廣東漁業光伏項目經濟環保效益分析

宋云華

摘要： 廣東省發展光伏發電具有巨大優勢和潛力，尤其是光伏產業上升為國家戰略新興產業后，廣東迎來了光伏產業發展的重要戰略機遇。本文以廣東某漁業光伏項目為例并分析了該項目的經濟與環保效益，為漁業光伏發電的發展提供了一定參考。

Abstract： The development of photovoltaic power generation in Guangdong province has great potential and advantages， and especially while the photovoltaic industry has risen to a national strategic emerging industry， Guangdong ushered in an important strategic opportunity for the development of photovoltaic industry. This paper takes the Guangdong fishery photovoltaic project as an example and analyzes the economic and environmental benefits of the project， providing a reference for the development of photovoltaic fishery power.

關鍵詞： 光伏發電；戰略新興產業；漁光互補

Key words： photovoltaic power generation；strategic emerging industries；fishing light complementary

中圖分類號：F426；TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0103-02

0 引言

漁光互補是在魚塘上建立光伏發電站，水體養魚和水面發電同時進行，既可保證養殖用電需求，提高養殖管理水平，有效利用土地資源，又可破解光伏發電用地困局，達到增加收入，節能減排的目的，從而使水產養殖業與光伏發電互相促進，互相發展。目前廣東地區已有多地開展漁光一體化的模式探索。大規模下部養殖、上部發電的項目，可以集養殖、發電、旅游、休閑、垂釣、餐飲等各種優勢集于一身，為各大項目提供良好的生產模式。

1 漁光互補光伏發電系統的基本原理

農業光伏是光伏電站開發投資與農業開發投資運營的跨界合作項目，它包括光伏農業大棚與“漁光互補”兩項重要內容。其中，光伏農業大棚利用的是農業大棚的棚頂放置太陽能板發電，而“漁光互補”則是利用魚塘水面或灘涂濕地，支上光伏組件進行發電。在豐富的養殖水面上架設光伏組件進行發電，形成“上可發電、下可養魚”的創新發展模式，既能充分利用空間、節約土地資源，又能利用光伏電站調節養殖環境，還能優化地區能源結構、改善環境，并可提高單位魚塘產量、增產增收，在水產養殖和光伏產業上實現領域共享。這種模式，即被稱為“漁光互補”模式。

2 漁業光伏項目發電系統的設計

2.1 項目所在地資源條件

項目選址廣東省臺山市，臺山市位于廣東省南部偏西地區，緊鄰南海，年日照時數平均約為2006h，年均太陽總輻射量為4923.34MJ/m2，屬于資源豐富區，適宜建設光伏電站。場址地形環境較好，周圍無高山遮擋，光線充足，項目場址為光伏建設合法用地。

2.2 工程建設項目規模分析

從能源資源利用、電力系統需求情況、項目開發條件等方面綜合分析，均有利于工程的建設，因此本項目規劃容量為100MWp，進行分期開發，一期開發規模為50MWp。本項目新建一座110kV升壓站，升壓站內生產樓、綜合樓及110kV母線、出線間隔本期一次建成，預留二期主變、二期主變進線間隔、SVG及35kV開關柜位置。

2.3 漁業光伏發電系統設備的選型設計

2.3.1 光伏發電系統的構成

光伏發電系統是利用太陽能電池組件和其他輔助設備將太陽能轉換成電能的系統。光伏組件先經直流匯流，匯流后接入直流配電柜，直流配電柜輸出接入光伏逆變器的輸入端，逆變器的輸出端接入升壓變壓器的低壓側。各升壓變壓器輸出經集電線路匯流后，送至 110 kV 升壓站升壓。升壓站 110 kV 側采用線單母線接線形式。光伏發電系統見圖1。

2.3.2 光伏組件的選擇

考慮到本項目位于水面，且晶硅組件在該地區已廣泛地應用，故本項目選用60片多晶硅270Wp光伏組件，市場價格大約是3-4元。

光伏陣列的安裝傾角對光伏發電系統的效率影響較大，對于固定式并網光伏發電系統，一般選擇最佳傾角按GB50797-2012《光伏發電站設計規范》的要求，傾角應為

Q傾=20°-2° （1）

光伏組件串聯數量計算，利用GB50797-2012《光伏發電站設計規范》中組串計算公式：

式中：N——光伏組件串聯數（N 取整）；

t——光伏組件工作條件下的極限最低溫度（℃）；

t′——光伏組件工作條件下的極限最高溫度（℃）；

K′v——光伏組件工作電壓溫度系數；

Kv——光伏組件開路電壓溫度系數；

Vpm——光伏組件工作電壓（V）；

Voc——光伏組件開路電壓（V）；

Vmppt max——逆變器MPPT 電壓最大值（V）；

Vmppt min——逆變器MPPT 電壓最小值（V）；

Vdcmax——逆變器允許最大直流輸入電壓（V）。

計算中各系數取值參數，Vmppt min =450V，Vmpptmax =850V，Vpm =31.95V，K′v=-0.41%/℃，t′=38.3℃，t=-0.1℃，經初步計算，串聯光伏組件數量N為：13≤N≤24。

結合逆變器最佳輸入電壓和光伏組件工作環境等因素綜合分析，最終確定本項目選用晶硅光伏組件的串聯數為24塊/串。按上述最佳光伏組件串聯數，270Wp 多晶硅光伏每一路組件串聯的額定功率容量對應于所選630kW 逆變器的額定功率計算，多晶硅光伏組件計算并聯的路數為111路。

2.3.3 逆變器功率的選擇

結合《國家電網公司光伏電站接入電網技術規定》的及其它相關規范的要求，選型主要考慮單臺容量大，轉化效率高，具有低電壓耐受能力直流輸入電壓范圍寬，最大功率點，跟蹤輸出電流諧波含量低、功率因數高等指標。根據前述選型原則，考慮到本項目為漁光互補項目，光伏支架一致性好，且場址區為鹽霧和高濕環境，選用630kW/臺的集中式逆變器。

3 經濟環保效益分析

本工程總裝機容量 50 MW，一次建成。建設期為 8 個月，生產運行期為 17 年，工程靜態投資 41393.27 萬元，工程動態總投資 42097.98 萬元。從表1可以看出，在光伏發電系統中，機電設備及安裝工程費用占初投資的比例較大，因此在系統設計階段，要合理選擇電池組件、機電設備的類型與數量，在保證系統安全穩定運行的前提下，盡可能地節約初期成本。

3.1 項目經濟性分析

根據所選工程代表年傾斜面上各月平均太陽總輻射量，計算出光伏陣列峰值日照小時數及發電量，電站建成后第一年上網發電量為 5468.46 萬kWh。在運行期 17 年內的年平均發電量為 5172.69 萬度，年利用小時數為 1030.0h。根據發改價[2015]3044號《國家發改委關于完善陸上風電光伏發電上網標桿電價政策的通知》的規定，本項目運行期前17年標桿上網電價 0.98 元/kWh在計算期內發電收入總額為 86177.0 萬元，項目投資回收期為11.7 年，全部投資財務內部收益率（稅后）5.71%，資本金財務內部收益率為7.49%，發電總利潤為14706.9萬元。考慮到后期業主協調落實土地可以續租為25 年，如果能電站運行期能達到25 年，資本金財務內部收益率可以高于基準收益率8%，電站是具有較好收益能力。

3.2 項目環保效益分析

由于世界范圍內能源的稀缺，國家支持和鼓勵各類非化石能源進行并網發電，包括海洋能、風能、水能、太陽能和生物質能等。在該政策支持下，再加上日益興起的環保概念和政策，太陽能作為一種清潔的可再生能源開始受到人們的廣泛關注，越來越多的單位開始建設開發光伏電站，其不僅能夠有效地減少常規能源特別是煤炭資源的消耗，還能夠有效地保護生態環境。本項目運行期多年平均發電量為 5172.69 萬 kWh，按照火電煤耗（標準煤）318g/kWh，建設投運每年可節約標煤 1.64萬t，相應每年可減少多種大氣污染物的排放，其中減少二氧化硫排放量約 183.37t，二氧化碳約 4.93萬 t，一氧化碳約 4.32t，二氧化氮約 189.26t，煙塵約 221.51t，對減輕環境污染有一定的促進作用。

3.3 其它社會效益分析

光伏電站除了能夠作為電網給地區提供電力支持，具有經濟效益和環保效益外，還具有很強的社會效益，這是因為光電場本身也可成為旅游景點，促進當地旅游業的發展。本漁光互補并網光伏發電項目的開發，可提高當地漁民收入，提高其生活水平，同時可促進地區相關產業，如建材、交通、設備制造業的大力發展，在很多方面都能夠產生積極的作用，比如促進第三產業發展、擴大就業等，從而帶動和促進地區國民經濟的發展和社會進步。

4 結束語

①魚塘互補光伏技術在增加我國缺能地區的能源供應量，降低生產、生活用能造成的環境污染，在提高生產力的同時促進經濟增收、增加就業機會等方面將會發揮更大的作用。太陽能是可再生的、清潔的能源，開發太陽能符合國家節能、環保政策，光伏電站的建設開發能夠有效減少常規能源尤其是煤炭資源的消耗，保護生態環境，努力創建一個適宜人類居住的生活環境。

②漁業光伏發電項目目前具有較高的上網電價，項目投資回收期為11-13 年（尚未考慮漁業收入），后期的十幾年為純收益期。因此，漁業光伏發電有較好可行性。但根據《國家發改委關于調整光伏發電陸上風電標桿上網電價的通知》（發改價格[2016]2729）規定，2017年6月30日以后投產的光伏項目，Ⅲ類資源區上網標桿電價下調至0.85元/kWh，因此建議本項目抓緊建設，并努力控制投資成本，爭取 2017 年 5 月建成投產確保獲得現有電價，避免2017年后執行下調后的電價，有效控制項目投資風險。

③通過節能環保效益分析發現，年可節約標煤 1.64萬t，二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、煙塵排放量分別減少約 183.37 t、4.93萬t、 189.26 t、 221.51 t，而光伏發電系統一般的使用壽命長達25年 因此其節能減排的效果還是非常明顯的。本項目工程建成投產后對解決地區電網缺電問題，促進地區經濟發展、提高人民生活水平、提高能源利用效率、改善環境都將具有深遠意義。

參考文獻：

[1]廣發集團臺山市50MWp 漁光互補并網光伏發電項目可行性研究報告[R].

[2]中國南方電網有限責任公司發布的《35kV-110kV 配電網項目可行性研究內容深度規定》[R].

[3]廣東電網公司頒布的《廣東電網規劃設計技術原則（修訂）》[R].2010.