太阳能光伏发电的分析研究及开发应用

吴显亭

（中国华电哈尔滨热电有限责任公司，哈尔滨 150046）

太阳能光伏发电的分析研究及开发应用

吴显亭

（中国华电哈尔滨热电有限责任公司，哈尔滨 150046）

城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展，光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合，属于分布式发电的一种。它能够减少电网用电，大大减轻公共电网的压力，就近向电网输送电力。根据当前用电负荷情况，夏季机组双停厂用电由电网系统购置，增加了企业费用，厂区内生产厂房、部分建筑屋顶及空地等均闲置，利用屋顶分布式太阳能发电系统可自用可上网的特点，投资分布式并网光伏发电系统。全年发电量可补偿夏季增加的企业费用，同时，上网的电量又可增加企业的利润。

太阳能光伏电站；分布式光伏发电；再生能源

分布式光伏发电特指采用光伏组件将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电、就近并网、就近转换和就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模下光伏电站的发电量，同时，还有效地解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

黑龙江省是我国纬度最高，年平均气温最低，太阳辐射较好，太阳能资源较丰富的省份。全年太阳能辐射总量为120万千卡/m2，年平均日照时数在2 400～2 800h。日照百分率为60%，时空分布特点是南多北少。据气象台统计，黑龙江省日照率主峰值出现在冬季（12——2月），这是因为黑龙江地理纬度高，冬季太阳高度角低，南向垂直面上的太阳辐射强度大。

目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目可以接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。

1　并网光伏发电系统

所谓并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后，直接接入公共电网。考虑到太阳能光伏发电的固有特点，节约投资，省略蓄电池组并减少充、放电转换带来的损耗，当今，全球太阳能发电有80%是并网发电。如图1所示。

图1　并网发电系统示意图

现在，由于夏季电网用电情况机组双停，双停期间用电量由电网系统购买，每日用电在3.5万kW·h，电价为工业用电价钱，安装太阳能光伏发电系统可补偿企业用电。

2　电价及补贴政策研究

根据各地太阳能资源条件和建设成本，将全国分为三类标杆上网电价区，相应制定光伏电站标杆上网电价。

对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为0.42元/kW·h（含税），通过可再生能源发展予以支付，由电网企业转付；其中，分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。

表1　全国光伏电站标杆上网电价表　元/kW·h（含税）

3　经济性评价

黑龙江省属于太阳能资源较为丰富的区域，为Ⅱ类资源区，光伏地面电站对应的标杆电价为0.95元/kW·h，分布式执行0.42元/kW·h的电价补贴。

假设分布式光伏项目装机容量为1MW。占地面积约为15 000m2左右。如采用全部上网模式，上网电价为0.95元/kW·h；采用自发自用、余电上网，自发自用部分电价为售电价格+0.42元/kW·h，上网部分为当地燃煤标杆电价+0.42元/kW·h；全部自发自用，电价为售电价格+0.42元/kW·h。根据黑龙江省电网售电价表，最高的售电价格为一般工商业用电-0.8780元/kW·h，因此，分布式项目选择自发自用收益最高。以此计算项目融资前税前收益率在10.98%左右，投资回收期在8.57年左右，项目具有较好的盈利能力。装机容量为1MW（按年日均5h计算）日发电5 000 kW·h，全年182.5万kW·h，每kW·h发电收益为当地脱硫、脱销煤电价+国家补贴0.42元。

在我国太阳能每发1kW·h电，相当于减少二氧化碳排放量1.14kg。由此计算，该项目每年可减少258.21t二氧化碳排放量，减少粉尘排放70.23t，节省标煤106.9t。因此，该项目的建设和运行，将带动黑龙江省光伏产业的快速发展，对促进可再生能源综合利用、深化全民节能减排意识将产生深远影响。

4　企业光伏发电并网的优势

4.1经济价值

太阳能光伏并网发电系统，大约8～10a就能回本赢利，核心部件太阳能电池板寿命大约20～25a，也就是说，光伏并网赢利期能达到12～15a，经济效益还是比较明显的。规模越大，系统投资单价优势更高，效益越可观。

4.2场地优势

生产型企业都有自己的工厂，房顶有免费的闲置空间资源，足够大的安装面积是太阳能光伏并网系统的核心资本，同时也使工厂的生产场地成本价值得到更大化的利用。

4.3需求优势

根据国家政策，通过电网的光伏并网申请程序很简单，但是，上网回收电价只能按照当地脱硫价0.4469 元/kW·h（以山东省为例）计算，对于想拿国家补贴电价1元/kW·h的项目申请流程还是比较复杂的，需要向当地发改委项目申请和物价局核准，手续相当烦琐。但对于企业来说，太阳能光伏并网发电系统所发电量依然享有0.95元/kW·h电的待遇，这就是企业与个人相比的最大优势。

5　分布式光伏发电项目的实施步骤

5.1项目业主电量及自身情况分析

从项目业主单位实际出发，考虑自身用电量、屋顶条件，等等，确定光伏电站的建设规模。

5.2初步方案设计

由太阳能光伏发电系统集成商，制定项目初步方案，包括土建、地勘、气候、光照、设计和场所，等等。

5.3系统设计

由光伏发电集成商根据现场的实际情况，确定电站建设方案，开展具体工程设计。

5.4并网申请

项目所属供电公司提交申请表及其他相关资料，与供电公司签署有关并网协议。

5.5施工安装

按照项目方案，实施工程安装、调试、接入试运行。

5.6运营维护

项目竣工后，开始分布式光伏电站的运营以及后续的日常维护，等等。

6　结语

分布式光伏发电是太阳能发电项目中一种发展迅速的新能源，它具有小型、分散、就近接入、就近利用、自发自用、多余电量配电则可上网等特点，能够充分利用厂房及建筑屋顶、空闲场地，非常适合于企事业单位等自建光伏发电的应用，也为企业寻求新的能源以求得可持续发展和日后发展提供了广泛的空间。

Research and Development of the Solar Photovoltaic Power Generation

WUXian-ting
（China Huadian Harbin Thermal Power Co.,Ltd.,Harbin 150046,China）

Urban solar photovoltaic building integrated grid-connected power generation has made a rapid development,and building integrated photovoltaic power generation is the perfect combination of solar photovoltaic and architecture，it is a distributed power generation.It can reduce the power grid，greatly reduce the pressure on public power grid，and transfer electricity to the nearest grid.According to current electricity load，summer double parked auxiliary power is purchased by the grid system，which increased business costs.And factories of the plants，part of the building roofs and open spaces are idle.Taking use of features of internet access for personal use that rooftop distributed solar power generation system has，it can invest distributed grid-connected photovoltaic power generation system.Annual power generation can compensate for the increased business costs in summer，at the same time，the Internet's power can increase profits.

Solar photovoltaic power plant；Distributed photovoltaic power generation；Renewable energy

TM615

A

1674-8646（2015）12-0150-02

2015-10-15