光伏發(fā)電系統(tǒng)在無(wú)電村建設(shè)中的應(yīng)用及建議

［摘要］文章通過(guò)廣西興安縣蘇家村免江屯進(jìn)行光伏供電的無(wú)電村改造試點(diǎn)工作，論述光伏供電系統(tǒng)的優(yōu)劣，并提出微水發(fā)電機(jī)與光伏發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)等建議。

［關(guān)鍵詞］無(wú)電村；電力建設(shè)；光伏發(fā)電

［作者簡(jiǎn)介］文勇軍，興安縣供電公司，廣西興安，541300

［中圖分類號(hào)］ TM619［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1007-7723（2008）09-0155-0002

一、概述

興安縣位于廣西壯族自治區(qū)東北部，地處北緯 25°17′～25°55′，東經(jīng) 110°14′～110°56′之間，縣內(nèi)多山，華南第一峰貓兒山就在興安縣與資源縣交界處。興安縣經(jīng)過(guò)農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造后，基本上做到了村村通電，但在偏遠(yuǎn)山區(qū)仍存在少數(shù)無(wú)電屯和無(wú)電戶。解決無(wú)電戶供電是縣政府為消除貧困的重要舉措之一。興安縣供電公司作為南方電網(wǎng)公司中的一員，進(jìn)行無(wú)電村建設(shè)是踐行南網(wǎng)“主動(dòng)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，全力做好電力供應(yīng)”方略的需要。這些無(wú)電屯的特點(diǎn)是住戶少、居住分散，如華江鄉(xiāng)升坪村委大板嶺僅有2戶人家，距已有電網(wǎng)較遠(yuǎn)且交通不便；如湘漓鎮(zhèn)陽(yáng)安村委卷栗坪距大網(wǎng)約為9公里，去該屯要先坐船半個(gè)小時(shí)，然后步行3個(gè)多小時(shí)才能到達(dá)。

在無(wú)電村建設(shè)中，由于架設(shè)線路的建設(shè)造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用均較高，興安縣供電公司一方面采用傳統(tǒng)的大網(wǎng)延伸方法進(jìn)行，另一方面也尋找其他解決途徑。曾先后考慮過(guò)微水發(fā)電機(jī)、汽油發(fā)電機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中微水發(fā)電機(jī)在興安縣的無(wú)電村多有應(yīng)用，但枯水季節(jié)較長(zhǎng)，一般一年有近半年沒(méi)有水發(fā)電，無(wú)法保證穩(wěn)定供電。汽油發(fā)電機(jī)則考慮燃料的采購(gòu)與運(yùn)輸較難，汽油機(jī)轉(zhuǎn)速較高維護(hù)工作量大，而沼氣發(fā)電機(jī)則是在冬天產(chǎn)氣量較小時(shí)而不能保證供電，最后在上報(bào)的興安縣無(wú)電村建設(shè)規(guī)劃中我們提出了采用光伏供電系統(tǒng)。

2007年9月，興安縣界首鎮(zhèn)蘇家村免江屯作為廣西首批光伏供電系統(tǒng)供電試點(diǎn)村進(jìn)行無(wú)電村建設(shè)，先后安裝了4臺(tái)200W的戶用型光伏供電系統(tǒng)，其中2臺(tái)為江蘇中電集團(tuán)的產(chǎn)品，另外2臺(tái)為南通中洋的產(chǎn)品。這兩個(gè)廠家的產(chǎn)品構(gòu)成差不多，光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池構(gòu)成，其中光電池是以玻璃為底板封裝的光電池板，蓄電池組為鉛酸蓄電池。整個(gè)系統(tǒng)的工作原理為光伏電池板在白天通過(guò)向充電控制器蓄電池充電，再通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)為交流向用戶電器供電。2008年初的冰災(zāi)期間，這四套系統(tǒng)均運(yùn)行正常。據(jù)當(dāng)時(shí)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，白天無(wú)雪和雨時(shí)，在下午16時(shí)左右系統(tǒng)會(huì)亮蓄電池充滿電的指示燈，在使用25吋陰極射線管彩電、使用一個(gè)13W節(jié)能燈、一套衛(wèi)星接收機(jī)的情況下，在晚上連續(xù)使用4至5個(gè)小時(shí)就會(huì)亮低電量的指示燈。2008年夏季對(duì)同一家人進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)續(xù)流能力有所增強(qiáng)，可以用到7至8個(gè)小時(shí)。

二、光伏供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行，我們認(rèn)為戶用型光伏供電系統(tǒng)對(duì)解決少數(shù)偏遠(yuǎn)山區(qū)的無(wú)電戶供電問(wèn)題存在以下優(yōu)點(diǎn)。

1.戶均建設(shè)投資相對(duì)較小。對(duì)于用戶較少的村屯來(lái)說(shuō)，使用光伏供電系統(tǒng)比采用大網(wǎng)延伸的戶均投資小，免江屯采用的戶用型光伏供電系統(tǒng)約為1.5萬(wàn)元每套。如采用大網(wǎng)延伸，據(jù)初設(shè)概算方案，總投資為17萬(wàn)元左右，戶均投資為3萬(wàn)～4萬(wàn)元。

2.工程量較小，安裝方便，工期較短。興安縣免江屯使用200W的戶用光伏供電系統(tǒng)重約40公斤，運(yùn)輸方便。施工時(shí)僅需在室外制作一個(gè)固定光伏電池板的混凝土基礎(chǔ)，然后將三部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的電氣連接就行了。

3.運(yùn)行維護(hù)工作量小，抵抗自然災(zāi)害能力較強(qiáng)。因?yàn)楣夥╇娤到y(tǒng)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，基本上屬于免維護(hù)的，僅需每3至4年更換一次蓄電池，維護(hù)工作量較小。由于光伏供電系統(tǒng)安裝在用戶屋旁，受洪澇、冰雪、大風(fēng)等自然災(zāi)害影響較小，在2008年初的冰災(zāi)中，在距免江屯5公里左右的10kV電網(wǎng)受到了嚴(yán)重?fù)p毀，如果免江村是采用10kV線路供電方案，基本上要全部重建，因?yàn)槊饨鄬?duì)蘇家其他屯來(lái)說(shuō)，海拔較高，跨越山谷的大檔距段更多。

三、光伏供電系統(tǒng)的缺點(diǎn)

相對(duì)其優(yōu)點(diǎn)，光伏供電系統(tǒng)也存在下不足之處：

1.續(xù)流能力不足。雖然在沒(méi)有陽(yáng)光僅有云時(shí)也能發(fā)出一部分電能，但不能保證在出現(xiàn)3至4天陰雨天氣時(shí)，蓄電池能保證其每天能供電2個(gè)小時(shí)以上。

2.帶不起大的負(fù)載。由于戶用型光伏供電系統(tǒng)僅200W，不能帶動(dòng)力機(jī)械，不能滿足當(dāng)?shù)鼐用袷褂脝蜗嗄朊讬C(jī)和農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械的要求。

四、建議及對(duì)策

通過(guò)分析，我們提出以下建議：

1.光伏電池板安裝地點(diǎn)要避開(kāi)洪澇、山體滑坡、樹(shù)木倒下打擊等會(huì)損壞設(shè)備的地點(diǎn)，選擇地勢(shì)較為開(kāi)闊、能被陽(yáng)光直射時(shí)間較長(zhǎng)的地點(diǎn)，但不能離開(kāi)供電戶較遠(yuǎn)，否則線路損耗及壓降過(guò)大。對(duì)雷電頻繁的地區(qū)，可以適當(dāng)采用避雷裝置。

2.要按時(shí)對(duì)系統(tǒng)的蓄電池進(jìn)行必要維護(hù)。因?yàn)楣夥╇娤到y(tǒng)的蓄電池普遍存在深度放電和欠充的現(xiàn)象，按時(shí)對(duì)系統(tǒng)蓄電池進(jìn)行維護(hù)，可以延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。

3.要求用戶的戶內(nèi)導(dǎo)線采用正規(guī)廠家的產(chǎn)品，安裝布置規(guī)范，并避免被煙熏火燎等外部損壞，防止漏電。電燈采用節(jié)能燈(為免江屯安裝時(shí)就附帶3支節(jié)能燈)，建議用戶使用液晶電視(19吋液晶電視千余元，還在當(dāng)?shù)鼐用裣M(fèi)承受范圍內(nèi))等以減少用電負(fù)荷。

4.采用微水發(fā)電機(jī)與光伏發(fā)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)。興安縣的無(wú)電戶已有不少家庭用上微水發(fā)電機(jī)，只是枯水季節(jié)甚少有水發(fā)電，只要進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，就可將微水發(fā)電機(jī)利用起來(lái)，在豐水季節(jié)對(duì)保障當(dāng)?shù)鼐用裼秒娛呛苡欣?。?duì)水量較大的點(diǎn)，還能采用較大容量的發(fā)電機(jī)，解決用戶豐水季節(jié)機(jī)械用電的難題。

5.對(duì)于采用戶用型光伏供電系統(tǒng)的地區(qū)，要盡快建立起新的的資產(chǎn)管理與電費(fèi)收繳制度。

無(wú)電村建設(shè)是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的民心工程，需要根據(jù)各地實(shí)際情況加以處理，通過(guò)采用相對(duì)經(jīng)濟(jì)、可靠的供電方式加以解決。