屋頂式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟性探究

王叢

摘 要：社會的進一步發(fā)展，促使現(xiàn)階段我國不可再生資源數(shù)量不斷降低，此種背景下，開發(fā)新型清潔可再生能源成為當(dāng)下主要任務(wù)之一，尤其是電力生產(chǎn)更應(yīng)該加快該方面的建設(shè)?；诖?，本文立足于經(jīng)濟性角度，分析了屋頂式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)基本原理，研究了其應(yīng)用的意義與經(jīng)濟性。希望以下內(nèi)容的研究可以促進我國電力發(fā)展。

關(guān)鍵詞：屋頂式;光伏發(fā)電;經(jīng)濟性

為更好應(yīng)對當(dāng)下所出現(xiàn)的能源問題，各個國家都在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，研究各類可再生資源的應(yīng)用方法，太陽能光伏發(fā)電就是其中之一，經(jīng)過近幾年的衍變，該技術(shù)已經(jīng)從航空、商用逐漸準(zhǔn)變?yōu)槊裼?。但是由于此類技術(shù)應(yīng)用范圍較小，并且應(yīng)用材料較為特殊，其所具有的經(jīng)濟性尚不明確。因此，對屋頂式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟性研究有著鮮明現(xiàn)實意義。

一、屋頂式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

（一）屋頂式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展情況

對于太陽能的使用是當(dāng)下社會發(fā)展必然趨勢，在傳統(tǒng)化石能源不斷減少的今天，此類清潔可再生資源需要發(fā)揮更加巨大的作用。立足光伏發(fā)電技術(shù)而言，早在多年之前世界一些發(fā)達國家就已經(jīng)發(fā)明并且應(yīng)用，主要應(yīng)用在航天以及工業(yè)建設(shè)過程中，隨著技術(shù)的不斷完善以及人們思想意識的不斷提升，光伏發(fā)電技術(shù)逐漸被應(yīng)用到民眾生活。此間，應(yīng)用效果最為良好，應(yīng)用范圍最大的當(dāng)屬德國制定的“百萬屋頂計劃”，不僅很好的解決了居民日常用電問題，還促使每個居民都是一個小型發(fā)電站，為國家公共電力貢獻一份力量。

我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展同樣十分迅速，尤其是在近幾年，無論是應(yīng)用數(shù)量還是建設(shè)規(guī)模都在不斷增加。2011年8月，國家發(fā)改委頒布了《關(guān)于完善太陽能光伏發(fā)電上網(wǎng)電價政策的通知》，2016年明確規(guī)定光伏發(fā)電電力價格為1.15元。此項規(guī)定的出臺標(biāo)志著我國光伏發(fā)電事業(yè)進入到一個新的時代。

（二）光伏發(fā)電基本原理

光伏發(fā)電技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，主要是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而為了達到此種目的，在系統(tǒng)當(dāng)中將會加入特定的半導(dǎo)體材料，這些材料在應(yīng)用過程中將會組合而成PN結(jié)。使用時，陽光直接照射在半導(dǎo)體材料上，此時材料將會形成電子以及“空穴”，電子和“空穴”在PN結(jié)的作用下發(fā)生運動，其中電子進入到N區(qū)域，空穴進入到P區(qū)域，此時促使外部電流產(chǎn)生短路，就會產(chǎn)生光電流，并且產(chǎn)生的光電流與光通量之間成正比關(guān)系。簡而言之，電子與空穴的數(shù)量越多，系統(tǒng)形成的電力就會越大;光照強度越大，最終產(chǎn)生的電力會越多。

二、屋頂式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟性研究

根據(jù)不完全統(tǒng)計，我國2018年的煤炭應(yīng)用數(shù)量相比于2017年上漲了3.6%，電力消費增長了4.6%。國際IEA機構(gòu)認(rèn)為2019年中國煤炭應(yīng)用數(shù)量將會超過世界應(yīng)用量的一半以上。鑒于此種情況，加之我國環(huán)境問題的影響，發(fā)展清潔可再生能源十分必要，中國的“屋頂太陽能計劃”開始實施。

立足于民用角度而言，光伏發(fā)電整體系統(tǒng)的設(shè)計需要重新進行考慮，必須符合經(jīng)濟性以及可靠性等原則，建議使用晶硅組件進行設(shè)計。但是從市場角度而言，單晶硅價格最高，高效多晶組件次之，多晶組件排在最后。鑒于此，民用晶硅組件選擇多晶組件作為系統(tǒng)的發(fā)電轉(zhuǎn)換器。在某民用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)改造項目中，選擇的太陽能發(fā)電板型號為SYK240，其實際規(guī)格為：長1640毫米、寬992毫米、厚度50毫米。項目一共應(yīng)用太陽能發(fā)電板為42塊，則實際裝機容量為5376W。

在實際應(yīng)用過程中，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量將會受到日照時間以及日照輻射的影響。為保證經(jīng)濟性分析結(jié)果可靠，需要確定以上兩種因素的實際數(shù)值。但是各個地區(qū)氣象站所記錄的日照結(jié)果屬于累加值，并且光伏系統(tǒng)的輸出功率是在外界溫度25攝氏度，日照強度為1000W/m2情況下的測試出來的數(shù)值，所以應(yīng)該計算出一年當(dāng)中的日照峰值數(shù)。

最終經(jīng)過初步統(tǒng)計與計算，可以得出該類型家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)投資各類數(shù)據(jù)，例如項目前期投資的研究費用為1500元、主體太陽能電池為24000元、并網(wǎng)逆變器投資9600元、設(shè)備運輸與安全調(diào)試投資的為4000元等。

在我國出臺的相關(guān)規(guī)定中表明，太陽能光伏發(fā)電項目將會提供部分資金補助。經(jīng)過計算，本次項目整體投資費用為5.54萬元。系統(tǒng)綜合效率：年發(fā)電量4492.8kW·h，系統(tǒng)年運行維護費用：約占初投資的0.43%，即231.47元。如享受上網(wǎng)標(biāo)桿電價1元，按每度1元的價格賣給電網(wǎng)，則年收益4204.53元。大概用7年左右收回成本。所以，屋頂式太陽能光伏發(fā)電還是有投資的可行性的;但項目的凈利潤不是很高，這和太陽能電池的成本和其光電轉(zhuǎn)換效率有很大關(guān)系。

三、結(jié)論

總而言之，就目前我國民用太陽能光伏發(fā)電基本情況而言，所表現(xiàn)出的經(jīng)濟性并不明顯，但是尚且存在投資空間以及投資可能性，造成此種情況的原因在于該類系統(tǒng)成本與使用效果并不平衡，但是從長遠(yuǎn)的角度而言，該類技術(shù)在未來很有可能成為電力應(yīng)用的主流形式，存在較為明顯的發(fā)展空間，具有良好的應(yīng)用前景。

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