屋頂光伏系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)與運(yùn)營(yíng)模式選擇分析

孫亞平　張靜

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，不同行業(yè)、領(lǐng)域?qū)δ茉吹男枨罅咳找嬖黾?，化石能源的消耗非常大，能源形?shì)日漸緊迫。而太陽(yáng)能作為重要的清潔能源之一，如何高效開(kāi)發(fā)、利用已成為新時(shí)期社會(huì)大眾關(guān)注談?wù)摰幕馃嵩掝}。和我國(guó)西部地區(qū)傳統(tǒng)型的裝機(jī)光伏并網(wǎng)電站相比，建筑屋頂發(fā)電站更具優(yōu)勢(shì)，占用區(qū)域土地面積較小，建設(shè)周期短等，具有較好的運(yùn)營(yíng)效益。因此，本文作者對(duì)屋頂光伏系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、運(yùn)營(yíng)模式的選擇這一課題予以了探討。

關(guān)鍵詞：屋頂；光伏系統(tǒng)技術(shù)；經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)；運(yùn)營(yíng)模式；選擇；分析

中圖分類號(hào)： TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）13-150-2

0 引言

近年來(lái)，隨著化石能源的使用不斷增多，已經(jīng)處于危機(jī)地帶，必須開(kāi)發(fā)能源來(lái)代替化石能源的位置，生產(chǎn)清潔電能。在研究過(guò)程中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究、應(yīng)用已成為專家們關(guān)注的焦點(diǎn)，但需要解決的問(wèn)題也比較多，比如，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有效控制光伏系統(tǒng)并網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)相關(guān)方面造成的影響。為此，需要全方位分析各種主客觀影響因素，對(duì)屋面光伏系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，選擇適宜的運(yùn)營(yíng)模式，使其更好地發(fā)揮自身作用。

1 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析

在設(shè)計(jì)屋頂光伏系統(tǒng)的過(guò)程中，需要客觀地分析各種影響因素，比如，分布式電源的容量、實(shí)際運(yùn)行情況、屋頂荷載、用電負(fù)荷、運(yùn)營(yíng)模式等，用以確定屋頂光伏系統(tǒng)的總?cè)萘俊＞臀蓓敼夥到y(tǒng)而言，并不是由單一元素組成，它是利用太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，其中，并網(wǎng)逆變器、直流匯流箱、光伏組件，各自具有不同的工作特點(diǎn)，發(fā)揮著不同的作用。就該系統(tǒng)而言，其工作原理主要體現(xiàn)在這些方面，在“光生伏打”效應(yīng)作用下，太陽(yáng)能光伏板能夠有效轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)輻射能，使其成為光伏板中的直流電能，在直流匯流箱作用下，借助DC/AC并網(wǎng)逆變器，再轉(zhuǎn)化為交流電并入電網(wǎng)。圖1是屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的示意圖。

以設(shè)計(jì)直流匯流箱為例，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)可知需要串聯(lián)的光伏組件的數(shù)量，多個(gè)光伏組件串聯(lián)后輸出一對(duì)正負(fù)極，與直流匯流箱正負(fù)極銅排相連，形成一路直流電，而直流匯流箱可以輸入多路直流輸入，這樣在一定程度上，減少了光伏陣列和逆變器之間的連線，減少系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。在此基礎(chǔ)上，需要結(jié)合直流匯流箱特點(diǎn)，在其中合理設(shè)置相關(guān)的設(shè)備，比如，熔斷器、防反二極管、直流斷路器、防雷器，為使光伏發(fā)電系統(tǒng)更加可靠、實(shí)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確而客觀地了解光伏電池組件的運(yùn)行情況，促使光伏系統(tǒng)具有的功能得到應(yīng)有的發(fā)揮。還要客觀地分析直流匯流箱的實(shí)際高度、光伏板支架之間的距離，以合理地設(shè)計(jì)直流匯流箱的安裝位置。但在實(shí)際應(yīng)用中，還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和業(yè)主的意愿，對(duì)設(shè)計(jì)略作調(diào)整。

以某地區(qū)太陽(yáng)能屋頂光伏發(fā)電工程為例，其總投資為3.9億元，政府財(cái)政補(bǔ)貼為1.7億元，核心技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如所示：

根據(jù)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，可以知道該太陽(yáng)能屋頂光伏發(fā)電工程具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，能夠在減少運(yùn)營(yíng)成本的基礎(chǔ)上，減少各種污染物的排放量，減少對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，具有較好的節(jié)能減排效果，有利于促進(jìn)新能源的持續(xù)發(fā)展。

2 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式

就屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其運(yùn)營(yíng)模式并不單一的，比如，用戶自建模式、合同能源管理模式，各自具有不同的特點(diǎn)。以用戶自建模式為例，居民自己或者委托第三方向當(dāng)?shù)氐目h級(jí)能源管理部門(mén)遞交相關(guān)的建設(shè)申請(qǐng)，如果申請(qǐng)通過(guò)，用戶或者受托方就可以自行進(jìn)行建設(shè)，不會(huì)受到干涉。在建成并網(wǎng)之后，省級(jí)能源管理部門(mén)還會(huì)對(duì)這些居民進(jìn)行一定的投資補(bǔ)助。

2.1 并網(wǎng)結(jié)算方法

并網(wǎng)結(jié)算方法是屋頂發(fā)電系統(tǒng)重要的運(yùn)營(yíng)模式之一。主要采用的是“全部上網(wǎng)，統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷(xiāo)”的結(jié)算方法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)看作是多個(gè)分布類型的小型發(fā)電站。在該運(yùn)營(yíng)模式下，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電量必須嚴(yán)格按照相關(guān)的上網(wǎng)電價(jià)，合法賣(mài)給電網(wǎng)，用戶主要是通過(guò)收取電費(fèi)的方式來(lái)獲取自身的效益，也就是說(shuō)在該系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，用戶的收益和光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量、電價(jià)水平緊密相連。對(duì)于屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要綜合考慮各方面影響因素，選取適宜的運(yùn)營(yíng)模式，客觀地分析各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 用戶自建，統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷(xiāo)

就用戶自建模式而言，用戶可以根據(jù)自身各方面的需求，在市場(chǎng)中自由選擇供應(yīng)商、代理服務(wù)商，由他們根據(jù)用戶提供的型號(hào)提供成套服務(wù)，安裝、調(diào)試等，所有費(fèi)用都會(huì)包括在產(chǎn)品報(bào)價(jià)中。在簽協(xié)議之前，供應(yīng)商必須讓用戶知道光伏產(chǎn)品各方面的信息以及存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，避免造成不必要的麻煩。在該系統(tǒng)建成投入使用后，相關(guān)的能源管理部門(mén)要給予用戶一定的投資補(bǔ)貼。

在該模式作用下，相關(guān)用戶需要優(yōu)化利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電量，在用電需求量超過(guò)光伏發(fā)電具備能力后，便可以從電網(wǎng)中購(gòu)電。在不考慮階梯電價(jià)的情況下，用戶可以利用光伏實(shí)際發(fā)電量去乘以當(dāng)下電價(jià)，便能準(zhǔn)確計(jì)算出每年能夠節(jié)省多少電費(fèi)。加上相關(guān)政府部門(mén)發(fā)放的電量補(bǔ)貼，用戶所獲取的總收入就是發(fā)電總收入、節(jié)省電費(fèi)收益的總和。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在緩解能源危機(jī)方面，太陽(yáng)能屋頂光伏發(fā)電工程建設(shè)有著不可替代的，有利于優(yōu)化能源戰(zhàn)略，優(yōu)化重組能源結(jié)構(gòu)，節(jié)能減排等。在優(yōu)化設(shè)計(jì)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，需要客觀地分析其經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能減排效益等，進(jìn)行客觀的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，還要根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)特點(diǎn)，選擇適宜的運(yùn)行模式，確保該系統(tǒng)處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中，在減少運(yùn)營(yíng)成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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