淺析戶用光伏系統(tǒng)在精準(zhǔn)扶貧中的應(yīng)用

朱崧齊

摘 要 我國(guó)光伏發(fā)電精準(zhǔn)扶貧項(xiàng)目的實(shí)施與推廣，面臨著良好的政策機(jī)遇和成熟的技術(shù)條件。本文通過對(duì)湖南**縣的戶用光伏精準(zhǔn)扶貧項(xiàng)目的調(diào)研學(xué)習(xí)，介紹了戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與運(yùn)行原理，給出了戶用光伏精準(zhǔn)扶貧的具體實(shí)施模式，根據(jù)該地區(qū)的實(shí)際環(huán)境條件，對(duì)戶用光伏系統(tǒng)在精準(zhǔn)扶貧項(xiàng)目進(jìn)行了的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，論述了項(xiàng)目實(shí)施的合理性與優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞 戶用光伏 精準(zhǔn)扶貧 效益分析

0引言

我國(guó)扶貧工作取得了舉世矚目的成果，十八大以來進(jìn)入了扶貧攻堅(jiān)的關(guān)鍵階段，精準(zhǔn)扶貧是對(duì)國(guó)家扶貧模式的開拓與創(chuàng)新，《政府工作報(bào)告》指出“扶貧開發(fā)貴在精準(zhǔn)，重在精準(zhǔn)”。光伏扶貧具備“綠色扶貧”、“造血扶貧”和“產(chǎn)業(yè)扶貧”等顯著特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，2015年，河北、甘肅、寧夏等省區(qū)已完成光伏扶貧試點(diǎn)，取得了顯著成果。其中，戶用光伏扶貧模式以貧困家庭為單位安裝光伏發(fā)電設(shè)備，按發(fā)電量補(bǔ)貼家庭收入，能夠真正做到扶持對(duì)象、項(xiàng)目安排、資金使用、措施到戶、因地派人、脫貧成效的“六個(gè)精準(zhǔn)”。

1戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)

戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種與家庭建筑緊密結(jié)合的光伏并網(wǎng)發(fā)電方式，主要由光伏陣列、逆變器、開關(guān)、線纜、用戶負(fù)載及相關(guān)計(jì)量?jī)x表等組成，如圖1所示。

其中，光伏陣列是由光伏組件的串并聯(lián)組成，負(fù)責(zé)將太陽能轉(zhuǎn)換為一定電壓和功率等級(jí)的直流電能，它通常采用支架結(jié)構(gòu)安裝在受光條件良好的地方，力求整個(gè)陣列的受光均勻性。任何局部遮擋都會(huì)產(chǎn)生的熱斑效應(yīng)，都會(huì)使整個(gè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電量大打折扣。例如，當(dāng)出現(xiàn)5%的遮光面積時(shí)，光伏出力功率損失可達(dá)50%以上。逆變器一方面負(fù)責(zé)將直流電變換為符合并網(wǎng)條件的交流電，逆變器輸出與電網(wǎng)電壓同相的電流，盡量減小諧波輸出，另一方面負(fù)責(zé)控制跟隨光照強(qiáng)度的變化，始終保持工作在輸出功率最大的狀態(tài)。開關(guān)、線纜及計(jì)量?jī)x表負(fù)責(zé)滿足操作、連接、保護(hù)和計(jì)量等用戶供配電功能需求，也是核算光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)收益的客觀依據(jù)。

2光伏扶貧的實(shí)施模式

光伏發(fā)電參與精準(zhǔn)扶貧的實(shí)施模式主要有戶用光伏分布式發(fā)電系統(tǒng)、村集地面電站、荒地大型電站、光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施、光伏大棚等。其中，戶用光伏系統(tǒng)的安裝地點(diǎn)一般選在屋頂、棚頂或向陽墻面等處，按與建筑物結(jié)合的緊密程度可分為建筑集成光伏系統(tǒng)（BIPV）和建筑附加光伏系統(tǒng)（BAPV）。

湖南**縣精準(zhǔn)扶貧項(xiàng)目在對(duì)貧困家庭進(jìn)行屋頂改造和配電升級(jí)的前提下，采用BAPV形式構(gòu)建戶用光伏系統(tǒng)。光伏板選擇4塊36V/220W太陽能電池組件，用角鐵支架簡(jiǎn)易安裝在農(nóng)戶建筑屋頂；各太陽能組件用微型逆變器并聯(lián)連接，經(jīng)電力監(jiān)測(cè)儀采用“凈電量”計(jì)價(jià)的接線方式接入電網(wǎng)；本地負(fù)載包括房廊亮化設(shè)備及建筑標(biāo)志，本地負(fù)載通過電力監(jiān)測(cè)儀表接入電網(wǎng)。整個(gè)系統(tǒng)組成了一個(gè)容量為0.88kW的戶用微網(wǎng)。

3精準(zhǔn)扶貧效益分析

3.1 發(fā)電量分析

湖南**縣（坐標(biāo)25.18€癗111.58€癊）的全年總輻射量為1220.96kWh/m2，日平均峰值小時(shí)數(shù)為3.35，最佳傾斜角為20€?。?/p>

依據(jù)組件面積法計(jì)算系統(tǒng)發(fā)電量Ep=HA€譻€譳1€譳2。其中，HA是傾斜面太陽能總輻射量，S是組件面積總和，k1和k2是組件效率和系統(tǒng)綜合效率。

市面上的光伏組件效率一般為18%左右。k2考慮了多種因素的影響：（1）線損折減，若輸電線路損失約占總發(fā)電量的3%，則折減修正系數(shù)取97%。（2）逆變器折減，逆變器實(shí)際效率多為90%～95%。（3）光伏電池效率會(huì)隨工作溫度升高而降低，相應(yīng)的溫度損耗平均值在2.5%左右。（4）考慮不可利用的太陽輻射損失和最大功率點(diǎn)跟蹤精度影響折減以及電網(wǎng)吸納等不確定因素，整體折減修正系數(shù)取為80%。

經(jīng)計(jì)算，一個(gè)戶用光伏分布式發(fā)電系統(tǒng)0.88kW的首年發(fā)電量約為988kWh，平均年發(fā)電約767kWh，25年累計(jì)發(fā)電19165kWh，折合節(jié)約電煤7666kg，減少溫室氣體排放19107kg.

3.2 收益分析

光伏單元發(fā)電直接饋送入電網(wǎng)，采用電力監(jiān)測(cè)儀計(jì)量發(fā)電量，與農(nóng)戶的收入補(bǔ)貼直接掛鉤，收益歸屬明晰，做到了扶貧精準(zhǔn)到戶。由于光伏發(fā)電量直接關(guān)系到貧困農(nóng)戶的補(bǔ)貼收益，有助于光伏發(fā)電系統(tǒng)的日常維護(hù)。

湖南省屬于Ⅲ類資源區(qū)，光伏發(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)為每度0.98元，國(guó)家補(bǔ)貼為每度0.42元，自發(fā)自用余電上網(wǎng)電價(jià)為每度0.472元，分布式光伏發(fā)電在國(guó)家補(bǔ)貼基礎(chǔ)上每度電再補(bǔ)貼0.2元。戶用光伏0.88kW系統(tǒng)的年收益為835元人民幣，未達(dá)到2萬的增值稅起征點(diǎn)。按實(shí)施成本約8元/度計(jì)算，光伏扶貧項(xiàng)目8.0年即可回收成本。

4結(jié)論

本文探討了光伏發(fā)電參與精準(zhǔn)扶貧的實(shí)施形式，以湖南**縣戶用光伏扶貧項(xiàng)目為例，對(duì)戶用光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理進(jìn)行分析，按照實(shí)施地區(qū)的實(shí)際條件進(jìn)行發(fā)電量分析和收益效益計(jì)算，最后得出了0.88kw戶用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，每年可給貧困戶帶來835元的收入。驗(yàn)證了戶用分布式光伏扶貧模式在精準(zhǔn)扶貧工作中的合理性與優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭雨薇.光伏扶貧的戰(zhàn)略意義及推廣措施[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（16）.

[2] 傅成華.光伏發(fā)電精準(zhǔn)扶貧的蕭縣模式[J].農(nóng)電管理，2016（7）.

[3] 汪三貴，劉未.“六個(gè)精準(zhǔn)”是精準(zhǔn)扶貧的本質(zhì)要求──習(xí)近平精準(zhǔn)扶貧系列論述探析[J]. 毛澤東鄧小平理論研究，2016（1）：40-43.

[4] 章海燦，楊松，羅易，等.光伏電站發(fā)電量計(jì)算方法研究[J].太陽能，2016（8）.

[5] 張武軍.湖南省分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性及支持政策研究[J].湖南電力，2015（2）：51-55.