淺談光伏扶貧實(shí)施方案及其技術(shù)問題

李欣然

摘 要：光伏扶貧是指在貧困地區(qū)統(tǒng)籌建設(shè)分布式光伏電源或規(guī)?；夥娬?，為貧困人口提供電能，以達(dá)到精準(zhǔn)扶貧的目的。本文首先介紹目前國內(nèi)光伏扶貧的實(shí)施模式，分析其全壽命周期的成本/收益，討論薄弱農(nóng)網(wǎng)下光伏扶貧所面臨的技術(shù)問題；然后以某特困地區(qū)為例，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件提出戶用分布式光伏電站和規(guī)模農(nóng)業(yè)/漁業(yè)光伏電站兩種實(shí)施方案。研究成果有助于促進(jìn)當(dāng)?shù)卣块T因地制宜地制訂光伏扶貧實(shí)施方案，并減少相關(guān)的技術(shù)風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：光伏扶貧；分布式光伏電源；規(guī)?；夥娬?/p>

中圖分類號：C913.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2016-01-15

國家能源局、國務(wù)院扶貧開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于實(shí)施光伏扶貧工程工作方案》，決定用6年時間組織實(shí)施光伏扶貧工程，為7000萬貧困人口提供綠能、陽光、可收益的精準(zhǔn)扶貧方案。因偏遠(yuǎn)貧困地區(qū)電網(wǎng)條件較差，光伏電源投入運(yùn)行面臨著諸多技術(shù)難題，如何保障光伏電源和農(nóng)村電網(wǎng)長期安全、穩(wěn)定、可靠、低成本運(yùn)行，已成為政府、研究機(jī)構(gòu)和光伏企業(yè)等關(guān)注的熱門課題。

本文首先介紹國內(nèi)光伏扶貧的實(shí)施模式，分析其全壽命周期的成本/收益；接下來討論薄弱農(nóng)網(wǎng)下光伏扶貧所面臨的技術(shù)問題；最后以某特困地區(qū)為例，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件提出戶用分布式光伏電站和規(guī)模農(nóng)業(yè)/漁業(yè)光伏電站兩種實(shí)施方案。

1.實(shí)施模式

《光伏扶貧試點(diǎn)實(shí)施方案編制大綱》原則上要求當(dāng)?shù)囟嗄昶骄柲芸傒椛淞俊?500MJ/m2，依據(jù)貧困地區(qū)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、人口、能源、電力等發(fā)展現(xiàn)狀以及特困戶屋頂、荒山坡及土地資源利用條件，初步確定采取3種光伏扶貧實(shí)施模式。

（1）用戶分布式光伏發(fā)電模式。分布式光伏發(fā)電單機(jī)容量≤5kW，對安裝屋頂和可用面積有明確的下限值。建議鋼筋混泥土現(xiàn)澆平屋面的活荷載≥2.0kN/m2，屋頂可利用面積≥8m2/kW。

其他屋面形式可參照以上數(shù)據(jù)進(jìn)行折算。

（2）基于荒山坡的規(guī)模化光伏電站模式。建議10MW固定傾角光伏電站的占地面積≤30萬m2，且考慮項(xiàng)目實(shí)施地的交通運(yùn)輸及施工條件，以及該區(qū)域內(nèi)適應(yīng)光伏電站建設(shè)運(yùn)行的人才、裝備等技術(shù)儲備條件。

（3）基于農(nóng)業(yè)設(shè)施的光伏發(fā)電模式。依托建筑物可承載的光伏建設(shè)類型，確定系統(tǒng)安裝容量，并附典型系統(tǒng)的擬安裝現(xiàn)場圖。建議200kW固定傾角小型電站的占地面積≤12000m2。

3.全壽命周期成本/效益分析

兼顧國家、地方政府和貧困戶等多方主體的投資和收益，考慮國內(nèi)光伏發(fā)電的常見運(yùn)營方式，對光伏扶貧項(xiàng)目進(jìn)行全壽命周期的成本/效益計(jì)算，其經(jīng)濟(jì)性評價流程如表1所示。

（1）在資金投入方面，貧困戶可自籌1/3，若確有困難，可申請小額扶貧貼息貸款，其余資金由試點(diǎn)縣負(fù)責(zé)籌 措；也可由建設(shè)企業(yè)投資，但投產(chǎn)6年內(nèi)發(fā)電收入的1/3歸建設(shè)企業(yè)。

（2）在運(yùn)行維護(hù)方面，前8年運(yùn)行維護(hù)由建設(shè)企業(yè)負(fù)責(zé)，8年后運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用從發(fā)電收入中拿出0.02元/（kW·h），建立運(yùn)行維護(hù)基金。

（3）在發(fā)電收益方面，電站建成20年內(nèi)，戶均每月發(fā)電收入200多元，全年累計(jì)收入將超過2500元。

4.技術(shù)風(fēng)險分析

受光照時間分布不均衡和氣象變化條件的影響，光伏電源輸出具有間歇、波動、隨機(jī)等特點(diǎn)，而扶貧光伏電源多集中在偏遠(yuǎn)薄弱的農(nóng)網(wǎng)末端，對功率平衡、繼電保護(hù)、供電可靠性、用電規(guī)劃等會產(chǎn)生較大影響；另外，光伏滲透率、諧波傳輸和放大特性、母線節(jié)點(diǎn)電壓波動和閃變值等電能質(zhì)量問題也已成為備受專家關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)。

5.光伏扶貧實(shí)施方案

湖南某少數(shù)民族特困地區(qū)某縣的多年氣象資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，當(dāng)?shù)啬昶骄照諘r數(shù)1758小時，無霜期308天，年平均氣溫18.5℃，平均風(fēng)速1.4m/s。參照總輻射量與年均日照時間表，該地滿足國家光伏扶貧在光照條件上的原則要求。

根據(jù)上述情況，優(yōu)先支持用電量較大、電網(wǎng)接入和消納條件較好的地區(qū)作為優(yōu)先扶貧對象，結(jié)合投資規(guī)模、地域限制等因素確定光伏發(fā)電的裝機(jī)容量。建議該縣光伏扶貧工程的實(shí)施方案采用以下2種方案，效果見圖2。

（1）實(shí)施戶用分布式光伏發(fā)電的精準(zhǔn)扶貧方案。支持已建檔貧困戶安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，增加貧困人口基本生活收入。

（2）因地制宜開展農(nóng)業(yè)/漁業(yè)光伏扶貧。利用貧困地區(qū)的荒山荒坡和水塘，建設(shè)農(nóng)業(yè)光伏大棚或漁業(yè)光伏電站等規(guī)?；夥娬荆l(fā)電收益按比例補(bǔ)貼當(dāng)?shù)刎毨丝凇?/p>

此外，為了促進(jìn)當(dāng)?shù)芈鋵?shí)上述實(shí)施方案，先對部分特困戶開展屋頂?shù)募庸谈脑旃ぷ鳎惶崆皩Σ糠重毨Т迓溥M(jìn)行農(nóng)村配電網(wǎng)升級改造，用以增加規(guī)?；夥娬镜目山尤肴萘?。

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