太陽能光伏發電論文范文

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1建筑屋頂光伏發電系統

1.1簡介

建筑屋頂光伏發電系統是指在建筑項目竣工建設完畢后，充分利用其建筑屋頂空置的區域，布置一定規模數量的光伏電池組件、支架及配套系統設備，根據地區經緯度等相關數據計算得出屋頂光伏電池組件的最優化傾斜角，安裝系統設備進行太陽能資源采集，使整個系統發電效率最大化，進而轉化發電、儲能等。此類工程對土地面積需求很小，可有效利用各類建筑物屋頂，不占用專門區域，適合組織開展大批量建設，就地進行發電、用電，不僅能節省電網建設的工程造價，且可實現能耗的最小化，有效滿足“綠色”建筑的節能水平要求。

1.2系統組成

整個系統設備與區域中建筑物協調一致，緊密結合，有的甚至直接制作成建筑材料成為建筑物的一部分。屋頂光伏發電系統主要由逆變器、電池組件、支架、連接電纜、監控設備及其它輔助設備組成。其中關鍵核心部件為逆變器，其作用是將光伏電池組件在光照下產生的直流電（DC）匯集后，通過逆變器的轉化將其變為可供普通電氣設備使用的交流電（AC）。光伏發電系統逆變器的最大特點就是包括了最大功率點跟蹤，在光照強度較大時發出的多余電量經轉化成為滿足電網公司電能質量要求的交流電注入電網中；在陰雨天光照強度較弱，發電能力不足時，則由電網向建筑屋頂發電（用戶）供電。

2項目簡介

項目所處的江蘇淮安地區年平均日照輻射量4.04kW•h（/m2•d），全年日照輻射總量約1467.4kW•h/m2，即5282.3MJ/m2。前期規劃選址過程中，淮安屋頂光伏發電項目規劃計算的裝機總容量為1.93MW，選取建筑物廠房屋頂面積約44375m2，經現場勘查設計能容納布置的光伏電池組件占區域面積約21050m2。根據要求整個發電項目的設計不能影響廠區整體建筑物風貌特點和視覺效果。經過項目工程運算及實驗測試，發電系統配套支架等設備布置在廠區建筑物的屋頂空置區域，光伏電池組件則選擇為固定安裝模式，傾斜角度為10°。整個系統共布置電池塊8420塊，考慮到本項目區域中整體發電量的需要及保證區域協調性，選取的電池組件峰值功率為230W。本項目工程整體由4個0.5MW的子系統組成。每個子系統均選用1臺并網逆變器和1臺隔離升壓變壓器，經匯流后接至并網逆變器，光伏直流變為滿足電網要求的10kV三相交流輸出，匯集到站內10kV配電室后，以一回出線，接入地區電網而并網。

3項目的經濟性研究及論證

3.1項目的整體經濟性

本項目光伏發電系統的總體成本由初始投資部分和實際運行費用兩大部分組成。初投資包括如下主要設備和實施費用：光伏電池組件、控制元件、光伏逆變器、蓄電池組、支架和配電系統（包括安裝調試費、電力電纜等費用）、基礎施工建設費、工程設計費、系統調試費、試驗運行費、電池組件維修清洗費、管理費、員工工資等。江蘇淮安屋頂光伏發電項目的工程項目經濟性分析及評價如下：按照光伏電池組件及系統其它設備25a的壽命周期，電池組件固定10°的傾斜角度，第一年利用小時數1230h，以后逐年遞減9.7h來考慮，然后根據主要設備購置費、建筑工程費、安裝工程費等費用進行匯總，進而計算得到本項目的一個總體財務數據評價指標。根據當地部門政策文件的有關規定，本區域屋頂光伏電站的上網電價為2.40元（/kW•h）。按照所簽訂承包電站運行經營年限25a的協議，測算工程項目整體的財務數據和投資收益水平。經測算，本工程的靜態總投資約為4518×104元，建設期間的財務利息成本為24.87×104元，工程的動態總投資為4542.87×104元，計算得出本項目整體投資的財務內部收益率應可超過8%，項目整體的投資效益回收期約10.7a，資本金的財務內部收益率約為11%，資本金凈利潤率約為17.8%，滿足各項指標數據要求，此光伏發電系統將取得一個比較好的經濟收益，因而從經濟上評價是完全具有可行性的。

3.2項目的環境影響分析

傳統的純火力發電站系統，燃煤過程中會產生大量CO2、SO2、NOx、煙塵及煤灰煤渣等廢棄物。現行傳統火力發電廠每上網發電1kW•h，標準煤耗費水平大約為305g，約產生814gCO2、6.2gSOx和大約2.1gNOx。傳統發電項目對生態環境造成一定影響，而本項目利用可再生太陽能，通過系統轉變為可供使用的電能，過程中不直接消耗化石能源，且不產生環境污染物。與傳統火力發電站比較，每年CO2減排量可達到1726t，減排SO2約13t，減排NOx約4.5t，是無污染的清潔可再生能源。

3.3項目的社會效應分析

現階段中國利用建筑屋頂開展光伏發電尚處于初始起步水平，裝機規模不大。此類項目除提供能源外，還有許多特殊優勢，如降低溫室氣體和污染物排放、創造就業機會、保障能源安全和促進邊遠地區發展等，尤其是可在邊遠地區就地安裝，在特殊場合整個光伏系統可直接提供電力輸出。適合進行大規模安裝推廣，在歐洲、美國、日本等已運作得比較成熟。結合中國國情及電網特點，在太陽能資源充足的區域大力建設更多的示范性建筑屋頂光伏項目，提高清潔可再生能源在電源結構中的比例，對中國經濟、社會和環境保護具有積極意義。

4結語

目前，中國很多企業一直在積極地開展清潔可再生能源領域的研究，且已在全國很多實際項目上大膽創新實踐。建筑屋頂太陽能并網光伏示范電站的建設是一項具有開拓性的工作，對各大電力企業加快制定光伏電站并網技術要求、光伏電站科學管理及保證電網安全可靠運行等規范的制訂做出了重要貢獻。建筑屋頂太陽能光伏發電符合中國可持續發展過程中對清潔能源充分利用的趨勢要求，與此同時，大力推進太陽能資源的利用及加速光伏發電產業發展，對緩解現今能源緊缺的局勢及調整能源結構具有一定作用，其社會政治、經濟、環保等效益顯著。

作者：劉江單位：中國水利電力物資有限公司