关于太阳能光伏发电站开发与建设的研究分析

王祥

【摘 要】新能源太阳能光伏发电与生物质能、水能、风能等几种常见的新能源发电相比，具有独特的优势。如太阳能的取之不尽用之不竭、发电过程中对环境的无污染、能量转换的最少环节、无需运输就地取用的便利等优势。本文简述了我国太阳能资源的概况以及太阳能光伏发电站开发与建设的意义，对太阳能光伏发电站的开发与建设、可行性及其发展方向进行了研究分析。

【关键词】新能源；太阳能；光伏发电站；意义；开发建设；可行性；发展方向

随着全球能源危机的日益紧迫和欧美国家加大光伏补贴，光伏产业迅速发展。光伏发电是新能源中最具开发规模和商业化发展前景的发电方式。以下就太阳能光伏发电站开发与建设进行探讨。

一、我国太阳能资源的概况

太阳能资源的分布与各地的讳度、海拔高度、自然地理状况和气候条件有关。我国属太阳能资源丰富的国家之一。我国太阳能资源非常丰富，理论储存量可达到每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。我国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。在我国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上。年日照时数大于2000小时，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有巨大的开发潜能。

二、太阳能光伏发电站开发与建设的意义

光伏发电生产过程是利用太阳能电池的光伏效应将太阳光能直接转化为电能过程，不会损害和污染环境。从资源的潜力和长远来看，光伏发电是最具有潜力的可再生能源发电技术；从资源的合理开发利用来说，开发太阳能可以带动当地的经济发展和就业，给当地人民谋福利，实现经济可持续性发展。此外，太阳能是清洁的、可再生的资源，开发太阳能综合示范项目符合国家环保、节能政策，项目的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地，项目本身也可以成为一个独特的旅游景点，促进当地旅游业的发展。大工业企业自建光伏电站，不仅可以减少石化能源的消耗，还可改善能源消费结构，符合我国能源发展战略的需要，是对政府完成“十二五”节能目标的大力支持，具有重要意义。太阳能光伏发电，对于促进新能源事业的发展，在环境效益、经济效益、社会效益等方面，都是利国利民的。

三、太阳能光伏发电站的开发与建设

1、太阳能光伏发电站的设计。太阳能光伏发电独立光伏系统的设计工作要从收集太阳能数据和计算复核大小开始，然后确定系统各部分规格（蓄电池、控制器、逆变器），然后进行电气及导线连接等部分设计；此外，完整设计尚需包含操作和维修部分的计划。

2、光伏组件选型。目前我国的光伏产业己经拥有了世界第一的光伏电池制造能力，但由于发展时间短，光伏产业的配套体系尚未完全建立，如果国内光伏市场能大规模启动，光伏发电成本还有较大的下降空间。过去的情况是薄膜电池在抢夺硅电池的市场，如今的情况是倒了过来，薄膜电池原本就狭小的生存空间将进一步被晶娃电池抢去。晶硅太阳能电池仍然是市场的主流，不可替代。（1）晶体娃光伏组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。（2）商业用化使用的光伏组件中，单晶娃组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。（3）晶体鞋电池组件故障率极低，运行维护最为简单。（4）在开阔场地上使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地。（5）尽管非晶娃薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是使用寿命期较短。

3、光伏发电系统的施工。太阳能光伏发电系统的施工分为两大类：第一类是将太阳能电池阵列在屋顶等处的安装和功率调节器等设备的安装工程；第二类是太阳能电池组件间的连线和连接各设备间的电气工程。太阳能光伏发电的电气施工和太阳能组件的安装要同时进行。

4、光伏电站平衡系统的配置。光伏电站平衡系统是按照装机标称容量并考虑相应的安全因素进行配置的，系统有一定的冗余量。例如，1MW的子方阵配置1.1-1.15MW的逆变器是常规的设计配置，其他部件如电缆、断路器、变压器等均有相应的冗余量。在一般情况下，平衡系统全年或全日均处于非满负荷状态下运行，即系统的潜力有待于挖掘与发挥。

5、电网系统的配置。通常电网系统需要配置旋转机组为光伏电站进行调峰，参与的调峰机组容量与光伏电站的装机容量有关，调峰时间段与光伏电站的每日出力运行时间段有关。调峰机组容量配置太少，有可能不足以抑制电网的波动；调峰机组容量配置太多且参与调峰的时间过长，会使电网运行的经济性下降，同时侵害其他发电商的经济利益。如果光伏电站能在一个特定的时间段内稳定可靠的出力，出力曲线为相对的平直线，那么便可减少电网为其配置的调峰机组容量和调峰机组运行时间。

四、太阳能光伏发电站开发与建设的可行性及其发展方向

1、太阳能光伏发电站开发与建设的可行性。（1）投资项目的效益分析。目前无论是银行的长期贷款利率或是长期国债的利率，融资成本都比较高。因此这个光伏发电站的投资效益偏低，若没有国家的政策性支持，包括：免税、减税、低息贷款，或提高光伏电站的上网电价优惠政策，光伏发电站的投资并非高效益的投资。此外因为电网电价受国家调控影响，无法准确预测，在一定程度上，电价的上涨，有利于项目在后期收益的提高，但是因为无法准确预测电价增长比例，所以在本项目分析时，未考虑电价上涨带来年预期收益提高。（2）社会与环境效益评价。节能减排效益太阳能是清洁的可再生能源，我国有完整的产业链，也是世界上最多的太阳能组件生产国。开发利用太阳能资源是调整能源结构，实施能源可持续发展的有效途径，同时也有利于生态与环境保护。太阳能电场建成后，为电网提供电能每年可为国家节约标煤。相应每年可减少多种有害气体和废气排放：如二氧化硫、二氧化碳排放量，减少烟尘排放量、一氧化碳和碳氢化合物等。

2、光伏发电产业发展方向。目国内的分布式光伏发电项目可能从工业园区、企业厂房、经济园区等集中示范区起步。（1） 工业园区、大型企业厂房、经济园区的屋顶计划。园区白天是用电高峰，这个时段是光伏组件发电量较高的时间段，减少了储能的环节，对于客户来讲，应该是比较容易接受的。（2） 在某些别墅区，可以将太阳能组件玻璃做成别墅房屋的玻璃，既美观又能够给家里的电器供电，建设的成本可以与今后的电费单相抵。（3） 在水面上，可以建设海上光伏发电站，利用水面作为潜在太阳能电站建设地。由于光伏发电的无污染性，这项工程实施也不会给生态环境和自然环境造成负面影响，并且水面可以解决光伏发电组件长时间日照发热的问题，是天然的冷却系统，可以降低成本。目前这项技术还处于试验阶段，相信不久就能够建起水上光伏电站并投入使用。

结束语

目前太阳能光伏发电站开发建设成本的优势日显，随着太阳能光伏发电的大规模应用和推广，尤其是上游晶体硅产业和光伏发电技术的日趋成熟，每千瓦光伏发电的建设成本相比其它可再生能源已具有相同的经济优势，因此需要加强对其进行开发与建设。

參考文献：

[1]沈重.对太阳能光伏电站设计影响因素的分析[J].黑龙江科学，2013

[2]吴菲.光伏发电站环境影响评价技术规范研究[D].南京信息工程大学，2012

[3]谢德兵.浅谈光伏发电成本及其影响因素分析[J].会计师，2013

[4]王瑶法.建设光伏发电站的可行性分析[D].厦门大学，2014