屋顶光伏系统技术经济评价与运营模式选择分析

孙亚平　张静

摘 要：随着社会经济持续发展，不同行业、领域对能源的需求量日益增加，化石能源的消耗非常大，能源形势日渐紧迫。而太阳能作为重要的清洁能源之一，如何高效开发、利用已成为新时期社会大众关注谈论的火热话题。和我国西部地区传统型的装机光伏并网电站相比，建筑屋顶发电站更具优势，占用区域土地面积较小，建设周期短等，具有较好的运营效益。因此，本文作者对屋顶光伏系统技术经济评价、运营模式的选择这一课题予以了探讨。

关键词：屋顶；光伏系统技术；经济评价；运营模式；选择；分析

中图分类号： TM615 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-150-2

0 引言

近年来，随着化石能源的使用不断增多，已经处于危机地带，必须开发能源来代替化石能源的位置，生产清洁电能。在研究过程中，太阳能光伏发电系统的研究、应用已成为专家们关注的焦点，但需要解决的问题也比较多，比如，如何优化设计光伏系统结构，有效控制光伏系统并网对大电网相关方面造成的影响。为此，需要全方位分析各种主客观影响因素，对屋面光伏系统技术进行科学的经济评价，选择适宜的运营模式，使其更好地发挥自身作用。

1 屋顶光伏发电系统技术经济评价分析

在设计屋顶光伏系统的过程中，需要客观地分析各种影响因素，比如，分布式电源的容量、实际运行情况、屋顶荷载、用电负荷、运营模式等，用以确定屋顶光伏系统的总容量。就屋顶光伏系统而言，并不是由单一元素组成，它是利用太阳能电池的半导体材料把太阳辐射能转化为电能的过程，其中，并网逆变器、直流汇流箱、光伏组件，各自具有不同的工作特点，发挥着不同的作用。就该系统而言，其工作原理主要体现在这些方面，在“光生伏打”效应作用下，太阳能光伏板能够有效转化对应的太阳辐射能，使其成为光伏板中的直流电能，在直流汇流箱作用下，借助DC/AC并网逆变器，再转化为交流电并入电网。图1是屋顶光伏发电系统组成结构的示意图。

以设计直流汇流箱为例，在设计过程中，根据系统参数可知需要串联的光伏组件的数量，多个光伏组件串联后输出一对正负极，与直流汇流箱正负极铜排相连，形成一路直流电，而直流汇流箱可以输入多路直流输入，这样在一定程度上，减少了光伏阵列和逆变器之间的连线，减少系统运营成本。在此基础上，需要结合直流汇流箱特点，在其中合理设置相关的设备，比如，熔断器、防反二极管、直流断路器、防雷器，为使光伏发电系统更加可靠、实用奠定坚实的基础，准确而客观地了解光伏电池组件的运行情况，促使光伏系统具有的功能得到应有的发挥。还要客观地分析直流汇流箱的实际高度、光伏板支架之间的距离，以合理地设计直流汇流箱的安装位置。但在实际应用中，还要根据现场的实际情况和业主的意愿，对设计略作调整。

以某地区太阳能屋顶光伏发电工程为例，其总投资为3.9亿元，政府财政补贴为1.7亿元，核心技术指标、经济指标如所示：

根据相关的经济指标，可以知道该太阳能屋顶光伏发电工程具有较好的经济效益，能够在减少运营成本的基础上，减少各种污染物的排放量，减少对周围环境的污染，具有较好的节能减排效果，有利于促进新能源的持续发展。

2 屋顶光伏发电系统运营模式

就屋顶光伏发电系统来说，其运营模式并不单一的，比如，用户自建模式、合同能源管理模式，各自具有不同的特点。以用户自建模式为例，居民自己或者委托第三方向当地的县级能源管理部门递交相关的建设申请，如果申请通过，用户或者受托方就可以自行进行建设，不会受到干涉。在建成并网之后，省级能源管理部门还会对这些居民进行一定的投资补助。

2.1 并网结算方法

并网结算方法是屋顶发电系统重要的运营模式之一。主要采用的是“全部上网，统购统销”的结算方法，简单来说，就是把屋顶光伏发电系统看作是多个分布类型的小型发电站。在该运营模式下，屋顶光伏发电系统发出的电量必须严格按照相关的上网电价，合法卖给电网，用户主要是通过收取电费的方式来获取自身的效益，也就是说在该系统运营过程中，用户的收益和光伏发电系统的发电量、电价水平紧密相连。对于屋顶光伏发电系统来说，需要综合考虑各方面影响因素，选取适宜的运营模式，客观地分析各项经济效益，实现最大化的经济效益。

2.2 用户自建，统购统销

就用户自建模式而言，用户可以根据自身各方面的需求，在市场中自由选择供应商、代理服务商，由他们根据用户提供的型号提供成套服务，安装、调试等，所有费用都会包括在产品报价中。在签协议之前，供应商必须让用户知道光伏产品各方面的信息以及存在的风险隐患，避免造成不必要的麻烦。在该系统建成投入使用后，相关的能源管理部门要给予用户一定的投资补贴。

在该模式作用下，相关用户需要优化利用光伏发电系统所发电量，在用电需求量超过光伏发电具备能力后，便可以从电网中购电。在不考虑阶梯电价的情况下，用户可以利用光伏实际发电量去乘以当下电价，便能准确计算出每年能够节省多少电费。加上相关政府部门发放的电量补贴，用户所获取的总收入就是发电总收入、节省电费收益的总和。

3 结语

总而言之，在缓解能源危机方面，太阳能屋顶光伏发电工程建设有着不可替代的，有利于优化能源战略，优化重组能源结构，节能减排等。在优化设计屋顶光伏发电系统的基础上，需要客观地分析其经济效益、节能减排效益等，进行客观的经济评价，还要根据光伏发电系统特点，选择适宜的运行模式，确保该系统处于安全、稳定运行中，在减少运营成本的基础上，实现最大化的经济效益。

参 考 文 献

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