關于光伏電站運行經(jīng)濟的探討

黃忠衛(wèi) 黃河電力檢修工程有限公司

關于光伏電站運行經(jīng)濟的探討

黃忠衛(wèi) 黃河電力檢修工程有限公司

太陽能是一種清潔可再生能源，大力發(fā)展太陽能對緩解全球能源需求，解決非可再生能源的枯竭有著積極作用。通常光伏電站按安裝形式分為地面光伏電站、屋面光伏電站(BAPV)和光伏建筑一體化(BIPV)。地面光伏電站和屋面光伏電站是應用最廣泛的二種形式，大裝機容量以地面光伏電站為主。本文簡述了光伏發(fā)電的社會意義，對光伏電站運行的經(jīng)濟進行了探討分析。

光伏電站 社會意義 運行 經(jīng)濟

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，不同行業(yè)、領域?qū)δ茉葱枨罅咳找嬖黾?，使得化石能源消耗非常大，能源形勢日漸緊迫。而太陽能作為重要的清潔能源之一，必須加強高效開發(fā)、利用，因此對光伏電站運行經(jīng)濟的分析具有重要意義。

一、光伏發(fā)電的社會意義

光伏發(fā)電作為清潔可再生能源，其不僅具有經(jīng)濟效益，同時也具有廣泛的社會意義。

1.光伏發(fā)電可以減少溫室氣體排放，減少溫室效應，保護環(huán)境。光伏電站節(jié)能減排的力度和意義對于企業(yè)、國家乃至整個社會是非常重大的。2.光伏發(fā)電有利于節(jié)省不可再生資源，平衡能源的單一供給情況。隨著石油和煤炭的大量開發(fā)，不可再生能源儲量越來越少，面臨很大的能源枯竭壓力，因而新能源的開發(fā)已經(jīng)提高到了戰(zhàn)略高度。太陽能的開發(fā)符合國家環(huán)保、節(jié)能政策，光伏電廠的開發(fā)建設可有效減少常規(guī)能源尤其是煤炭資源的消耗，保護生態(tài)環(huán)境，平衡能源的單一供給。3.光伏電站建設可以提高土地的利用率和價值。光伏電站一般選擇建設在屋面、水面、荒廢的地面，提高了土地的利用率和價值。4.光伏電站建設可以帶動當?shù)氐慕?jīng)濟增長和就業(yè)。光伏電站項目的開發(fā)和建設，可促進地區(qū)相關產(chǎn)業(yè)，如建材、交通運輸業(yè)的大力發(fā)展，對擴大就業(yè)和發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)將起到顯著作用，從而帶動和促進地區(qū)國民經(jīng)濟的全面發(fā)展和社會進步。

二、光伏電站運行的經(jīng)濟分析

（一）光伏電站投資

光伏電站主要構(gòu)成有光伏電池板及支架、直流防雷匯流箱、直流配電柜、逆變器、變壓器以及配電設備等。光伏電站中投資占比最大的是光伏設備購置費，以10MWp地面光伏并網(wǎng)項目為例，設備購置費占總投資比為73.42%(除以上設備外為還包括電纜、高壓柜等費用)。

（二）光伏電站經(jīng)濟分析

光伏電站投資經(jīng)濟性分析主要反映在項目投資回收期、投資內(nèi)部收益率、投資財務凈現(xiàn)值、投資收益率等幾個重要參數(shù)上。經(jīng)過對多個光伏電站項目進行經(jīng)濟分析發(fā)現(xiàn)，電價、發(fā)電量由于與光伏電站營業(yè)收入有直接關系，是影響經(jīng)濟參數(shù)的主要因素，成本費用（包括折舊費、維修費、工資福利、保險、攤銷等）相對而言較為固定，投資的變化和貸款利率的變化也是影響經(jīng)濟參數(shù)的二個因素。投資減少，產(chǎn)量增加，電價提高有利于提高光伏電站投資的經(jīng)濟參數(shù)，而利率變化對經(jīng)濟參數(shù)的影響較小。上述光伏電站投資組成中可以了解，要減少投資，重點要減少設備購置費和建安工程費，這兩項占據(jù)總投資的百分比約為91%，而這兩項費用需要分別在采購過程中和施工過程中進行控制。產(chǎn)量（也即發(fā)電量）因素，需要根據(jù)太陽能地域分布情況在項目決策階段對項目地址進行評估，以及設計階段對太陽能電池板、電纜線路、逆變器、變壓器以及系統(tǒng)效率進行優(yōu)化，確保產(chǎn)量的最大化。電價因素受政策影響較大，政策不一，各地電價也不一樣。確保電價因素對光伏電站投資有利，需要在項目決策階段了解和掌握各地的電價優(yōu)惠政策，規(guī)避電價因素風險。通過上述光伏電站投資的經(jīng)濟性分析，需要綜合考慮電價、發(fā)電量、投資以及利率等因素，從而確保各項經(jīng)濟參數(shù)處于最優(yōu)，使光伏電站經(jīng)濟效益最大化。

三、以屋頂光伏發(fā)電為例對其運行的經(jīng)濟進行分析

屋頂光伏電站建設前必須客觀分析各種影響因素，比如分布式電源的容量、實際運行情況、屋頂荷載、用電負荷、運營模式等，用以確定屋頂光伏系統(tǒng)的總?cè)萘?。就屋頂光伏系統(tǒng)而言，并不是由單一元素組成，它是利用太陽能電池的半導體材料把太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能的過程，其中，并網(wǎng)逆變器、直流匯流箱、光伏組件，各自具有不同的工作特點，發(fā)揮著不同的作用。就該系統(tǒng)而言，其工作原理主要體現(xiàn)在這些方面，在“光生伏打”效應作用下，太陽能光伏板能夠有效轉(zhuǎn)化對應的太陽輻射能，使其成為光伏板中的直流電能，在直流匯流箱作用下，借助DC/AC并網(wǎng)逆變器，再轉(zhuǎn)化為交流電并入電網(wǎng)。

以設計直流匯流箱為例，在設計過程中，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)可知需要串聯(lián)的光伏組件的數(shù)量，多個光伏組件串聯(lián)后輸出一對正負極，與直流匯流箱正負極銅排相連，形成一路直流電，而直流匯流箱可以輸入多路直流輸入，這樣在一定程度上，減少了光伏陣列和逆變器之間的連線，減少系統(tǒng)運營成本。在此基礎上，需要結(jié)合直流匯流箱特點，在其中合理設置相關的設備，比如，熔斷器、防反二極管、直流斷路器、防雷器，為使光伏發(fā)電系統(tǒng)更加可靠、實用奠定堅實的基礎，準確而客觀地了解光伏電池組件的運行情況，促使光伏系統(tǒng)具有的功能得到應有的發(fā)揮。還要客觀地分析直流匯流箱的實際高度、光伏板支架之間的距離，以合理地設計直流匯流箱的安裝位置。但在實際應用中，還要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和業(yè)主的意愿，對設計略作調(diào)整。以某地區(qū)太陽能屋頂光伏發(fā)電工程為例，其總投資為3.9億元，政府財政補貼為1.7億元。

上述說明太陽能屋頂光伏發(fā)電工程具有較好的經(jīng)濟效益，能夠在減少運營成本的基礎上，減少各種污染物的排放量，減少對周圍環(huán)境的污染，具有較好的節(jié)能減排效果，有利于促進新能源的持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)語

光伏電站發(fā)電是將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，然后再將電能供給用戶使用的一種有效利用太陽能的方式。在光能與電能轉(zhuǎn)換過程中，必須配置合適的設備和裝置，這就涉及到投入、產(chǎn)出、經(jīng)濟上的投資回報以及社會效益等問題。并且隨著光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，只有提高光伏電站的經(jīng)濟效益，才能保障光伏產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟性和可持續(xù)發(fā)展。

[1]白建勇.屋頂光伏系統(tǒng)技術經(jīng)濟評價及運營模式選擇研究[D].華北電力大學，2014.

[2]廖世凱，李琛.太陽能屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)設計及效益分析[J].通信電源技術，2014.