太陽(yáng)能光伏發(fā)電在我國(guó)農(nóng)村應(yīng)用前景分析

歐陽(yáng)達(dá) 侯創(chuàng) 竇海林

摘 要：

太陽(yáng)能作為一種可持續(xù)利用的清潔能源，是理想的可再生能源選擇。利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電，有助于解決我國(guó)農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電問(wèn)題。為此，主要介紹了我國(guó)農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)光伏發(fā)電的應(yīng)用現(xiàn)狀及所存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：

太陽(yáng)能;光伏發(fā)電;農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)

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文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2014）24-0213-01

0 前言

太陽(yáng)能光伏發(fā)電直接將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能，是一種沒(méi)有污染、不需要燃料，可以直接獲取電能的高新技術(shù)，是太陽(yáng)能利用方式中最具有應(yīng)用前景的技術(shù)之一。為了實(shí)現(xiàn)能源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)均將光伏發(fā)電作為發(fā)展的重要項(xiàng)目之一。根據(jù)國(guó)際能源權(quán)威部門(mén)所發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球常規(guī)能源可開(kāi)采量已經(jīng)屈指可數(shù)，其中太陽(yáng)能的儲(chǔ)存量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了煤、石油、天然氣等的儲(chǔ)量，從長(zhǎng)遠(yuǎn)方面來(lái)看，太陽(yáng)能將是人類(lèi)未來(lái)能源的主要來(lái)源，其在能源供應(yīng)中的作用顯得尤其重要?，F(xiàn)在所廣泛使用的獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有很多其他供電方式所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，在今后的幾十年時(shí)間里，太陽(yáng)能源時(shí)代的行將來(lái)臨，對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化來(lái)說(shuō)是千載難逢的機(jī)遇。本文介紹了太陽(yáng)能光伏發(fā)電在農(nóng)村發(fā)展的應(yīng)用現(xiàn)狀及所存在的問(wèn)題，并提出了建議及其展望。

1 在農(nóng)村發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電的必要性

在我國(guó)的西部，部分地區(qū)能源極其頻乏，一些農(nóng)村和偏遠(yuǎn)山區(qū)，其供電量嚴(yán)重不足。多數(shù)農(nóng)村供電用戶(hù)都遠(yuǎn)離電網(wǎng)，交通不便，住戶(hù)分散居住，而高壓輸電的建設(shè)費(fèi)用每公里10-13萬(wàn)元，導(dǎo)致架設(shè)供電線(xiàn)路的成本很高。由于農(nóng)村地域大，地形復(fù)雜，使農(nóng)電工管理起來(lái)相當(dāng)?shù)睦щy，并且供電網(wǎng)絡(luò)的維修維護(hù)費(fèi)用很高，加上供電線(xiàn)路較長(zhǎng)，電網(wǎng)負(fù)荷密度小，造成電網(wǎng)資源的有效利用率很低，從而導(dǎo)致有的農(nóng)村電力網(wǎng)8-20kV配電線(xiàn)路，平均每公里每年的送電量卻只有城市電力網(wǎng)的1/25左右。農(nóng)村供電主要用來(lái)滿(mǎn)足農(nóng)村的居民生活和生產(chǎn)用電，其中最主要的是照明，小型家電，以及農(nóng)用灌溉。農(nóng)村電力網(wǎng)由于供電自然功率因數(shù)低，而且用電季節(jié)性強(qiáng)，所以在農(nóng)村進(jìn)行常規(guī)電網(wǎng)延伸很不現(xiàn)實(shí)也很不經(jīng)濟(jì)。這也是農(nóng)村供電成本一直居高不下的本質(zhì)原因。

農(nóng)村電網(wǎng)線(xiàn)損嚴(yán)重。首先，農(nóng)村電力網(wǎng)絡(luò)以10kV配電網(wǎng)絡(luò)為主，10kV配電網(wǎng)絡(luò)的三相負(fù)荷很容易分配不均，增大中性線(xiàn)的電流，導(dǎo)致供電傳輸出現(xiàn)比較大的損耗。農(nóng)村電網(wǎng)中多數(shù)為低壓線(xiàn)路，沒(méi)有足夠的功率補(bǔ)償功能。其次，在設(shè)計(jì)上，農(nóng)村電網(wǎng)存在很多問(wèn)題，變壓器選擇不合理、線(xiàn)路利用率不高、電網(wǎng)建設(shè)中使用劣質(zhì)產(chǎn)品等導(dǎo)致供電系統(tǒng)中出現(xiàn)嚴(yán)重的漏電問(wèn)題。

通過(guò)上述我們可以看到，在我國(guó)農(nóng)村及一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，依靠電網(wǎng)延伸將“光明”輸送到農(nóng)民家中已經(jīng)變得不現(xiàn)實(shí)也不經(jīng)濟(jì)，尋找更加經(jīng)濟(jì)和快捷的供電方式才是重中之重。

2 在農(nóng)村發(fā)展太陽(yáng)能的優(yōu)越性

我們以太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)中的太陽(yáng)能照明為例，來(lái)說(shuō)明光伏發(fā)電在農(nóng)村實(shí)施的優(yōu)越性。首先，在安裝設(shè)計(jì)方面。太陽(yáng)能電池可以選擇最佳的安裝傾角，使一年中接收到盡可能多的太陽(yáng)輻射能，農(nóng)村沒(méi)有高樓林立，可以大面積的吸收太陽(yáng)能。光源的選擇對(duì)太陽(yáng)能燈來(lái)說(shuō)也很重要，要考慮價(jià)格、光效、壽命、可靠性、功率等多個(gè)因素，目前市場(chǎng)上廣泛使用的是節(jié)能燈LED，它的光效可達(dá)到30～50 Lm/W，比傳統(tǒng)的高壓鈉燈更省電，高壓鈉燈的驅(qū)動(dòng)有電感式和電子式，電感式效率小于60%，電子式效率小于80%，屬于熱電源，能把熱量輻射出去，而LED的驅(qū)動(dòng)可輕松做到90%以上，且電路穩(wěn)定。LED路燈的工作電壓在安全電壓范圍內(nèi)，不需要做電氣保護(hù)接地。

其次，在造價(jià)與效益方面。太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)采用的是太陽(yáng)能發(fā)電，無(wú)耗電成本費(fèi)用。設(shè)備更新費(fèi)用主要集中在燈具更新費(fèi)用上，雖然LED比高壓鈉燈成本高，但高壓鈉燈與LED燈的壽命比約為1∶10，高壓鈉燈更換10次，LED燈只需更換1次，對(duì)于偏遠(yuǎn)的農(nóng)村來(lái)說(shuō)，使用后期的維修、維護(hù)變得很容易簡(jiǎn)單，在第一個(gè)使用周期內(nèi)，太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)就已經(jīng)顯現(xiàn)出了經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。

最后，在鋪設(shè)費(fèi)用和耗電方面，太陽(yáng)能LED路燈不需要鋪設(shè)電纜、消耗電能，并且區(qū)域越大，布置安裝的數(shù)量就越多。不但減輕了區(qū)域內(nèi)的能源負(fù)擔(dān)，同時(shí)也減少了煤的使用和CO2的排放，對(duì)環(huán)境和社會(huì)都產(chǎn)生了巨大的效益，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)污染綠色照明。

國(guó)際能源部門(mén)預(yù)測(cè)，到2020年，在世界電力生產(chǎn)中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電所占的比例將達(dá)到1%，2050年可以達(dá)到約25%。由此可以斷言，光伏發(fā)電將逐步成為電力能源結(jié)構(gòu)中重要的一部分組成。在當(dāng)今時(shí)代，掌握了太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，就將未來(lái)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)緊緊掌握了。因此，我們必須高度重視我國(guó)廣大農(nóng)村光伏市場(chǎng)的開(kāi)拓、培育，促進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步健康的發(fā)展。

3 太陽(yáng)能發(fā)電在我國(guó)農(nóng)村的應(yīng)用現(xiàn)狀及所存在的問(wèn)題

我國(guó)從20世紀(jì)80年代起，開(kāi)始對(duì)太陽(yáng)能光伏電池進(jìn)行開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，同時(shí)也在西部無(wú)電地區(qū)進(jìn)行離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的大力推廣，其中“光明工程”和“鄉(xiāng)鄉(xiāng)通”等工程的成功實(shí)施，使我國(guó)光伏技術(shù)得到提高，并對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了積極的影響。國(guó)家在“973”和“863”等重大項(xiàng)目中也將太陽(yáng)能電池的發(fā)展放到了首要位置。

目前光伏發(fā)電主要應(yīng)用于通信系統(tǒng)以及無(wú)電地區(qū)，其中具有代表性的工程有：1998年10月，建成了西藏那曲安多縣光伏電站，這是我國(guó)最大的光伏電站;1998年，建成蘭—西—拉光纜干線(xiàn)工程，這是中國(guó)通信史上難度最大的工程;1996年建成了塔中4—輪南輸油輸氣管道應(yīng)急保護(hù)光伏電源系統(tǒng);1995年63個(gè)國(guó)家重點(diǎn)援藏項(xiàng)目：西藏廣播電視發(fā)射接收工程，采用光伏電池供電，共建成了216套衛(wèi)視接收站。

從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，“送電到鄉(xiāng)”工程解決了無(wú)電鄉(xiāng)的供電問(wèn)題，從2006至2010五年的時(shí)間里，大約有一萬(wàn)多個(gè)無(wú)電村和一百多萬(wàn)無(wú)電用戶(hù)的用電問(wèn)題得到了妥善解決。截止到2011年為止，我國(guó)已經(jīng)建成了多座兆瓦級(jí)的光

伏發(fā)電站，并且起到了良好的示范效應(yīng)，預(yù)計(jì)在未來(lái)10年時(shí)間里，荒漠電站的裝機(jī)量將達(dá)到13GW。展望未來(lái)，光伏發(fā)電將在我國(guó)的能源家族中起著越來(lái)越大的作用。

然而在農(nóng)村推廣光伏系統(tǒng)時(shí)，由于自身能力和設(shè)施所限，人們認(rèn)為太陽(yáng)能發(fā)電是一種高新技術(shù)產(chǎn)品，價(jià)格昂貴并且難操作，尤其在安全方面，缺乏常識(shí)和自我保護(hù)意識(shí)，從而認(rèn)為光伏發(fā)電系統(tǒng)不好用，甚至認(rèn)為該系統(tǒng)會(huì)對(duì)人有一定的危險(xiǎn)，大大阻礙了光伏系統(tǒng)的推廣及其使用。還因?yàn)樘?yáng)能光伏發(fā)電初期投資大、控制成本高、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率比較低，很容易受天氣等多重因素的影響，進(jìn)一步阻礙了光伏發(fā)電的普及。我國(guó)政府己經(jīng)制定了部分法律、法規(guī)及相關(guān)的政策來(lái)鼓勵(lì)太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)，但對(duì)新能源的規(guī)劃，包括戰(zhàn)略規(guī)劃，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的政府補(bǔ)貼和上網(wǎng)政策，雖然頒布了可再生能源法，但配套政策和措施、行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃及標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有落實(shí)，制約著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

4 展望及建議

一些省區(qū)政府正在積極部署，實(shí)施大型的光伏發(fā)電項(xiàng)目。青海省力爭(zhēng)在“十一五”末期，使太陽(yáng)能光伏發(fā)電的總裝機(jī)容量達(dá)到350MW;到2013年左右，總裝機(jī)容量達(dá)到1GW。甘肅敦煌10MW并網(wǎng)光伏發(fā)電示范工程項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在2009年中旬確定中標(biāo)單位后，就會(huì)投入建設(shè)，并于2010年投產(chǎn)發(fā)電。甘肅發(fā)改委希望以規(guī)?；氖袌?chǎng)需求帶動(dòng)建立30多個(gè)類(lèi)似光伏發(fā)電的項(xiàng)目。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，G瓦以上大規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目約為20個(gè)。

為了加快我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用進(jìn)程，加速發(fā)展大型光伏并網(wǎng)發(fā)電，改變和優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)，做到可持續(xù)電力發(fā)展，提出幾點(diǎn)建議：

（1）我國(guó)應(yīng)加快大型和特大型光伏電站的建設(shè)步伐，優(yōu)先支持在內(nèi)蒙古、青海、甘肅、新疆、寧夏、西藏等地選擇荒漠、戈壁、荒灘等空閑土地，來(lái)建設(shè)大型和特大型光伏電站項(xiàng)目，加大光伏發(fā)電的并網(wǎng)應(yīng)用工程。

（2）國(guó)有電力投資和運(yùn)行主體，在進(jìn)一步加深對(duì)光伏發(fā)電行業(yè)了解的同時(shí)，要從改變電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的高度，加速大型和特大型光伏電站的布局和建設(shè)。

（3）盡快出臺(tái)針對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)法，就光伏發(fā)電市場(chǎng)份額作出強(qiáng)制性規(guī)定，就光伏發(fā)電并網(wǎng)、上網(wǎng)電價(jià)及費(fèi)用分?jǐn)偟茸鞒龈唧w規(guī)定。同時(shí)，應(yīng)逐步制訂投資、價(jià)格、補(bǔ)貼、加速折舊等方面的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策和稅收優(yōu)惠政策。

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