6MWp光伏發電示范工程為依據，對光伏發電的應用優點及應用效益進行分析。

【關鍵詞】光伏;發電;應用

隨著全球人口的增長、能耗的增加、環境問題的嚴峻和化石能源步入枯竭的形勢，可再生能源的開發利用正在加速發展。太陽能由于其突出的優勢而被定為最具前景的未來能源。

一、 光伏發電的應用的優點

1、保護環境，減少溫室氣體排放

曹妃甸作為河北省和唐山市的“一號工程”，不僅直接關系到唐山、河北的改革發展大局，而且對環渤海地區乃至全國生產力布局的調整都具有巨大帶動作用和深遠影響，是我國對外的重要窗口，城市的形象和環境保護的力度直接關系到我國在國際上的形象和地位，城市環境的狀況，以及可再生能源的開發利用，將是舉世矚目的。根據目前唐山市的能源結構，純煤電的電力系統，燃煤產生大量的CO2、SO2、NOx、煙塵、灰渣等，對環境和生態造成不利的影響。為提高環境質量，創造良好的城市形象和國際影響力，在對煤電進行改造和減排的同時，積極開發利用太陽能等清潔可再生能源是十分必要的。

2、優化能源結構

隨著2000年9月1日開始實施《中華人民共和國大氣污染防治法》，對新建、擴建火電廠的污染物排放標準或總量控制的力度逐步加大，新建和改建火電廠成本將大大增加，必將制約火力發電的建設和發展。因此，積極開發利用可再生能源，替代部分煤電，適當減輕能源對外依靠的壓力，對改善電源結構和走能源可持續發展的道路是十分必要的。

3、推廣太陽能利用、推進光伏產業發展

我國太陽能光伏技術開始于20世紀70年代，開始時主要用于空間技術，而后逐漸擴大到地面并形成了中國的光伏產業。目前，我國已安裝光伏電站約5萬千瓦，主要為邊遠地區居民供電，累計總投資40多億元人民幣。目前國際上對太陽能資源已經十分重視，20世紀70年代以來，世界上許多國家掀起了開發利用太陽能和可再生能源的熱潮。20世紀80年代，美國建成拋物面槽太陽能發電站，俄羅斯、澳大利亞、瑞士也相繼建立了太陽能發電廠，1992年日本太陽能發電系統和電力公司電網聯網，2000年有7萬家庭安裝了太陽能家庭發電設備，預計到2010年日本國內安裝太陽能組件容量將達482GW，到2030年累計安裝太陽電池組件容量將達1000GW屆時，預計日本所有住宅所消耗的電力中的半數將來自太陽能。截止2004年底德國太陽能總裝機達30萬千瓦，日本為28萬千瓦，美國9萬千瓦。

綜上所述，本項目符合我國21世紀可持續發展能源戰略規劃;也是發展循環經濟模式，建設和諧社會的具體體現;同時對推進太陽能利用及光伏電池組件產業的發展進程具有非常大的意義，其社會政治、經濟、環保等效益顯著。

二、 光伏發電的應用的效果

1、節能效益分析

唐山市曹妃甸工業區裝備制造配套工業廠房太陽能光伏發電站工程裝機容量為1618kWp，年平均上網電量約為180.5萬kWh，與相同發電量的火電廠相比，每年可為電網節約標準煤約644.36噸（火電煤耗按2007年全國平均值357g/kWh計算）。由此可見，光伏發電場有明顯的節能效益。從以上分析可知，光伏電場的建設具有明顯的節能和環境效益。

2、環境效益影響及評價

2、1對大氣、水源的影響

太陽能光伏發電是將太陽能轉換為電能，在轉換過程中沒有廢氣排放。與相同容量的燃煤電廠相比，可節約煤炭資源和減少廢氣排放。本工程裝機容量為1.56MW，年平均上網發電量180.5萬kW.h，與相同發電量的火電相比，每年可為電網節約標煤約644.49t（火電煤耗按357g/kW.h計），同時相應每年可減少燃煤所造成的多種有害氣體的排放，其中二氧化硫（SO2）13.1t，氮氧化合物（NOx）5.6t，煙塵103.53t，減排溫室效應性氣體二氧化碳（CO2）1664.7t。此外還可節約用水580.7t，減少相應的水力排灰廢水和溫排水等對水環境的污染。由此可見，風電場有明顯的環境效益和節能效益。

太陽能光伏發電在電能產生過程中不需要水資源，為了使設備發揮應有的效率，在設備運行期內會定期對設備浮土進行水沖洗，這部分水除懸浮物較高外，沒有增加其它污染物。廢水經屋頂落水管道排入工業園區地下管道，最終排入園區邊上的河流內。本工程定期維護的用水沒有污染物質，對河流水體水質不會產生影響。由于本工程新增工作人員的生活設施也布置于工業園內，生活用水經工業園下水道接入當地排水管網并進入污水處理廠處理后排放，對當地的水環境不會產生影響。

2、2噪聲影響

太陽能光伏發電本身沒有機械傳動機構或運動部件，沒有噪聲產生，因此不會居民產生任何影響。

2、3通信和電視信號影響

電站周邊沒有大型單位和通信設施，場地上空無微波類信號傳輸通道。因此，電站設備運行對通信和電視信號不會有電磁影響。

2、4光影響

太陽能光伏發電板是吸收太陽能，并不反射太陽光線，而且電站范圍內無居民居住，不會對周圍居民產生光污染。

2、5景觀與候鳥飛行的影響

太陽能光伏發電場位于建筑物的屋頂，電池板又是連排布置，從遠處觀看設備排列整齊，可以為曹妃甸工業園內增添一道美麗的風景。本太陽能光伏電場沒有占用鳥類遷徙的通道和鳥類中途休息的場所，因此不會對遷徙的鳥類產生影響。

綜上所述，光伏電站環境影響評價分析顯示，光伏電站的建設既不會對周圍環境產生負面影響，又能增添新的旅游景點;既能大量節約常規能源（平均每年節約燃煤644.49噸標準煤），又不污染環境，是一項百利而無一害的基礎建設工程。

3、社會效益影響及評價

隨著我國經濟突飛猛進的發展，能源供應緊張問題日益突出，過度開發化石能源，勢必造成對環境的破壞。目前，我國SO2排放量占世界的15.1%，為世界第一;CO2排放量占世界的13.6%，列世界第二。因煤炭燃燒而排放的SO2、CO2、NOx和煙塵分別占全國相應排放量的87%、71%、67%和60%，因此備受世界關注。所以充分利用可再生能源，是保證我國經濟可持續發展的需要。曹妃甸太陽能光伏電站的建設，就是為了充分利用太陽能，發展太陽能光伏發電產業，帶動相關產業設備制造水平和安裝工藝的提升。同時有利于增加可再生能源的比例，改善唐山市的能源結構，能緩解地區部分電力供需矛盾，改善當地居民用電狀況和生產生活條件，同時可為當地提供一些就業機會，帶動相關產業，促進區域經濟發展。

4、經濟效益（財務）評價

按滿足資本金基準收益率8%的要求測算，平均上網電價為3.8861元/kWh（未含增值稅），平均投資利潤率為3.64%，平均投資利稅率為5.76%，平均資本金利潤率為12.14%，所得稅前的全部投資財務內部收益率為7.99%，全部投資財務凈現值為1767萬元，投資回收期為10.4年，資本金的財務內部收益率為8.0%。

結語：光伏發電的應用是落實科學發展觀、改善能源結構、促進我國新能源開發利用的示范性項目，符合國家的產業政策和優化能源結構、保護環境、減少溫室氣體排放、節約能源的要求。對促進我國太陽能光伏發電技術的開發與利用，推進光伏產業發展具有非常重要的意義。

【參考文獻】

[1]?沈國良，趙旭升.??太陽能光伏發電系統的原理及其發展[J].?科技創新導報.?2008（01）

[2]?張耀明.??中國太陽能光伏發電產業的現狀與前景[J].?能源研究與利用.?2007（01）

[3]?趙春江，楊金煥，陳中華，鄒乾林.??太陽能光伏發電應用的現狀及發展[J].?節能技術.?2007（05）