光伏發(fā)電助力油站碳中和

文／劉承波 杜華健 萬 樂

分布式光伏發(fā)電技術(shù)，可因地制宜、分散布局。加油站利用閑置屋面建設(shè)與用電規(guī)模相匹配的光伏發(fā)電，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

我國屬太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)，年輻射量在5000MJ/m2以上，總體呈“高原大于平原、西部干燥區(qū)大于東部濕潤區(qū)”的分布特點(diǎn)。根據(jù)國家氣象局風(fēng)能太陽能評估中心劃分標(biāo)準(zhǔn)，全年輻射量在4200MJ/m2以下的地區(qū)僅四川及貴州大部分區(qū)域。經(jīng)測算，全年日照時(shí)數(shù)不少于1400小時(shí)或太陽能年水平面總輻照量不低于3780MJ/m2的地區(qū)，設(shè)置光伏系統(tǒng)均有較好的效益。

結(jié)合加油站布局及建筑物特點(diǎn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先設(shè)置在站房及輔房屋頂面、罩棚頂面。具備條件時(shí)，它也可設(shè)在站區(qū)防爆區(qū)域以外的空地、站房及輔房外墻、站區(qū)圍墻。

◇加油站安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅能夠滿足加油站本身的用電需要，而且可以讓產(chǎn)生的富余電量實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值。 供圖/萬 樂

硬件改造是基礎(chǔ)

新建加油站布置光伏發(fā)電系統(tǒng)改造。首先，站房及輔房屋面設(shè)置光伏系統(tǒng)。裝配式鋼結(jié)構(gòu)屋面，應(yīng)優(yōu)先采用帶有保溫隔熱層的BIPV光伏一體化屋面板。外墻布置光伏系統(tǒng)，可采用BIPV光伏建筑一體化工藝，可考慮把太陽電池板與房屋的幕墻結(jié)構(gòu)連為一體，或直接把太陽能組件融和在特殊的防火建材內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，制成如BIPV一體化幕墻、外墻單元、窗戶等建材形式。

其次，罩棚設(shè)置光伏系統(tǒng)。設(shè)置光伏組件的罩棚結(jié)構(gòu)優(yōu)先選用無檁條鋼結(jié)構(gòu)形式，也可采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式或混凝土結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)罩棚優(yōu)先選用BIPV光伏組件作為罩棚頂板，混凝土結(jié)構(gòu)罩棚宜采用BAPV光伏組件。

再次，圍墻沿墻面、頂部以及站區(qū)內(nèi)場地空曠、地勢平坦的地帶，可敷設(shè)BAPV光伏組件，并與車行道路進(jìn)行防撞隔離。

現(xiàn)有加油站布置光伏發(fā)電系統(tǒng)改造?，F(xiàn)有房屋、罩棚需查閱原始設(shè)計(jì)資料并現(xiàn)場實(shí)測構(gòu)件強(qiáng)度復(fù)核利舊結(jié)構(gòu)是否滿足增設(shè)光伏組件的荷載要求，或進(jìn)行加固改造后實(shí)施。宜采用BAPV光伏組件，如整體更換鋼結(jié)構(gòu)房屋屋面板或罩棚彩鋼瓦宜優(yōu)先采用BIPV光伏組件鋪設(shè)方式。圍墻沿墻面、頂部以及站區(qū)內(nèi)場地空曠、地勢平坦的地帶，可敷設(shè)BAPV光伏組件。

獨(dú)立還是并網(wǎng)？

加油站安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅能夠滿足加油站本身的用電需要，而且可以產(chǎn)生多余的電量，實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值。光伏發(fā)電系統(tǒng)按是否接入配電電網(wǎng)，可分為獨(dú)立系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)。

獨(dú)立系統(tǒng)是由光伏組件和蓄電池組成的向負(fù)載供電的獨(dú)立系統(tǒng)。并網(wǎng)系統(tǒng)采用專用并網(wǎng)逆變器，將光伏組件發(fā)出的直流電逆變成符合配電電網(wǎng)的交流電。當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率不能滿足負(fù)載要求時(shí)，可由配電電網(wǎng)供電給負(fù)載；當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電能大于負(fù)載要求時(shí)，則將多余的電能回饋給配電電網(wǎng)，又可分為“全額上網(wǎng)”、“余電上網(wǎng)”等模式。

在加油站建設(shè)光伏系統(tǒng)前需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)，應(yīng)采集相關(guān)靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)，如日照條件、周邊環(huán)境、變壓器設(shè)置情況、用電負(fù)荷，并根據(jù)光伏系統(tǒng)的發(fā)電量、并網(wǎng)收益、國家補(bǔ)貼、一次性投資、日常費(fèi)用等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，從優(yōu)選擇光伏系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行模式而達(dá)到效益最大化。

助力“碳中和”

目前，中國境內(nèi)加油站總量12萬余座，單站罩棚面積大約在600㎡，房屋屋頂面積大約150㎡，按50%面積可實(shí)際安裝光伏發(fā)電設(shè)備測算，面積可達(dá)4500m×104m，按每平方米裝80-90W計(jì)算，其容量可達(dá)3.6GW，節(jié)能減排效果和投資收益非?？捎^。加油站屋頂基本屬于閑置狀態(tài)，不需要單獨(dú)投資土地成本，配套的送電線路及變配電設(shè)施大都較為完善，發(fā)展光伏發(fā)電需配套的電力設(shè)施建設(shè)投資少。同時(shí)，加油站用電為工商業(yè)用電，價(jià)格高于民用電，隨著加油站增設(shè)充電樁和換電站，光伏發(fā)電有著更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，我國為加快推進(jìn)屋頂分布式光伏發(fā)展，在全國組織開展整縣（市、區(qū)）推進(jìn)屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)工作，提出公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于40%。中石油、中石化作為國家大型國有企業(yè)，擁有中國國內(nèi)45%左右的加油站，積極在加油站推廣布置分布式光伏發(fā)電，既是積極響應(yīng)國家號召也是化石能源企業(yè)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要方式之一。

光伏發(fā)電設(shè)備主要是安裝在加油站屋頂，不影響建筑物的原有結(jié)構(gòu)和使用功能，且對屋頂防水層、隔熱層和保溫層具有保護(hù)作用，能夠防止頂墻腐蝕，有效延長屋頂?shù)氖褂媚晗蕖?/p>

油站能否承受光伏板之重

1992年，國內(nèi)零售市場試驗(yàn)性開放。由于成品油零售市場準(zhǔn)入門檻低、經(jīng)營利潤大，國有企業(yè)、私企、外企等各種經(jīng)營主體大規(guī)模投資興建加油站，導(dǎo)致加油站工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不高、工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較低、過程資料缺失等。現(xiàn)有加油站建筑物結(jié)構(gòu)，是否滿足增設(shè)光伏組件的荷載要求需要現(xiàn)場檢測，對不符合荷載要求的需要加固改造。

加油站屬于易燃易爆的場所，光伏發(fā)電系統(tǒng)屬于非防爆產(chǎn)品。因此，應(yīng)根據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（GB50156）的規(guī)定，設(shè)置在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域之外。同時(shí)，加油站罩棚多采用波形彩鋼瓦，防銹要求高，且多為無臨邊防護(hù)的不上人屋頂，光伏發(fā)電設(shè)備安裝及后期維護(hù)難度相對較大。

分布式光伏發(fā)電技術(shù)成熟，設(shè)備配置簡單，可因地制宜、分散布局。加油站本身屬于危險(xiǎn)化學(xué)品經(jīng)營場所，在滿足各項(xiàng)安全、防爆要求以及結(jié)構(gòu)性能的條件下，利用加油站閑置屋面建設(shè)與用電規(guī)模相匹配的光伏發(fā)電具有一定的經(jīng)濟(jì)性。這對各大傳統(tǒng)能源企業(yè)積極投入降低碳排放、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化部署，加快加油站項(xiàng)目與分布式光伏新能源相融合的發(fā)展步伐，對推動(dòng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級、環(huán)保節(jié)能和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展等具有重要意義。