時(shí)間：2023-08-04 16:49:42
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中圖分類號(hào)：U665文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、引言
近幾年，為應(yīng)對(duì)光伏行業(yè)的美國及歐盟“雙反”影響同時(shí)為保護(hù)國內(nèi)組件制造企業(yè)，國家出臺(tái)了相關(guān)光伏電站補(bǔ)貼政策，直接導(dǎo)致中國光伏發(fā)電裝機(jī)量突飛猛進(jìn)，2013年下半年中國大陸地區(qū)裝機(jī)量竟超過10GW，市場(chǎng)異常火爆。近期中國能源局公布了《關(guān)于下達(dá)2014年光伏發(fā)電年度新增建設(shè)規(guī)模的通知》，并明確規(guī)定光伏分布式發(fā)電裝機(jī)量占60%，旗幟鮮明的將光伏投資由地面大規(guī)模電站引導(dǎo)至光伏分布式發(fā)電。
二、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹
分布式光伏發(fā)電是指在用戶所在場(chǎng)地或附近建設(shè)運(yùn)行，以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏發(fā)電實(shí)行“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運(yùn)營模式，電網(wǎng)企業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行管理，為分布式光伏發(fā)電運(yùn)行提供系統(tǒng)支撐，保障電力用戶安全用電，鼓勵(lì)項(xiàng)目投資經(jīng)營主體與同一供電區(qū)內(nèi)的電力用戶在電網(wǎng)企業(yè)配合下以多種方式實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電就近消納。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，它倡導(dǎo)就近發(fā)電，就近并網(wǎng)，就近轉(zhuǎn)換，就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量，同時(shí)還有效解決了電力在升壓及長途運(yùn)輸中的損耗問題。
目前應(yīng)用最為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是建在城市建筑物屋頂與個(gè)人家庭屋頂?shù)墓夥l(fā)電項(xiàng)目，該類項(xiàng)目必須接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)一起為附近的用戶供電。
分布式光伏發(fā)電具有以下特點(diǎn)：
1、輸出功率相對(duì)較小。一般而言，一個(gè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的容量在數(shù)千瓦以內(nèi)。與集中式電站不同，光伏電站的大小對(duì)發(fā)電效率的影響很小，因此對(duì)其經(jīng)濟(jì)性的影響也很小，小型光伏系統(tǒng)的投資收益率并不會(huì)比大型的低。
2、污染小，環(huán)保效益突出。分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目在發(fā)電過程中，沒有噪聲，也不會(huì)對(duì)空氣和水產(chǎn)生污染。
3、能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況。但是，分布式光伏發(fā)電的能量密度相對(duì)較低，每平方米分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率僅約100瓦，再加上適合安裝光伏組件的建筑屋頂面積有限，不能從根本上解決用電緊張問題。
4、可以發(fā)電用電并存。大型地面電站發(fā)電是升壓接入輸電網(wǎng)，僅作為發(fā)電電站而運(yùn)行；而分布式光伏發(fā)電是接入配電網(wǎng)，發(fā)電用電并存，且要求盡可能地就地消納。
三、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)投資成本
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)服務(wù)商提供給您的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)報(bào)價(jià)中，一般包含：晶硅電池組件、支架、逆變器、斷路器、直流箱、交流箱、熔斷器、直流電纜、交流電纜、匯流端子、接地端子、人工、運(yùn)輸、行政手續(xù)費(fèi)、稅費(fèi)等項(xiàng)目，考慮到每個(gè)項(xiàng)目的大小、設(shè)計(jì)、施工難度不同，市場(chǎng)采購價(jià)格的浮動(dòng)，報(bào)價(jià)也會(huì)隨之浮動(dòng)；
在華北、長三角、珠三角這三個(gè)分布式光伏發(fā)電應(yīng)用比較密集的地區(qū)，太陽平面輻射量差異不像與西部地區(qū)差異那么大，一般不超過20%。如果設(shè)置到最佳發(fā)電傾角，整體系統(tǒng)效率在80%以上，一般來說1KW的項(xiàng)目25年年均發(fā)電量應(yīng)在900~1300kwh左右；如果是鋼結(jié)構(gòu)彩鋼瓦的工商業(yè)廠房屋頂，一般只在朝南的一面滿鋪光伏組件（標(biāo)準(zhǔn)廠房屋頂自然傾角一般為5°到10°不等），鋪設(shè)比例一般為1KW占面積10O，也就是1MW(1MW=1000KW)項(xiàng)目需要使用1萬O面積；如果是戶用別墅磚瓦結(jié)構(gòu)的屋頂，一般會(huì)在08:00~16:00沒有遮擋的屋頂區(qū)域滿鋪光伏組件，安裝方式雖與彩鋼瓦屋頂略有不同，但占面積比是相似的，也是1KW占面積10O左右。也就是說，一個(gè)面積比較大(100~150O)的別墅屋頂，大概可以安裝約10KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，25年年均發(fā)電約9000~1.3萬kwh(具體參數(shù)需要航禹太陽能出具專業(yè)項(xiàng)目建議書后確定，這里只給出大致概念)；如果是平面混凝土屋頂，為了設(shè)計(jì)成最佳固定水平傾角，每排組件之間需要間隔一定間距以保證不被前排組件陰影遮擋，所以整個(gè)項(xiàng)目占用屋頂面積會(huì)大于可以實(shí)現(xiàn)組件平鋪的彩鋼瓦和別墅屋頂。一般來說，考慮到自然遮擋和女兒墻高度等復(fù)雜因素后，1KW占用屋頂面積為15~20O左右，也就是1MW項(xiàng)目需要使用1.5~2萬O面積。大家可以據(jù)此估算自家屋頂可以安裝多少容量，大致能發(fā)多少電了。
按照2013年年底西安地區(qū)某300kWp屋頂分布式光伏電站建設(shè)直接成本來分析，300kWp的項(xiàng)目總花費(fèi)為220萬多元，其中組件占到58.49%，逆變器占到總成本的12.2%，支架占到總成本的7.73%。項(xiàng)目總造價(jià)每瓦成本約合7.3元?？紤]系統(tǒng)集成公司利潤，對(duì)于常規(guī)屋頂電站項(xiàng)目市場(chǎng)報(bào)價(jià)按照8元每瓦較為合理。項(xiàng)目各項(xiàng)費(fèi)用支出及比例詳見上表及下圖所示。
四、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)營成本
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)主要是對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械安裝、電氣連接的日常點(diǎn)檢、對(duì)光伏組建的清洗、對(duì)部分失效部件的更換等簡單操作，成本相對(duì)較低，對(duì)于10千瓦以下的系統(tǒng)維護(hù)成本幾乎可以忽略不計(jì)，但是MW（1MW=1000KW=1000000W）級(jí)的電站應(yīng)當(dāng)預(yù)提1%-3%的維護(hù)成本進(jìn)入系統(tǒng)的總投資。每次每平方米組件的清洗成本在0.5元到0.8元不等，主要取決于當(dāng)?shù)厝斯こ杀竞瓦\(yùn)維服務(wù)提供人員的多少。一般來說安裝量大的系統(tǒng)所需運(yùn)營成本高于安裝量小的系統(tǒng)所需運(yùn)營成本，但分?jǐn)偟矫客叱杀旧希罢邉t具有成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)目前市場(chǎng)行情，每年運(yùn)營成本一般占初始投資成本的1%-5%。
五、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)營稅費(fèi)
對(duì)于企業(yè)自身投資的分布式光伏電站。采用自發(fā)自用余量上網(wǎng)的模式，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備以及所產(chǎn)生的電力所有權(quán)都?xì)w屬企業(yè)自身。電力是有形動(dòng)產(chǎn)，將多余的電力并網(wǎng)銷售給電站，要繳納增值稅。增值稅一般納稅人適用增值稅率17%。小規(guī)模納稅人則按3%征收率納稅。同時(shí)，光伏發(fā)電有稅收優(yōu)惠。根據(jù)《財(cái)政部、國家稅務(wù)總局關(guān)于光伏發(fā)電增值稅政策的通知》(財(cái)稅〔2013〕66號(hào))，規(guī)定“自2013年10月1日至2015年12月31日，對(duì)納稅人銷售自產(chǎn)的利用太陽能生產(chǎn)的電力產(chǎn)品，實(shí)行增值稅即征即退50%的政策?！惫夥l(fā)電系統(tǒng)需要購進(jìn)相應(yīng)設(shè)備，增值稅一般納稅人購進(jìn)貨物可以抵扣進(jìn)項(xiàng)稅額。此外，光伏發(fā)電的一個(gè)缺陷是受天氣影響居民社區(qū)自發(fā)自用余量上網(wǎng)，通常情況是開發(fā)商在建房時(shí)就把屋頂或外墻安裝好光伏發(fā)電設(shè)備，然后移交給物業(yè)公司運(yùn)營。電力歸屬權(quán)屬于物業(yè)公司。物業(yè)公司主要涉及稅種是營業(yè)稅，歸地稅機(jī)關(guān)管轄;而銷售電力要繳納增值稅，歸國稅機(jī)關(guān)管轄。因此物業(yè)公司還要到國稅機(jī)關(guān)辦理稅務(wù)登記，并對(duì)銷售電力的收入單位核算。如果居民社區(qū)規(guī)模不大，其屋頂面積不多，光伏發(fā)電的電力必將有限，當(dāng)月銷售電力收入小于2萬元時(shí)，則根據(jù)《財(cái)政部、國家稅務(wù)總局關(guān)于暫免征收部分小微企業(yè)增值稅和營業(yè)稅的通知》(財(cái)稅〔2013〕52號(hào))規(guī)定，可以免繳增值稅。同時(shí)，《財(cái)政部、國家稅務(wù)總局關(guān)于財(cái)政性資金、行政事業(yè)性收費(fèi)、政府性基金有關(guān)企業(yè)所得稅政策問題的通知》(財(cái)稅〔2008〕151號(hào))規(guī)定，在繳納企業(yè)所得稅時(shí)，增值稅免稅額、即征即退額都要計(jì)入應(yīng)納稅所得額。個(gè)人家庭自發(fā)自用余量上網(wǎng)，多余電力銷售額基本達(dá)不到增值稅起征點(diǎn)2萬元的標(biāo)準(zhǔn)，所以免繳增值稅。光伏電站投資運(yùn)營商租用企業(yè)、居民社區(qū)的屋頂，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備以及產(chǎn)生的電力所有權(quán)都?xì)w屬光伏電站投資運(yùn)營商。屋頂樓面不屬于不動(dòng)產(chǎn)，出租屋頂樓面,出租方要繳納營業(yè)稅，但不繳納房產(chǎn)稅。營業(yè)稅適用稅率5%。如果出租方是工商企業(yè)，主體稅種是增值稅，而營業(yè)稅歸地稅機(jī)關(guān)管轄，那么工商企業(yè)出租屋頂也要到地稅機(jī)關(guān)辦理稅務(wù)登記，并對(duì)出租屋頂收入單獨(dú)核算。有些屋頂出租方不收取租金，而是以獲得優(yōu)惠電價(jià)或一定數(shù)量的免費(fèi)電力作為回報(bào)。這種情況要分解成正常租賃和正常售電兩個(gè)業(yè)務(wù)。國稅機(jī)關(guān)將依照增值稅暫行條例實(shí)施細(xì)則第十六條規(guī)定，按同期光伏電價(jià)調(diào)整光伏電站的銷售額;地稅機(jī)關(guān)將依照營業(yè)稅暫行條例實(shí)施細(xì)則第二十條規(guī)定，按同期同類屋頂出租行情核定其營業(yè)額。營業(yè)額即租金收入，作為征收營業(yè)稅的計(jì)稅依據(jù)。光伏電站通常都超過年銷售收入50萬元的標(biāo)準(zhǔn)，須認(rèn)定增值稅一般納稅人。適用增值稅稅率17%。電站建設(shè)屬于公共基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，根據(jù)企業(yè)所得稅法第二十七條第(二)項(xiàng)和企業(yè)所得稅法實(shí)施條例第八十七條規(guī)定，從事國家重點(diǎn)扶持的公共基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，自項(xiàng)目取得第一筆生產(chǎn)經(jīng)營收入所屬納稅年度起，可享受企業(yè)所得稅“三免三減半”優(yōu)惠?！豆不A(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄(2008年版)》(財(cái)稅〔2008〕116號(hào))中列入了“太陽能發(fā)電新建項(xiàng)目”，但前提條件為“由政府投資主管部門核準(zhǔn)”。因此，光伏電站要先經(jīng)核準(zhǔn)然后才能享受優(yōu)惠。而目前光伏電站只要完成備案即可享同時(shí)，《財(cái)政部關(guān)于分布式光伏發(fā)電實(shí)行按照電量補(bǔ)貼政策等有關(guān)問題的通知》(財(cái)建〔2013〕390號(hào))和《國家發(fā)展改革委關(guān)于發(fā)揮價(jià)格杠桿作用促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》(發(fā)改價(jià)格〔2013〕1638號(hào))規(guī)定，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目經(jīng)過備案，建成投產(chǎn)且完成并網(wǎng)驗(yàn)收后，將獲得財(cái)政補(bǔ)貼，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時(shí)0.42元，獲得的補(bǔ)貼應(yīng)當(dāng)計(jì)入當(dāng)期應(yīng)納稅所得額。
六、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的收入
從 2014 年開始，國家對(duì)大型光伏電站將實(shí)行分資源區(qū)的不同上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)，將此前實(shí)行的全國統(tǒng)一上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)1 元/kWh 分別調(diào)整到0.9 元/kWh(Ⅰ類區(qū))、0.95 元/kWh(Ⅱ類區(qū))和1.0 元/kWh(Ⅲ類區(qū))，同時(shí)對(duì)于分布式光伏發(fā)電的激勵(lì)政策從初投資補(bǔ)貼轉(zhuǎn)為度電補(bǔ)貼(0.42 元/kWh)。
一般來說，國家承諾的補(bǔ)貼可以做到基本到位，并不會(huì)拖延時(shí)間，到賬時(shí)間基本上在次年3月左右。而省、市兩級(jí)政府所承諾的補(bǔ)貼則需要對(duì)應(yīng)所在地財(cái)政收入優(yōu)良情況，只是到賬時(shí)間不一定。電網(wǎng)的電力收購所產(chǎn)生的收入，一般執(zhí)行每月抄表，掛賬運(yùn)營。抄表數(shù)并作為政府補(bǔ)貼的參照依據(jù)?，F(xiàn)在電網(wǎng)公司抄表難度加大，且一般居民無法開出增值稅發(fā)票給電網(wǎng)公司，導(dǎo)致電網(wǎng)公司應(yīng)支付的款項(xiàng)遲遲未能到賬。
七、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所面臨的困境
1、并網(wǎng)艱難，各地方電網(wǎng)對(duì)并網(wǎng)沒有細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，因此會(huì)出現(xiàn)不同地區(qū)對(duì)申請(qǐng)批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)不一致，且分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)還存在一定的難題。
2、政策配套尚未完善，分布式示范項(xiàng)目執(zhí)行層面尚缺細(xì)則支持，即使細(xì)則出臺(tái)，存在不合理的條款或者執(zhí)行問題，導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度偏慢也是大概率事件。
3、是部分地區(qū)大面積的不具備屋頂打樁條件。在中西部省份房屋未使用鋼混結(jié)構(gòu)，依舊使用預(yù)制水泥板甚至使用木梁結(jié)構(gòu)，且彩鋼瓦劣質(zhì)，不具備承壓能力。
參考文獻(xiàn)：
1、王昆白一《分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)淺析》，《城市建設(shè)理論研究》2014年第8期
2、/中研普華官方網(wǎng)站
關(guān)鍵詞：采煤沉陷區(qū)；光伏發(fā)電；綜合效益評(píng)估模型
中圖分類號(hào)：F2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.16.012
1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)
1.1 聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)類型
集中式大型聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)和分散式小型聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)。前者主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)上，由電網(wǎng)統(tǒng)一分配向用戶供電，但存在投資龐大，建設(shè)期長，需要復(fù)雜的控制和配電設(shè)施，需占用大片土地等弊端，因而其發(fā)電成本要比市電貴數(shù)倍。而后者特別是與建筑結(jié)合的住宅屋頂聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)，建設(shè)容易，投資不大，發(fā)展較為迅速。其中住宅聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)為代表的發(fā)電系統(tǒng)可以將電能直接分配到用戶的用電負(fù)載上，多余或不足的電力通過聯(lián)結(jié)電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。
1.2 聯(lián)網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
不耗用化石燃料能源，無溫室氣體排放，符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；以電網(wǎng)為儲(chǔ)能裝置，省掉蓄電池，降低發(fā)電成本；光伏電池組與建筑物完美聯(lián)結(jié)，使物質(zhì)資源充分利用，降低建設(shè)費(fèi)用，提高了建筑物的科技含量；分布式建設(shè)，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)抵擋災(zāi)害的能力且改善了電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡及電路損耗等問題。
2 利用光伏發(fā)電綜合效益評(píng)估模型進(jìn)行分析
2.1 模型簡介
2.2 低碳效益分析
該基地一期規(guī)劃光伏電源100萬千瓦（1GW），總投資約100億元（包括相關(guān)配套設(shè)施），其中大部分為政府投資補(bǔ)貼，因而不考慮年貸款成本。年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用比例取2%，項(xiàng)目運(yùn)營期為25年，采用單晶硅組件與多晶硅組件光伏系統(tǒng)，其中單晶硅組件轉(zhuǎn)換率有621MW達(dá)17%以上，多晶硅組件轉(zhuǎn)換率有379MW達(dá)16.5%以上（設(shè)兩種組件各占50%）。每年的平均峰值日照時(shí)間為2800h，系統(tǒng)的性能比取0.8。假設(shè)光伏設(shè)備總重量為865760t，從光伏生產(chǎn)地到光伏電站的距離為500km，運(yùn)輸碳排放強(qiáng)度g為0.1553kg/（t*km）。光伏上網(wǎng)電價(jià)按當(dāng)?shù)孛摿螂妰r(jià)（即每度0.3767元）加上國家相應(yīng)補(bǔ)貼（每度0.42元），近似取為每千瓦時(shí)1元。集中發(fā)電側(cè)二氧化碳的排放因子0.76kg/（kwh）。
光伏發(fā)電收益：通過上式計(jì)算可得，在較為理想的情況下，該采煤沉陷區(qū)的年發(fā)電量為807288.6458，減少二氧化碳排放613539.3708t，產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為80728.8646萬元。
光伏發(fā)電的成本：在測(cè)算過程中僅考慮電能的消耗，生產(chǎn)單位容量的光伏系統(tǒng)（kw），組件，框架，配套分別消耗電能2205，91，229kwh，總計(jì)2525kwh；取β為5%。經(jīng)計(jì)算，光伏發(fā)電系統(tǒng)制造過程中的碳排放為1919000t，運(yùn)輸過程中的碳排放為67226.264t，因此初始的碳投資成本為1986226.264t，經(jīng)濟(jì)成本為102億元。將碳投資成本和經(jīng)濟(jì)成本平均分?jǐn)偟矫磕旰蠓謩e為79449.05t，40800萬元。
2.3 數(shù)據(jù)分析
根據(jù)效益成本分析，由于投資費(fèi)用龐大，由政府來投資每年的低碳效益與經(jīng)濟(jì)效益明顯。每年約可減少碳排放量每年約為534090.3208t，每年的經(jīng)濟(jì)收益約為39928.8646萬元。除此之外，以國際碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的核證減排量（CER）的碳排放權(quán)益價(jià)格107.5元/噸計(jì)算，該光伏發(fā)電系統(tǒng)每年可獲得的低碳收益為5741.47萬元。因此平均每年所獲得的經(jīng)濟(jì)收益約為45670.3346萬元。
3 結(jié)語
基于上述數(shù)據(jù)分析，其初始投資成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的火力發(fā)電。但在這種發(fā)電模式下，其低碳效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著（每發(fā)電1kwh，直接減少二氧化碳排放約560g），政府對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)采取支持態(tài)度。
參考文獻(xiàn)
[1]彭蓮.基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[D].柳州：廣西工學(xué)院，2012.
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；經(jīng)濟(jì)分析；發(fā)展預(yù)測(cè)
太陽能是地球能源的基本來源，因此，如何更好地利用太陽光發(fā)電，是人類一直面臨的一個(gè)棘手的問題。太陽能是一項(xiàng)清潔性、安全性的能源，資源的來源廣泛且充足，而且其具有很長的壽命，也不像其他能源那樣，需要經(jīng)常維護(hù)?；谶@些其他能源不具備的特點(diǎn)，光伏能源被視為21世紀(jì)最有利用價(jià)值的能源。自上個(gè)世紀(jì)50年代，太陽能的應(yīng)用已經(jīng)從太陽能電池發(fā)展到如今太陽能光伏集成建筑等多個(gè)不同的領(lǐng)域?？v觀全世界的光伏產(chǎn)業(yè)，也歷經(jīng)了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，進(jìn)入到21世紀(jì)之后，我國的光伏產(chǎn)業(yè)也漸漸地步入了高速的發(fā)展時(shí)期。因此，本文將以市場(chǎng)分析為基礎(chǔ)，由四個(gè)方面來深入探討技術(shù)經(jīng)濟(jì)：技術(shù)、企業(yè)產(chǎn)業(yè)、國家。
一、光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)點(diǎn)
光伏產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)綠色又環(huán)保的能源，因此被看作是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的朝陽性產(chǎn)業(yè)，各國給予光伏發(fā)電的很高的重視程度，并給予大力的扶持，原因如下：
1. 《京都議定書》給予各國以壓力，迫使各國政府落實(shí)積極開發(fā)各項(xiàng)清潔型能源，包含太陽能在內(nèi)，這樣有利于減少溫室氣體的排放。
2. 中東是全球的石油主產(chǎn)區(qū)，因此，中東地區(qū)的政治趨勢(shì)一直處于一種緊張的狀態(tài)。為了保證穩(wěn)定的能源供應(yīng)，各國政府不得不大力開發(fā)國內(nèi)能源，其中包含太陽能在內(nèi)。
3. 像石油、煤炭這些礦物能源在漸漸枯竭，各國政府不得不積極開發(fā)包含太陽能在內(nèi)的可再生能源，這樣才能使能源長期供應(yīng)。
基于以上幾個(gè)原因，在上世紀(jì)末的最后十年，全國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)以每年百分之二十的速度高速增長。在新千年以后的三十年中，全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)以每年百分之三十的速度高速增長。
光伏能源是可再生能源中一項(xiàng)獨(dú)具潛力的能源，它的重要性和戰(zhàn)略性日益凸顯，世界各國積極出臺(tái)相關(guān)政策和法律鼓勵(lì)光伏產(chǎn)業(yè)。
自1999年來，世界各國尤其是美、日、德這些西方發(fā)達(dá)國家逐步推出了大型國家光伏發(fā)展計(jì)劃和太陽能屋頂計(jì)劃，這在一定程度上推動(dòng)了世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界光伏產(chǎn)業(yè)是比IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展還快的產(chǎn)業(yè)。作為一項(xiàng)可再生清潔能源，在21世紀(jì)前半期，光伏發(fā)電將發(fā)展成最重要的基礎(chǔ)能源。
二、光伏發(fā)電成本分析
（一）光伏發(fā)電成本和影響因素
光伏發(fā)電的成本，直接決定了其能否大規(guī)模的快速發(fā)展，和其在能源供應(yīng)中的地位。光伏發(fā)電的成本主要受兩方面因素的影響：光伏發(fā)電總成本以及總發(fā)電量。光伏發(fā)電成本主要是受初始投資的影響，諸如運(yùn)行維護(hù)費(fèi)、稅收等因素則對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電成本影響較小。
1. 初始投資。光伏電站的初始投資主要包含光伏組件、電纜、配電設(shè)備、并網(wǎng)逆變器等成本，在這其中，光伏組件投資的成本就占初始投資的一半以上。
2. 發(fā)電量。光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量受兩個(gè)因素影響：太陽能資源、太陽發(fā)電的效率，與此同時(shí)，也受運(yùn)行方式、線路耗損等因素的影響。因此，在中國與建筑結(jié)合在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)大多安裝在東部沿海地區(qū)。
3. 單位電量成本。（也稱度電成本）
（二）多種類型的光伏發(fā)電系統(tǒng)度電的成本分析
中國光伏發(fā)電市場(chǎng)的起步并不早，主要開展了投資補(bǔ)貼、特許權(quán)招標(biāo)等項(xiàng)目，一些技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析并不能恰當(dāng)?shù)胤从吵龀杀舅?，本文主要結(jié)合一些典型的運(yùn)電站數(shù)據(jù)來分析。
1. 聚光光伏電站的單位投資成本是比晶硅光伏要高的，聚光光伏電站度電成本比薄膜光伏電站要低，但仍然比大規(guī)模地面晶硅光伏電站要高一些。
2. 薄膜光伏電站的單位成本比晶硅光伏電站的成本要低，但它的效率也低，而度電成本比晶硅光伏電站高。
（三）光伏發(fā)電系統(tǒng)度電成本的變化趨勢(shì)
光伏系統(tǒng)的成本包含太陽電池組件、功率控制、組陣系統(tǒng)平衡、間接費(fèi)用這四個(gè)部分。在這其中，組陣系統(tǒng)平衡涵蓋了支撐組件的框架和支架、電線、基礎(chǔ)土建和土地的使用費(fèi)等。功率控制分為兩個(gè)方面，逆變器和電器控制系統(tǒng)。簡介費(fèi)用包含涵蓋了工程建設(shè)的管理費(fèi)、工程設(shè)計(jì)費(fèi)、建設(shè)期中的利息、意外的費(fèi)用、運(yùn)費(fèi)等等。
目前，制約光伏發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的一大因素就是成本過高。隨著電池效率的提高、組件成本的下降以及壽命的延長，光伏發(fā)電的成本和平價(jià)上網(wǎng)的水平相近，因此，光伏發(fā)電非常具有發(fā)電的競(jìng)爭力。
一些國際機(jī)構(gòu)對(duì)未來光伏發(fā)電的系統(tǒng)度電成本做出了預(yù)測(cè)：現(xiàn)如今，中國并網(wǎng)光伏的發(fā)電單位的初始投資成本大約為15/W，光伏發(fā)電裝機(jī)的容量是3GW。按照中國發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有的發(fā)展趨勢(shì)來看，在技術(shù)提升和裝備國產(chǎn)化的大前提下，每年的投資成本會(huì)有百分之十的下降。
按照《可再生能源“十二五”規(guī)劃》的要求，到2015年年底，中國太陽能光伏發(fā)電的裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到14GW。預(yù)計(jì)到2020年年底，太陽能光伏發(fā)電的裝機(jī)容量會(huì)達(dá)到40GW，到2030年年底，裝機(jī)容量會(huì)達(dá)到200GW。根據(jù)測(cè)算結(jié)果來看，2015年中國光伏發(fā)電的單位投資成本也大概是11元/W，2020年將會(huì)下降至10元/W，2030年會(huì)出現(xiàn)大幅下降，降至4元/W。
太陽電池成本的下降，不僅僅是依靠技術(shù)進(jìn)步，規(guī)模化的生產(chǎn)也在一定程度上降低了成本，使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系統(tǒng)平衡需要的構(gòu)建成本也有了明顯的下降。目前微電網(wǎng)的發(fā)電技術(shù)仍處于深入研究的階段，雖然成本還是很高，但伴隨著技術(shù)的不斷革新和進(jìn)步，成本也會(huì)逐步降低，未來光伏發(fā)電技術(shù)的前景是巨大的。
2020年前，全球光伏發(fā)電的市場(chǎng)還是主要集中于歐盟地區(qū)，占到的比例約為百分之四十，2010～2020年，光伏發(fā)電在法國、德國、西班牙、意大利等國的地位逐步提升。2020年之后，光伏發(fā)電的新興市場(chǎng)主要是中國、美國、巴西等國，光伏發(fā)電技術(shù)是重要的可再生能源發(fā)電技術(shù)。
三、光伏發(fā)電發(fā)展前景分析
1. 多種光伏電池技術(shù)爭相發(fā)展，第一代晶硅電池具有高校、低廉、使用廣泛的主要用途，為市場(chǎng)主導(dǎo)。第二代薄膜電池成本低、耗能少，發(fā)展前景良好。第三代新型太陽能電池效率高但價(jià)格昂貴，目前仍處于探索階段。
2. 光伏微電網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向是高成本和低穩(wěn)定性
光伏微電網(wǎng)是用光伏發(fā)電當(dāng)作最主要的電源，它可以和其他的儲(chǔ)能裝置配合，直接在用戶負(fù)荷周圍供電，典型的微電網(wǎng)是可以脫離主網(wǎng)運(yùn)行的，也可接到主網(wǎng)上運(yùn)行，這樣可以減少配電投資，大大減少了太陽能間歇性對(duì)用戶帶來的影響，這比較適合成本較高的邊遠(yuǎn)山區(qū)和對(duì)供電有高可靠性的用戶使用。
四、發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的建議
綜上所述，發(fā)展我國的光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)變得刻不容緩了。我國光伏產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展，是與國家產(chǎn)業(yè)政策的宏觀調(diào)控分不開的，國家各項(xiàng)政策的頒布和落實(shí)，將在很大程度上推動(dòng)我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
1. 政府要做好帶頭作用，設(shè)立光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，更要在資金、電價(jià)、稅收等方面制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，大力扶持。
2. 技術(shù)上既要自主研發(fā)，又要學(xué)會(huì)技術(shù)引進(jìn)，也可以和國內(nèi)研究共同公關(guān)，建立健全一套創(chuàng)新的技術(shù)體系。
3. 要以政府作為主導(dǎo)，多元化投資，建立一套完整的產(chǎn)業(yè)鏈，多方參與、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，以更高的水平進(jìn)行光伏技術(shù)師范建設(shè)項(xiàng)目。
4. 努力培養(yǎng)國內(nèi)的光伏市場(chǎng)，制定一套具體的分?jǐn)偵暇W(wǎng)電價(jià)的實(shí)施細(xì)則，。
5. 對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出合理的規(guī)劃。對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定要加速，提升光伏產(chǎn)業(yè)在未來產(chǎn)業(yè)中的競(jìng)爭力。
五、總結(jié)
總而言之，太陽能光伏發(fā)電是綠色、環(huán)保的可再生能源，光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景非?？捎^，在2030～2050年間，光顧能源和常規(guī)能源在價(jià)格上會(huì)有真正的競(jìng)爭力出現(xiàn)，因此，這必將成為我國多能互補(bǔ)能源中非常重要的組成部分。
我國的光伏產(chǎn)業(yè)需要在市場(chǎng)的規(guī)范、設(shè)備國產(chǎn)化、提高技術(shù)支持、產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展等方面繼續(xù)努力。只有這樣，中國的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)才能躋身世界前列。
參考文獻(xiàn)：
[1]曹石亞，李瓊慧，黃碧斌.光伏發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及發(fā)展預(yù)測(cè)[J].中國電力，2012（08）.
[2]馮百樂.光伏發(fā)電在建筑中應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和選型分析[J].山西建筑，2012（20）.
[3]陳貺，王亮，王滿倉.不同容量光伏發(fā)電單元的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析[J].有色冶金節(jié)能，2014（03）.
[4]劉江建筑.屋頂太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目的分析研究[J].能源與節(jié)能，2014（06）.
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；經(jīng)濟(jì)分析；發(fā)展預(yù)測(cè)
太陽能是地球能源的基本來源，因此，如何更好地利用太陽光發(fā)電，是人類一直面臨的一個(gè)棘手的問題。太陽能是一項(xiàng)清潔性、安全性的能源，資源的來源廣泛且充足，而且其具有很長的壽命，也不像其他能源那樣，需要經(jīng)常維護(hù)?；谶@些其他能源不具備的特點(diǎn)，光伏能源被視為21世紀(jì)最有利用價(jià)值的能源。自上個(gè)世紀(jì)50年代，太陽能的應(yīng)用已經(jīng)從太陽能電池發(fā)展到如今太陽能光伏集成建筑等多個(gè)不同的領(lǐng)域?？v觀全世界的光伏產(chǎn)業(yè)，也歷經(jīng)了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，進(jìn)入到21世紀(jì)之后，我國的光伏產(chǎn)業(yè)也漸漸地步入了高速的發(fā)展時(shí)期。因此，本文將以市場(chǎng)分析為基礎(chǔ)，由四個(gè)方面來深入探討技術(shù)經(jīng)濟(jì)：技術(shù)、企業(yè)產(chǎn)業(yè)、國家。
一、光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)點(diǎn)
光伏產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)綠色又環(huán)保的能源，因此被看作是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的朝陽性產(chǎn)業(yè)，各國給予光伏發(fā)電的很高的重視程度，并給予大力的扶持，原因如下：
1.《京都議定書》給予各國以壓力，迫使各國政府落實(shí)積極開發(fā)各項(xiàng)清潔型能源，包含太陽能在內(nèi)，這樣有利于減少溫室氣體的排放。
2.中東是全球的石油主產(chǎn)區(qū)，因此，中東地區(qū)的政治趨勢(shì)一直處于一種緊張的狀態(tài)。為了保證穩(wěn)定的能源供應(yīng)，各國政府不得不大力開發(fā)國內(nèi)能源，其中包含太陽能在內(nèi)。
3.像石油、煤炭這些礦物能源在漸漸枯竭，各國政府不得不積極開發(fā)包含太陽能在內(nèi)的可再生能源，這樣才能使能源長期供應(yīng)?；谝陨蠋讉€(gè)原因，在上世紀(jì)末的最后十年，全國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)以每年百分之二十的速度高速增長。在新千年以后的三十年中，全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)以每年百分之三十的速度高速增長。光伏能源是可再生能源中一項(xiàng)獨(dú)具潛力的能源，它的重要性和戰(zhàn)略性日益凸顯，世界各國積極出臺(tái)相關(guān)政策和法律鼓勵(lì)光伏產(chǎn)業(yè)。自1999年來，世界各國尤其是美、日、德這些西方發(fā)達(dá)國家逐步推出了大型國家光伏發(fā)展計(jì)劃和太陽能屋頂計(jì)劃，這在一定程度上推動(dòng)了世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界光伏產(chǎn)業(yè)是比IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展還快的產(chǎn)業(yè)。作為一項(xiàng)可再生清潔能源，在21世紀(jì)前半期，光伏發(fā)電將發(fā)展成最重要的基礎(chǔ)能源。
二、光伏發(fā)電成本分析
（一）光伏發(fā)電成本和影響因素
光伏發(fā)電的成本，直接決定了其能否大規(guī)模的快速發(fā)展，和其在能源供應(yīng)中的地位。光伏發(fā)電的成本主要受兩方面因素的影響：光伏發(fā)電總成本以及總發(fā)電量。光伏發(fā)電成本主要是受初始投資的影響，諸如運(yùn)行維護(hù)費(fèi)、稅收等因素則對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電成本影響較小。1.初始投資。光伏電站的初始投資主要包含光伏組件、電纜、配電設(shè)備、并網(wǎng)逆變器等成本，在這其中，光伏組件投資的成本就占初始投資的一半以上。2.發(fā)電量。光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量受兩個(gè)因素影響：太陽能資源、太陽發(fā)電的效率，與此同時(shí)，也受運(yùn)行方式、線路耗損等因素的影響。因此，在中國與建筑結(jié)合在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)大多安裝在東部沿海地區(qū)。3.單位電量成本。（也稱度電成本）
（二）多種類型的光伏發(fā)電系統(tǒng)度電的成本分析
中國光伏發(fā)電市場(chǎng)的起步并不早，主要開展了投資補(bǔ)貼、特許權(quán)招標(biāo)等項(xiàng)目，一些技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析并不能恰當(dāng)?shù)胤从吵龀杀舅?，本文主要結(jié)合一些典型的運(yùn)電站數(shù)據(jù)來分析。
1.聚光光伏電站的單位投資成本是比晶硅光伏要高的，聚光光伏電站度電成本比薄膜光伏電站要低，但仍然比大規(guī)模地面晶硅光伏電站要高一些。
2.薄膜光伏電站的單位成本比晶硅光伏電站的成本要低，但它的效率也低，而度電成本比晶硅光伏電站高。
（三）光伏發(fā)電系統(tǒng)度電成本的變化趨勢(shì)
光伏系統(tǒng)的成本包含太陽電池組件、功率控制、組陣系統(tǒng)平衡、間接費(fèi)用這四個(gè)部分。在這其中，組陣系統(tǒng)平衡涵蓋了支撐組件的框架和支架、電線、基礎(chǔ)土建和土地的使用費(fèi)等。功率控制分為兩個(gè)方面，逆變器和電器控制系統(tǒng)。簡介費(fèi)用包含涵蓋了工程建設(shè)的管理費(fèi)、工程設(shè)計(jì)費(fèi)、建設(shè)期中的利息、意外的費(fèi)用、運(yùn)費(fèi)等等。目前，制約光伏發(fā)電規(guī)?；l(fā)展的一大因素就是成本過高。隨著電池效率的提高、組件成本的下降以及壽命的延長，光伏發(fā)電的成本和平價(jià)上網(wǎng)的水平相近，因此，光伏發(fā)電非常具有發(fā)電的競(jìng)爭力。一些國際機(jī)構(gòu)對(duì)未來光伏發(fā)電的系統(tǒng)度電成本做出了預(yù)測(cè)：現(xiàn)如今，中國并網(wǎng)光伏的發(fā)電單位的初始投資成本大約為15/W，光伏發(fā)電裝機(jī)的容量是3GW。按照中國發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有的發(fā)展趨勢(shì)來看，在技術(shù)提升和裝備國產(chǎn)化的大前提下，每年的投資成本會(huì)有百分之十的下降。按照《可再生能源“十二五”規(guī)劃》的要求，到2015年年底，中國太陽能光伏發(fā)電的裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到14GW。預(yù)計(jì)到2020年年底，太陽能光伏發(fā)電的裝機(jī)容量會(huì)達(dá)到40GW，到2030年年底，裝機(jī)容量會(huì)達(dá)到200GW。根據(jù)測(cè)算結(jié)果來看，2015年中國光伏發(fā)電的單位投資成本也大概是11元/W，2020年將會(huì)下降至10元/W，2030年會(huì)出現(xiàn)大幅下降，降至4元/W。太陽電池成本的下降，不僅僅是依靠技術(shù)進(jìn)步，規(guī)?；纳a(chǎn)也在一定程度上降低了成本，使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系統(tǒng)平衡需要的構(gòu)建成本也有了明顯的下降。目前微電網(wǎng)的發(fā)電技術(shù)仍處于深入研究的階段，雖然成本還是很高，但伴隨著技術(shù)的不斷革新和進(jìn)步，成本也會(huì)逐步降低，未來光伏發(fā)電技術(shù)的前景是巨大的。2020年前，全球光伏發(fā)電的市場(chǎng)還是主要集中于歐盟地區(qū)，占到的比例約為百分之四十，2010~2020年，光伏發(fā)電在法國、德國、西班牙、意大利等國的地位逐步提升。2020年之后，光伏發(fā)電的新興市場(chǎng)主要是中國、美國、巴西等國，光伏發(fā)電技術(shù)是重要的可再生能源發(fā)電技術(shù)。
三、光伏發(fā)電發(fā)展前景分析
1.多種光伏電池技術(shù)爭相發(fā)展，第一代晶硅電池具有高校、低廉、使用廣泛的主要用途，為市場(chǎng)主導(dǎo)。第二代薄膜電池成本低、耗能少，發(fā)展前景良好。第三代新型太陽能電池效率高但價(jià)格昂貴，目前仍處于探索階段。
2.光伏微電網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向是高成本和低穩(wěn)定性光伏微電網(wǎng)是用光伏發(fā)電當(dāng)作最主要的電源，它可以和其他的儲(chǔ)能裝置配合，直接在用戶負(fù)荷周圍供電，典型的微電網(wǎng)是可以脫離主網(wǎng)運(yùn)行的，也可接到主網(wǎng)上運(yùn)行，這樣可以減少配電投資，大大減少了太陽能間歇性對(duì)用戶帶來的影響，這比較適合成本較高的邊遠(yuǎn)山區(qū)和對(duì)供電有高可靠性的用戶使用。
四、發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的建議
綜上所述，發(fā)展我國的光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)變得刻不容緩了。我國光伏產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展，是與國家產(chǎn)業(yè)政策的宏觀調(diào)控分不開的，國家各項(xiàng)政策的頒布和落實(shí)，將在很大程度上推動(dòng)我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
1.政府要做好帶頭作用，設(shè)立光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，更要在資金、電價(jià)、稅收等方面制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，大力扶持。
2.技術(shù)上既要自主研發(fā)，又要學(xué)會(huì)技術(shù)引進(jìn)，也可以和國內(nèi)研究共同公關(guān)，建立健全一套創(chuàng)新的技術(shù)體系。
3.要以政府作為主導(dǎo)，多元化投資，建立一套完整的產(chǎn)業(yè)鏈，多方參與、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，以更高的水平進(jìn)行光伏技術(shù)師范建設(shè)項(xiàng)目。
4.努力培養(yǎng)國內(nèi)的光伏市場(chǎng)，制定一套具體的分?jǐn)偵暇W(wǎng)電價(jià)的實(shí)施細(xì)則，。5.對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出合理的規(guī)劃。對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定要加速，提升光伏產(chǎn)業(yè)在未來產(chǎn)業(yè)中的競(jìng)爭力。
五、總結(jié)
總而言之，太陽能光伏發(fā)電是綠色、環(huán)保的可再生能源，光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景非常可觀，在2030~2050年間，光顧能源和常規(guī)能源在價(jià)格上會(huì)有真正的競(jìng)爭力出現(xiàn)，因此，這必將成為我國多能互補(bǔ)能源中非常重要的組成部分。我國的光伏產(chǎn)業(yè)需要在市場(chǎng)的規(guī)范、設(shè)備國產(chǎn)化、提高技術(shù)支持、產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展等方面繼續(xù)努力。只有這樣，中國的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)才能躋身世界前列。
作者:杜娟 單位:黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：集中式市電互補(bǔ)；太陽能光伏照明系統(tǒng)，系統(tǒng)配置；運(yùn)行成本分析；投資回收期；
中圖分類號(hào)：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、前言
面對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展，從現(xiàn)有常規(guī)能源向清潔、可再生新能源過渡已提到議事上來了；因?yàn)樾履茉词且劳懈咝录夹g(shù)的發(fā)展，開辟持久可再生能源的道路，以滿足人類不斷增長的能源需求，并保護(hù)地球的潔凈；太陽能光伏發(fā)電是國際上公認(rèn)并倡導(dǎo)的綠色發(fā)電方式，由于其既不需要燃料，也不存在煙塵和灰渣，不污染環(huán)境，不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，對(duì)大氣不存在任何影響，非常清潔。具有性能穩(wěn)定，安全可靠，維護(hù)費(fèi)用低，無安全隱患等特點(diǎn)。
二、太陽能光伏照明系統(tǒng)原理及特點(diǎn)
1、系統(tǒng)原理
太陽能光伏發(fā)電是國際上公認(rèn)并倡導(dǎo)的綠色發(fā)電方式，它具有節(jié)約能源、減少污染的特點(diǎn)。太陽能電池組件把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過大功率二極管及控制系統(tǒng)給蓄電池充電。充電到一定程度時(shí)，控制器內(nèi)的自保系統(tǒng)動(dòng)作，切斷充電電源。晚間，太陽能電池組件充當(dāng)了光電控制器，啟動(dòng)控制器，蓄電池給照明燈供電，點(diǎn)燃照明燈；凌晨，太陽能電池組件又充當(dāng)了光電控制器，啟動(dòng)控制器，切斷照明燈電源，重新開始進(jìn)行轉(zhuǎn)化太陽能為電能的工作。在太陽能路燈點(diǎn)亮?xí)r，還能夠根據(jù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)光。
2、系統(tǒng)特點(diǎn)
①太陽能獨(dú)立電站系統(tǒng)使用壽命25年；
②全封閉免維護(hù)鉛酸蓄電池500AH/2V，壽命5年以上；
③太陽能電池組件：單/多晶硅太陽能電池組件效率15％以上，功率110W，壽命25年以上；
④控制系統(tǒng)：采用均衡維護(hù)充電，大電流快速充電，涓流鞏固充電方式進(jìn)行充電，其中充電過程采用PWM調(diào)制方式，具備延長蓄電池壽命的負(fù)脈沖緩沖充電過程，使用壽命達(dá)到10年以上；
⑤使用溫度：攝氏-40至50度，具有低溫工作功能；
⑥照明時(shí)間：每天工作14小時(shí)，可連續(xù)工作3個(gè)陰雨天；
⑦功耗低：LED燈具功耗是一般高壓鈉燈的50-60%左右，具有顯著的節(jié)能效果；
⑧顯色指數(shù)高：LED燈具色溫3000-7000K可選，顯色指數(shù)80以上，LED燈具發(fā)出的光線更接近自然光，對(duì)顏色的顯現(xiàn)更真實(shí)、鮮艷、辨識(shí)性強(qiáng)。
⑨壽命長：LED燈具是固體冷光源，使用壽命10萬小時(shí)；
⑩綠色光源：LED燈光線穩(wěn)定，無頻閃，無紫外線和紅外線、無不良眩光，無光污染，消除了不良眩光所引起的刺眼、視覺疲勞與視線干擾，提高駕駛的安全性，減少交通事故的發(fā)生；
三、服務(wù)區(qū)太陽能路燈系統(tǒng)、收費(fèi)站雨棚燈照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(一)項(xiàng)目概況
遼寧省海城析木服務(wù)區(qū)、析木收費(fèi)站位于丹東至錫林浩特高速公路東港至海城段。析木收費(fèi)站車道總數(shù)為5個(gè)，進(jìn)2出3，收費(fèi)站出口指向正南方向。每個(gè)車道安裝3盞，共15盞照明燈。雨棚棚頂高7米，燈頭采用120W/220V LED燈。收費(fèi)雨棚為平頂設(shè)計(jì)，適合以太陽能電站的形式給照明燈供電。收費(fèi)站照明燈工作時(shí)間14小時(shí)（光控整夜亮燈），按3個(gè)連陰天設(shè)計(jì)太陽能供電系統(tǒng)。析木服務(wù)區(qū)在高速公路兩側(cè)對(duì)稱分布，其中南北兩區(qū)路燈各23盞，燈桿高8m，燈頭采用80W/220V LED燈。本服務(wù)區(qū)采用集中太陽能路燈供電系統(tǒng),以太陽能電站的形式給路燈供電。南北服務(wù)區(qū)路燈供電采用分離方式，南北服務(wù)區(qū)各安裝太陽能電站系統(tǒng)，供服務(wù)區(qū)路燈照明使用。服務(wù)區(qū)路燈工作時(shí)間14小時(shí)（光控整夜亮燈），按3個(gè)連陰天設(shè)計(jì)太陽能供電系統(tǒng)。太陽能光伏照明系統(tǒng)建設(shè)時(shí)原常規(guī)供電系統(tǒng)仍然建設(shè)，采用市電作為補(bǔ)充電源，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性?？紤]到供電距離較遠(yuǎn)，負(fù)載采用DC220V供電系統(tǒng)，以減少電壓損失，避免由于超過3天連陰天造成照明燈熄滅的情況發(fā)生。
(二)系統(tǒng)配置方案
1、析木收費(fèi)站系統(tǒng)配置
表1-1 析木收費(fèi)站系統(tǒng)配置表
負(fù)載數(shù)量 材料 數(shù)量
15盞 太陽能電池板110W/17V 90
鉛酸蓄電池500Ah/2V（帶電池柜） 110
控制器60A/220V 1
LED燈頭120W/220V 15
太陽能電池板支架9900W 1套
市電切換、匯流及配電等裝置 1套
2、析木服務(wù)區(qū)系統(tǒng)配置
表1-2單側(cè)服務(wù)區(qū)系統(tǒng)配置表
負(fù)載數(shù)量 材料 數(shù)量
23盞 太陽能電池板110W/17V 90
鉛酸蓄電池500Ah/2V（帶電池柜） 110
控制器220V/60A 1
LED燈頭220V/80W 23
太陽能電池板支架9360 1套
匯流、配電及市電切換裝置 1套
四、系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用效益
(一)經(jīng)濟(jì)效益
以太陽能光伏照明系統(tǒng)全生命周期25年為基礎(chǔ)，進(jìn)行成本分析計(jì)算。
1、收費(fèi)站雨棚照明運(yùn)行成本分析。
（1）使用傳統(tǒng)高壓鈉燈照明系統(tǒng)的運(yùn)行成本
析木收費(fèi)站收費(fèi)雨棚共需15盞250W高壓鈉燈對(duì)收費(fèi)車道進(jìn)行照明，平均每天照明時(shí)間為12小時(shí)，目前用電電價(jià)0.9元/kWh，考慮電價(jià)平均每年上漲0.05元/ kWh，高壓鈉燈鎮(zhèn)流器損耗20%，夜晚電壓過高浪費(fèi)電能10%，則使用高壓鈉燈照明每年實(shí)際耗電量為：
0.25[kWh]×1.2×1.1×12[h] ×365[天] ×15[盞]=21681[kWh]
即：第一年用電費(fèi)用為：
21681[kWh]×0.9[元/kWh]=1.95萬元
每年因電價(jià)上調(diào)而增加的費(fèi)用額為：
21681[kWh]×0.05[元/kWh]=0.1084萬元；
高壓鈉燈系統(tǒng)25年消耗的電費(fèi)Sn為等差數(shù)列求和，計(jì)算過程如下：
Sn= a1×n＋n(n－1)d/2=1.95×25＋25×24×0.1084÷2=81.27萬元；
式中：a1為第一年用電電費(fèi)；
n為系統(tǒng)全生命周期25年；
d為每年因電價(jià)上調(diào)而增加的費(fèi)用。
即平均每年需要電費(fèi)為81.27÷25=3.25萬元；
高壓鈉燈燈泡壽命1.5年，更換一次100元/支，鎮(zhèn)流器壽命2年，更換一次150元/個(gè)，加上燈高為7m照明燈，需要升降車等設(shè)備運(yùn)輸及安裝，因此考慮50%安裝費(fèi)用，電力照明燈年運(yùn)行成本統(tǒng)計(jì)如下表：
表1-3收費(fèi)站傳統(tǒng)高壓鈉燈照明系統(tǒng)年平均運(yùn)行成本統(tǒng)計(jì)表
項(xiàng)目 25年內(nèi)更換次數(shù) 總投入（萬元） 年均投入（萬元）
更換鈉燈燈泡 16 3.6 0.144
更換鎮(zhèn)流器 12 4.05 0.162
年用電費(fèi)用 ―― ―― 3.250
合計(jì) 3.556
（2）使用太陽能光伏照明系統(tǒng)的運(yùn)行成本
太陽能光伏照明系統(tǒng)無電費(fèi)費(fèi)用，運(yùn)行成本主要為設(shè)備的更換費(fèi)用。由太陽能光伏照明系統(tǒng)的特點(diǎn)可知，LED整體燈具壽命為12.5年，25年壽命期內(nèi)需更換一次，更換20元/W，每盞燈更換一次需2400元，全部更換一次需要5.4萬元（含50%安裝費(fèi)用）；2V鉛酸蓄電池壽命為8.5年，壽命期內(nèi)需更換2次，更換兩次共需15.84萬元（電池回收價(jià)值可抵消安裝費(fèi)用）。即太陽能照明燈系統(tǒng)的運(yùn)行成本為為5.4+15.84=21.24萬元，平均每年運(yùn)行成本為21.24÷25=0.8496萬元。
（3）投資回收期
太陽能光伏照明系統(tǒng)與高壓鈉燈照明系統(tǒng)相比的投資回收期N為：
N=(C1B1)/(B-C)=(48.56-5.425)/(3.556-0.8496)=15.9年
式中：B為高壓鈉燈照明系統(tǒng)您平均運(yùn)行成本；
C為太陽能照明系統(tǒng)年平均運(yùn)行成本；
B1為高壓鈉燈照明系統(tǒng)初投資費(fèi)用；
C1為太陽能照明系統(tǒng)初投資費(fèi)用；
則壽命期內(nèi)節(jié)約費(fèi)用為3.556×（25－15.9）=31.54萬元。
2、服務(wù)區(qū)路燈照明系統(tǒng)運(yùn)行成本分析。
（1）使用傳統(tǒng)高壓鈉燈照明系統(tǒng)的運(yùn)行成本
析木服務(wù)區(qū)兩側(cè)共需46盞250W高壓鈉燈對(duì)服務(wù)區(qū)廣場(chǎng)進(jìn)行照明，平均每天照明時(shí)間為12小時(shí)，目前用電電價(jià)0.9元/kWh，考慮電價(jià)平均每年上漲0.05元/ kWh，高壓鈉燈鎮(zhèn)流器損耗20%，夜晚電壓過高浪費(fèi)電能10%，則使用高壓鈉燈照明每年實(shí)際耗電量為：
0.25[kWh]×1.2×1.1×12[h] ×365[天] ×46[盞]=66488.4[kWh]
即：第一年用電費(fèi)用為：
66488.6[kWh]×0.9[元/kWh]=5.983萬元
每年因電價(jià)上調(diào)而增加的費(fèi)用額為：
5.983[kWh]×0.05[元/kWh]=0.2991萬元；
高壓鈉燈系統(tǒng)25年消耗的電費(fèi)Sn為等差數(shù)列求和，計(jì)算過程如下：
Sn= a1×n＋n(n－1)d/2=5.983×25＋25×24×0.2991÷2=239.305萬元；
式中：a1為第一年用電電費(fèi)；
n為系統(tǒng)全生命周期25年；
d為每年因電價(jià)上調(diào)而增加的費(fèi)用。
即平均每年電費(fèi)為239.305÷25=9.5722萬元；
高壓鈉燈燈泡壽命1.5年，更換一次100元/支，鎮(zhèn)流器壽命2年，更換一次150元/個(gè)，加上燈高為10m照明燈，需要升降車等設(shè)備運(yùn)輸及安裝，因此考慮50%安裝費(fèi)用，電力照明燈年運(yùn)行成本統(tǒng)計(jì)如下表：
表1-4服務(wù)區(qū)傳統(tǒng)高壓鈉燈照明系統(tǒng)年平均運(yùn)行成本統(tǒng)計(jì)表
項(xiàng)目 25年內(nèi)更換次數(shù) 總投入（萬元） 年均投入（萬元）
更換鈉燈燈泡 16 9.6 0.384
更換鎮(zhèn)流器 12 10.8 0.432
年用電費(fèi)用 ―― ―― 9.5722
合計(jì) 10.3882
（2）使用太陽能光伏照明燈系統(tǒng)的運(yùn)行成本
太陽能光伏照明系統(tǒng)無電費(fèi)費(fèi)用，運(yùn)行成本主要為設(shè)備的更換費(fèi)用。由太陽能光伏照明系統(tǒng)的特點(diǎn)可知，運(yùn)行成本主要為系統(tǒng)部件更換費(fèi)用。LED整體燈具壽命為12.5年，25年壽命期內(nèi)需更換一次，更換20元/W，每盞燈80 W更換一次需1600元，46盞全部更換一次需要11.04萬元（含50%安裝費(fèi)用）；鉛酸蓄電池壽命為8.5年，壽命期內(nèi)需更換2次，更換兩次共需31.68萬元（電池回收價(jià)值可抵消安裝費(fèi)用）。即太陽能光伏照明系統(tǒng)的追加投資為8.28+31.68=42.72萬元，平均每年運(yùn)行成本為42.72÷25=1.7088萬元。
（3）投資回收期
太陽能光伏照明系統(tǒng)與高壓鈉燈照明系統(tǒng)相比的投資回收期N為：
N=(C1-B1)/(B-C)=110.54-23.2)/(10.3882-1.7088)=10.06年
式中：B為高壓鈉燈照明系統(tǒng)年平均運(yùn)行成本；
C為太陽能照明系統(tǒng)年平均運(yùn)行成本；
B1為高壓鈉燈照明系統(tǒng)初投資費(fèi)用；
C1為太陽能照明系統(tǒng)初投資費(fèi)用；
則壽命期內(nèi)節(jié)約費(fèi)用為10.3882×（25－10.06）=155.1997萬元。
3、整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效益
通過三個(gè)月來對(duì)本系統(tǒng)的跟蹤測(cè)試及用戶的反饋信息，得到了以下結(jié)論：
（1）整個(gè)海城析木高速公路工程的太陽能發(fā)電系統(tǒng)平均每天總共能夠發(fā)電約134.28度。整個(gè)工程的負(fù)載每天消耗68.64度電。假設(shè)應(yīng)用常規(guī)的市電高壓鈉燈，平均一個(gè)高壓鈉燈功率在250W~400W ，一天平均按12小時(shí)計(jì)算，64盞高壓鈉燈的總共可以發(fā)電192~307.2度。按照系統(tǒng)的負(fù)載用電量而言，該系統(tǒng)每天至少可為用戶節(jié)省約130~240度市電，一年便可節(jié)省下47450~86400度電。如果按照一度電0.9元計(jì)算一年下來單單負(fù)載耗電量的節(jié)省成本就為42705~77760元。其中并不包括高壓鈉燈的鎮(zhèn)流器耗電量以及線損的耗電量。如果算上鎮(zhèn)流器和線損的耗電量，起碼最少節(jié)省成本約5萬到8萬元之間。如果按照系統(tǒng)的總節(jié)能計(jì)算該系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩艄?jié)省每天節(jié)省電能260.64~375.64度，全年節(jié)省成本約為10~13萬之間。
（2）本系統(tǒng)每天總發(fā)電量為134.28度電，而負(fù)載的耗電量為68.64度，可見發(fā)電量為耗電的1.9倍，其中還有很大的使用空間，如果把整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量充分利用，還能節(jié)省現(xiàn)有成本的1.9倍，節(jié)省成本最少在19~24.7萬之間。
(二)環(huán)境效益
太陽能光伏照明系統(tǒng)是利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)原理來工作的，不消耗化石燃料，無二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的排放，清潔干凈，環(huán)境效益良好。太陽能光伏照明系統(tǒng)每年提供的電量為21681[kWh]，即電力照明燈系統(tǒng)年消耗電量。根據(jù)相關(guān)部門的數(shù)據(jù)，煤燃料火力發(fā)電每生產(chǎn)1 kWh電，將產(chǎn)生0.92千克的CO2。假設(shè)電力照明燈系統(tǒng)電能來源為煤燃料火電，則收費(fèi)站太陽能照明燈系統(tǒng)年減少CO2排放量為21681[kWh]×0.92 [千克 CO2 /kWh]= 19947[千克 CO2]，服務(wù)區(qū)太陽能路燈系統(tǒng)年減少CO2排放量為57816[kWh]×0.92 [千克 CO2 /kWh]= 53191[千克 CO2]，。
(三)社會(huì)效益
太陽能光伏照明系統(tǒng)在高速公路收費(fèi)站及服務(wù)區(qū)的應(yīng)用，充分的利用收費(fèi)站及服務(wù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，同時(shí)通過雙電源切換裝置與現(xiàn)有電力供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，極大提高了系統(tǒng)供電的科學(xué)性與可靠性，對(duì)于帶動(dòng)人們觀念更新、環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)及科技文化進(jìn)步發(fā)展意義重大，它也是社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)繁榮的重要標(biāo)志，其社會(huì)效益顯著。
五、結(jié)論
集中式市電互補(bǔ)太陽能路燈及雨棚燈供電系統(tǒng)每天總發(fā)電量為134.28度電，如果全部把整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量充分利用，還能節(jié)省現(xiàn)有成本的1.9倍，節(jié)省成本最少在19~24.7萬之間。上述將收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)高壓鈉燈照明系統(tǒng)與太陽能光伏照明系統(tǒng)從運(yùn)行成本、投資回收期等2個(gè)方面進(jìn)行了分析，其收益顯著，在壽命期回收初始投資成本的同時(shí)，仍可節(jié)約大量的電費(fèi)。
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關(guān)鍵詞 分布式;光伏發(fā)電;經(jīng)濟(jì)性
中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）21-0211-02
在“節(jié)能減排”概念日益盛行的今天，在追求“高能”、“高效”、“清潔”能源的進(jìn)程中，以太陽能為代表的綠色能源正越來越受到人們的重視。由于分布式光伏發(fā)電行業(yè)開發(fā)的技術(shù)門檻相對(duì)不高，投入困難不大，使其成為了當(dāng)前充滿活力和朝氣的新興產(chǎn)業(yè)，并在國家的支持下得到迅速的發(fā)展[1]。近期，國家電網(wǎng)公司出臺(tái)政策鼓勵(lì)個(gè)人投資分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)，各市電力部門執(zhí)行國家相關(guān)規(guī)定的優(yōu)惠政策，免收系統(tǒng)容量備用費(fèi)，并網(wǎng)申請(qǐng)受理、接入系統(tǒng)方案制定、合同協(xié)議簽署、并網(wǎng)驗(yàn)收、并網(wǎng)調(diào)試全過程不收費(fèi)[2]，發(fā)電量可全部上網(wǎng)，也可全部自用，或者自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。用戶不足的電量由電網(wǎng)企業(yè)提供，上下網(wǎng)電量分開計(jì)算。這些政策將大大鼓勵(lì)了居民投資分布式光伏發(fā)電的熱情，越來越多的居民到供電公司咨詢光伏發(fā)電相關(guān)事宜，其中最關(guān)切的問題就是其經(jīng)濟(jì)性如何？多久才能收回成本？
1 居民分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)
圖l所示的是居民分布式光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖。屋頂分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)由屋頂太陽能電池陣列、并網(wǎng)逆變器、主配電箱、接線箱、電能計(jì)量表和電網(wǎng)組成[3]。逆變器是用來將發(fā)電設(shè)備發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為符合并網(wǎng)要求的交流電，其輸入接到太陽能電池組，輸出通過主配電箱分成兩路，，一路經(jīng)電能表接入電網(wǎng)，另一路接居民用電負(fù)荷。目前計(jì)量方式一般采取兩塊電能表計(jì)量，分別計(jì)量上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量。如圖2所示。
圖1 居民屋頂太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
2 居民分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目成本分析
光伏發(fā)電項(xiàng)目成本的高低，是影響其能否大規(guī)模迅速發(fā)展起來的重要因素，也決定著其未來在能源供應(yīng)中是否認(rèn)仍占有重要地位，而居民分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的投入成本直接影響用戶的投資積極性。居民光伏發(fā)電成本主要受壽命期內(nèi)光伏發(fā)電總成本和總發(fā)電量的影響。居民光伏發(fā)電總成本的主體在于初始投資的大小，而運(yùn)行維護(hù)費(fèi)等其它因素對(duì)系統(tǒng)發(fā)電成本影響不大[4]。本文將主要分析居民光伏發(fā)電的初始投資。初始投資的含義：光伏電站的初始投資主要包括光伏組件、并網(wǎng)逆變器、配電設(shè)備及電纜、電站建設(shè)安裝等成本，其中光伏組件投資成本比重最大，占初始總投資的50%-60%[5]。在2009年的國際金融危機(jī)爆發(fā)后，光伏電池價(jià)格大幅下跌，特別是2011年歐洲大幅削減了光伏發(fā)電補(bǔ)貼，造成國際太陽能電池及組件的產(chǎn)能過剩，截至目前，國內(nèi)光伏組件在5元/W左右。目前并網(wǎng)逆變器價(jià)格為25元/W，電線投資成本為5元/米，加上其它投資系統(tǒng)投資達(dá)到9元/W。
圖2 兩塊電能表計(jì)量的接線方式
3 居民分布式光伏發(fā)電成本回收時(shí)間分析
以本市首家光伏電站分析：本市一位村民，在村里經(jīng)營了一家小超市，平均每天用電量在60多度。去年2月，他看到關(guān)于個(gè)人分布式光伏發(fā)電的有關(guān)信息，于是專門咨詢有關(guān)部門并進(jìn)行了學(xué)習(xí)，共投入近18萬元購進(jìn)了一套光伏發(fā)電設(shè)備，這個(gè)光伏發(fā)電站設(shè)備包括80塊黑色太陽能光伏板和一臺(tái)逆變器等，裝機(jī)容量為20千瓦，去年11月初，他家的光伏發(fā)電站建好的同時(shí)，也順利地并入國家電網(wǎng)?！艾F(xiàn)在屋頂?shù)倪@個(gè)光伏太陽能發(fā)電站發(fā)的電量除了供自家使用外，多余的電量還能賣給國家電網(wǎng)?！痹摯迕窀吲d地說道，他家屋頂上的家庭光伏發(fā)電站一個(gè)多月時(shí)間，向國家電網(wǎng)輸送電量2000多度。
假設(shè)1）：該光伏電站每天發(fā)電量能達(dá)到80-90度，每月發(fā)電量在2400多度，每年發(fā)電量為28800度，用電性質(zhì)為商業(yè)用電，電度電價(jià)為0.882/度。
假設(shè)全部自用，年收益Y=28800*（0.882+0.42）=28800*1.302=37497.6元;成本回收時(shí)間為4.8年;
假設(shè)全部上網(wǎng)，年收益=28800*（0.43+0.42）=24480元，成本回收時(shí)間為7.35年;
假設(shè)自用電量為24000度，上網(wǎng)電量為4800度，年收益=24000*（0.882+0.42）+4800*（0.43+0.42）=35328元，成本回收時(shí)間為5.1年;
由此可見回收時(shí)間與用戶用電量有直接關(guān)系，即用戶用電量越多，其回收周期越短。
假設(shè)2）：該光伏電站每天發(fā)電量能達(dá)到80-90度，每月發(fā)電量在2400多度，每年發(fā)電量為28800度，用電性質(zhì)為居民生活用電，電度電價(jià)為0.5283/度。
假設(shè)全部自用，年收益Y=28800*（0.5283+0.42）=28800*0.9483=27311.04元;成本回收時(shí)間為6.6年;
假設(shè)全部上網(wǎng)，年收益=28800*（0.43+0.42）=24480元，成本回收時(shí)間為7.35年;
假設(shè)自用電量為24000度，上網(wǎng)電量為4800度，年收益=24000*（0.5283+0.42）+4800*（0.43+0.42）=26839.2元，成本回收時(shí)間為6.7年;
由此可見回收時(shí)間與用戶用電性質(zhì)有直接關(guān)系，即用戶電價(jià)越高，其回收周期越短。
綜上，可得出居民分布式光伏發(fā)電成本回收時(shí)間與用戶用電性質(zhì)和用電量有直接關(guān)系，即用戶電價(jià)越高、用電量越多，其回收周期越短。當(dāng)然其回收時(shí)間還與當(dāng)?shù)氐臍夂颍\(yùn)行中設(shè)備的維修成本等有關(guān)，這些本文不做研究。
4 結(jié)束語
居民分布式光伏發(fā)電成本回收周期隨著光伏組件及逆變器成本的下降正日益縮短，相信居民投資熱情也會(huì)日益高漲，光伏發(fā)電在減少污染、節(jié)能減排等方面的積極作用將日益突出。
參考文獻(xiàn)
[1]張垠.居民太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)引起的問題研究[J].供用電，2009，26（4）.
[2]本刊編輯部.真誠履責(zé)全心服務(wù) 支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展.
關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電；微型燃?xì)廨啓C(jī)；互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)；發(fā)電成本
中圖分類號(hào)： TK47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
0 引言
近年來，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)迅速進(jìn)步，相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)和開發(fā)利用規(guī)模逐步擴(kuò)大，已經(jīng)成為可再生能源發(fā)展的主要領(lǐng)域。根據(jù)全國可再生能源發(fā)展十二五規(guī)劃和太陽能發(fā)電發(fā)展十二五規(guī)劃，促進(jìn)太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，國家能源局和國家電網(wǎng)分別于9月和10月了《關(guān)于申報(bào)分布式光伏發(fā)電規(guī)模化應(yīng)用示范區(qū)的通知》和《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》，鼓勵(lì)大力推動(dòng)分布式太陽能光伏在城市的應(yīng)用，加快在居民住宅和政府公用建筑物、商業(yè)設(shè)施等的普及，實(shí)行自發(fā)自用、多余上網(wǎng)、免費(fèi)并網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)劑，形成千家萬戶開發(fā)應(yīng)用新能源的局面。相信該政策的出臺(tái)將極大推動(dòng)我國分布式光伏發(fā)電的發(fā)展。但是，由于光伏發(fā)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性以及不可控性，使得光伏發(fā)電的出力波動(dòng)極大。這種波動(dòng)將對(duì)電網(wǎng)的頻率電壓穩(wěn)定性造成不良影響[1]。為了消除光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，國內(nèi)外提出了多種能源互補(bǔ)系統(tǒng)，如風(fēng)電-太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)[2]，光伏-燃油發(fā)電系統(tǒng)[3]，光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)[4]，光伏-微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)[5]等。
現(xiàn)階段，中國城市屋頂資源廣闊。以上海為例，共有兩億平米的建筑屋頂，現(xiàn)有光伏電池在標(biāo)準(zhǔn)條件下的功率都高于100W/m2，若這些面積全部利用起來，其裝機(jī)容量要大于一個(gè)三峽。但是光伏發(fā)電系統(tǒng)等分布式電源的輸出功率具有波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性的特點(diǎn)，微網(wǎng)采用微燃機(jī)、燃料電池、儲(chǔ)能裝置等實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)中的功率平衡調(diào)節(jié)，大大降低間歇式分布式電源對(duì)電網(wǎng)的影響，增強(qiáng)功率調(diào)節(jié)的可控性。本文就分布式屋頂光伏/微型燃?xì)廨啓C(jī)微電網(wǎng)系統(tǒng)的成本進(jìn)行初步分析，驗(yàn)證該微電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可行性。
屋頂光伏與微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)簡介
屋頂光伏/微型燃?xì)廨啓C(jī)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能光伏板、逆變器和若干臺(tái)微型燃?xì)廨啓C(jī)成的小型微電網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)中配備微型燃?xì)廨啓C(jī)的目的是通過燃?xì)廨啓C(jī)特有的快速啟停和出力調(diào)節(jié)特性，來補(bǔ)償由于天氣變化引起的光伏出力波動(dòng)，是的這個(gè)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的輸出平穩(wěn)，消除光伏發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的不利影響。
考慮到屋頂分布式光伏規(guī)模（1MW-100MW）不是很大，為了保證互補(bǔ)系統(tǒng)有較高的經(jīng)濟(jì)性，互補(bǔ)發(fā)電裝置中一般采用微型燃?xì)廨啓C(jī)（30kW-200kW）或者相應(yīng)的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組。
以10MW屋頂光伏發(fā)電為例，配備兩臺(tái)100kW微型燃?xì)廨啓C(jī)。發(fā)電系統(tǒng)框圖見下圖1所示。
圖1 分布式屋頂光伏/微型燃機(jī)互補(bǔ)系統(tǒng)發(fā)電框圖
2. 系統(tǒng)成本初步分析
對(duì)于光伏發(fā)電與微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)而言，發(fā)電系統(tǒng)的成本由以下三個(gè)部分組成
總投資折舊成本
燃料成本
運(yùn)行維護(hù)成本
2.1 總投資折舊成本Cod
總投資折舊成本Cod包括光伏發(fā)電的單位折舊成本Cod_p和微型燃機(jī)電站折舊成本Cod_g，即Cod=ωpCod_p+ωgCod_g
其中ωp和ωg分別為微型燃?xì)廨啓C(jī)所占發(fā)電量的百分比。
（1）光伏發(fā)電總投資成本Cod_p
光伏發(fā)電總投資費(fèi)用主要包括光伏發(fā)電的靜態(tài)投資費(fèi)用，財(cái)務(wù)費(fèi)用（主要是主要是利息支出）以及運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用三個(gè)部分。其中靜態(tài)投資費(fèi)用由電站的單位容量造價(jià)和裝機(jī)容量得到。為了體現(xiàn)出全生命周期的總投資費(fèi)用，將其折算為現(xiàn)值。具體可表示為：
TCRp=UIP×Kp+FCp+MCp×(P/A,i,n) （1）
其中，TCRp是光伏發(fā)電的總投資費(fèi)用的現(xiàn)值（元）；UIp是單位容量造價(jià)費(fèi)用（元/kW）；Kp是電站的裝機(jī)容量（kW），F(xiàn)Cp是財(cái)務(wù)費(fèi)用（元）； MCp是運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用（元）；i是折現(xiàn)率（%）；n是電站投產(chǎn)運(yùn)行期（年）。
但是考慮到光伏/微型燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的特殊性，本研究采取按運(yùn)行小時(shí)數(shù)分?jǐn)偣潭ǔ杀镜牟呗?。則電站總投資的折舊成本可表示為：
（2）
其中，Cod_p是光伏電站總投資的折舊成本（元/kWh）；SUIp是電站單位動(dòng)態(tài)投資費(fèi)用（元/kW）；ψ是凈殘值率；δ是廠用電率（%）；T是設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)數(shù)（h）。
目前由于光伏組件的價(jià)格較低，基本維持在4.2-4.7元/W之間，因此，10MW屋頂光伏系統(tǒng)動(dòng)態(tài)總投資可以按照8600萬元計(jì)，光伏平均利用小時(shí)數(shù)按照1000h的地區(qū)計(jì)，廠用電率按照2%，凈殘值率按照5%，電站投產(chǎn)運(yùn)行期按20年計(jì)算，得到Cod_p=0.42元/kWh。
（2）微型燃機(jī)發(fā)電總投資成本Cod_g
按照目前微型燃機(jī)造價(jià)，100kW燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)總投資大約為14000元/kW，微燃機(jī)只是白天平滑光伏曲線運(yùn)行，年平均運(yùn)行時(shí)間按照1500h計(jì)，廠用電率按照2%，凈殘值率5%，折舊20年計(jì)，按照光伏總投資成本同樣的算法，可以得到Cod_g=0.485元/kWh。
綜合光伏和微燃機(jī)的投資成本，并按照比例得出：
Cod=97%×0.42+3%×0.485=0.422元/kWh。
2.2燃料成本Cof
（1）光伏電站燃料成本Cof_p
由于光伏電站主要是利用太陽能發(fā)電，除了光伏組件每年有少許損失外，幾乎無發(fā)電成本，而光伏組件每年的衰減已經(jīng)在光伏年平均利用小時(shí)數(shù)中考慮，所以光伏電站燃料成本可以忽略。
（2）微型燃機(jī)發(fā)電燃料成本
燃?xì)獍l(fā)電燃料費(fèi)用不僅與天然氣價(jià)格有關(guān)，還與發(fā)電機(jī)組供電效率等因素有關(guān)。根據(jù)1kWh輸出電力=3.6 MJ，微型燃機(jī)發(fā)電燃料費(fèi)用可表示為：
Cof_p=(((1×3600/4.1868)/Q)/η)×Pg(3)
其中，Cof_p是電站燃料成本（元/kWh）；Q是天然氣發(fā)熱量（kcal/m3）；η是機(jī)組供電效率（%）；Pg是天然氣市場(chǎng)價(jià)格（元/m3）。
同時(shí)，微型燃機(jī)發(fā)電還有除了大部分的發(fā)電原料天然氣費(fèi)用外，還包括少部分的水費(fèi)和材料費(fèi)。根據(jù)相關(guān)工程數(shù)據(jù)資料顯示，水費(fèi)和材料費(fèi)占燃料費(fèi)比重極低，約為0.008元/kWh。
按照目前天然氣市場(chǎng)價(jià)格2.2元/m3，天然氣熱量8500kcal/m3，100kW微燃機(jī)供電效率32%計(jì)，得出微型燃機(jī)發(fā)電燃料成本Cof_p=0.632+0.008=0.64元/kwh。
按照光伏和微燃機(jī)發(fā)電所占比重計(jì)算得出：Cof=3%×0.64=0.0192元/kWh。
2.3 運(yùn)行維護(hù)成本
光伏/微型燃機(jī)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件和微型燃機(jī)幾乎都是免維護(hù)的，光伏組件就是每隔時(shí)間進(jìn)行一次清洗，微型燃機(jī)定期加油等即可，所以該系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)成本很低，暫按照0.1元/kWh計(jì)。
綜合以上三個(gè)方面，可以得出整個(gè)互補(bǔ)系統(tǒng)的成本為Coe=Cod+Cof+0.1=0.5412元/kwh。
3 成本分析及結(jié)論
從以上分析可知，該互補(bǔ)系統(tǒng)發(fā)電成本與三個(gè)影響因素的關(guān)系最大：光伏電站動(dòng)態(tài)總投資、微型燃機(jī)投資成本和微型燃機(jī)燃料成本。本項(xiàng)目中由于微型燃機(jī)發(fā)電在系統(tǒng)中運(yùn)行小時(shí)數(shù)較少，所占比重較低，所以對(duì)系統(tǒng)成本影響不大。因此，主要影響因素在于光伏電站單位投資。
根據(jù)2012年9月國家能源局的《關(guān)于申報(bào)分布式光伏發(fā)電規(guī)?；瘧?yīng)用的通知》，國家對(duì)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目實(shí)行單位電量定額補(bǔ)貼政策，補(bǔ)貼金額可能為0.4~0.6元/kwh，如果分布式發(fā)電的銷售電價(jià)為0.6元/kwh的話，互補(bǔ)系統(tǒng)能有0.459元/kwh的收益，互補(bǔ)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好。如果沒有政府補(bǔ)貼的話，互補(bǔ)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較差。
因此，在目前政府對(duì)分布式光伏發(fā)電有補(bǔ)貼的情況下，建設(shè)分布式光伏/微型燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上是可行的。同時(shí)，隨著技術(shù)進(jìn)步，光伏發(fā)電單位投資的下降，也會(huì)降低整個(gè)電站的成本，從而慢慢實(shí)現(xiàn)光伏平價(jià)上網(wǎng)。
參考文獻(xiàn)
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