光伏发电系统在移动通信基站应用分析

［韩建芳］

2020 年9 月22 日，在第七十五届联合国大会一般性辩论上，习近平主席郑重提出2030 年碳排放提前达峰目标与2060 年碳中和愿景，随后国家相关部委发布了若干工作方案或指导意见。

其中：2021 年11 月《工业和信息化部关于印发“十四五”信息通信行业发展规划的通知》提出推广节能减排新技术、新设备和新能源广泛应用，结构性和系统性节能创新水平显著提升，单位电信业务总量综合能耗进一步下降。

2021 年12 月《国务院关于印发“十四五”节能减排综合工作方案的通知》总体要求：完善实施能源消费强度和总量双控（简称能耗双控）、主要污染物排放总量控制制度，组织实施节能减排重点工程。主要目标：到2025 年，全国单位国内生产总值能源消耗比2020 年下降13.5%，能源消费总量得到合理控制。

2022 年6 月国务院国有资产监督管理委员会令第41号发布《中央企业节约能源与生态环境保护监督管理办法》第三十八条：国资委将中央企业节约能源与生态环境保护考核评价结果纳入中央企业负责人经营业绩考核体系。

2022 年08 月《工业和信息化部等七部门关于印发信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022—2025 年）的通知》明确发展目标：到2025 年，单位信息流量综合能耗比“十三五”期末下降20%，单位电信业务总量综合能耗比“十三五”期末下降15%。

总结以上政策文件内容，实现“双碳”目标，能耗要双控，单位信息流量综合能耗及总量综合能耗要下降，而且下降比例较高，同时国资委将节能指标纳入中央企业负责人经营业绩考核，对企业一把手有了很大压力。

中国电信、中国移动、中国联通三大基础电信运营商在2020 年用电量约720 亿度（其中移动通信基站用电量占比约70%），能源使用费约700 亿元（含燃油、供水等），因此在移动通信基站建设光伏发电系统就成为本文研究的方向。

2 建设方案

2.1 光伏系统简介

光伏系统一般由太阳能电池方阵、安装支架、汇流箱、光伏控制器、监控单元、输入输出配电单元和电路保护部件等组成。光伏系统分为并网型系统和离网型系统两种类型。

并网型系统用于当地有电网且允许并网接入的场景，并网型系统与电网相连，光伏发电首先就地使用，多余的电倒送给电网，发电量不足时由电网补充。

离网型系统用于当地没有市电或者有市电但不允许并网接入的场景，为保证通信系统不间断供电，需配置蓄电池组将光伏系统白天发的电能储存起来，供光伏系统不发电时使用，因此光伏系统的容量配置比较大。

2.2 建设条件分析

在移动移动通信基站建设分布式光伏发电系统有几个优势。

（1）有光伏系统安装空间且一般比较空旷无阻挡，用地有优势；

（2）移动通信基站寿命长，一般不存在投产运行几年后再拆除的情况，与光伏系统25 年的寿命期较匹配；

（3）基站用电稳定，可以及时消纳光伏发电量。

但是由于移动通信基站地域分散，且部分建设在山顶，施工条件较差导致施工费用较高，这也是在建设时需要考虑的因素。

站址选择方面，安装光伏发电系统的移动通信基站必须产权清晰，可以提供相应产权证明，有20 m²及以上的安装空间、年有效日照时数在1 000 小时及以上，基站电费单价在0.6 元/度及以上，不满足以上条件的原则上是不建议进行建设。

2.3 方案选择

由于离网型光伏发电系统需配置蓄电池，会增加建设投资，且蓄电池长期处于充放电循环过程中，影响蓄电池的使用寿命，从而导致基站供电系统安全性降低，因此在市电条件良好且允许并网接入的基站，建议采用并网型光伏发电系统，在其他无市电引入或市电类别为四类的站点可采用离网型光伏发电系统。

《国家发展改革委关于2021 新能源上网电价政策有关事项的通知》明确，从2021 年起，对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目，中央财政不再补贴，实行平价上网。平价上网电费约0.4 元/度，因此基站光伏系统容量尽量与基站负荷匹配，基本实现全量自发自用，不配置过大冗余，也就是减少或不向电网送电，可实现更好的经济效益。

3 试点案例

以A 市某移动通信基站建设并网型光伏发电系统为例进行分析。

3.1 设备配置

基站负载功率为8 kW（含通信设备及空调），建设一套光伏发电系统，安装24 块330 Wp 光伏组件，装机容量为7 920 Wp，配置一台离并网一体逆变器及配套安装支架、电力电缆、汇流盒等设施。

3.2 运行方式及系统图

光伏系统发电量优先供移动移动通信基站使用，多余的电倒送给电网，发电量不足时由电网补充，系统图如图1 所示。

图1 移动通信基站光伏并网发电系统示意图

3.3 效益分析

根据本项目建设情况，有关参数取定如下。

（1）有效日照时数：查询相关气象资料，A 市某基站所在地年有效日照小时数为1 100 h。

（2）光伏系统使用寿命：组件使用寿命25 年。

（3）光伏组件衰减值：首年按2%，之后每年下降按0.6%。

（4）基站电费：直供电，电价为0.7 元/度。

（5）年维护成本：按360 元/年估算。

（6）资金成本率：参考中国人民银行5 年以上贷款基准利率为4.9%。

通过计算可得每年实际发电量及发电效益，进而进行效益分析，如表1 所示。

表1 效益分析表

4 结论

（1）经济效益

从表1数据可得，25年寿命期内实际发电量为197 762度，发电收益为138 434 元，光伏系统建设投资为31 680元（按4 元/W 计算），维护成本9 000 元，动态投资回收期为6.2 年。内部收益率IRR 为20.5%，具有财务可行性。

（2）社会效益

全国移动通信基站物理站址数约300 万个，按20%的站点比例可安装光伏发电系统，每站点平均装机容量为8 kW，总装机容量为4 800 MW，年发电量约为57.6 亿度，折合每年减少使用207.36 万吨标准煤（按光伏系统每发1度电，相应节约0.36 kg标准煤计算）。

2022 年8 月，《国家发展改革委、国家统计局、国家能源局关于进一步做好新增可再生能源消费不纳入能源消费总量控制有关工作的通知》明确，太阳能发电不纳入能源消费总量。按三大基础电信运营商2020 年总用电量720 亿度，每年光伏发电占比约8%，为实现《信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022—2025年）》中提出的单位电信业务总量综合能耗比“十三五”期末下降15%做成巨大贡献。

（3）建议

光伏发电系统在移动通信基站应用具备经济可行性，具有良好的经济效益和社会效益，具备条件的站点可进行建设，更好的实现降本增效。