金仲鉑　汪凡寬

【摘 要】在倡導(dǎo)綠色能源消費(fèi)，節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，分布式光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用有著廣闊的前景和發(fā)展空間，本文介紹了分布式光伏發(fā)電技術(shù)原理及系統(tǒng)組成，對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)部分地區(qū)的應(yīng)用情況和國(guó)家補(bǔ)貼鼓勵(lì)政策進(jìn)行調(diào)查，分析投資收益的經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能減排效果、推廣的意義等。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電；系統(tǒng)原理；應(yīng)用情況；效益分析

引言

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。分布式光伏發(fā)電是指采用光伏組件，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)，目前應(yīng)用最廣泛的是建在建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)許多地區(qū)均有應(yīng)用，部分公司的產(chǎn)品服務(wù)逐步成熟，用戶投資安裝使用方便。對(duì)投資收益等情況進(jìn)行科學(xué)分析，有利于該技術(shù)的推廣使用。

一、分布式光伏發(fā)電技術(shù)原理

光生伏打效應(yīng)就是當(dāng)半導(dǎo)體材料受光照時(shí)，半導(dǎo)體材料內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓（叫做光生電壓），使PN結(jié)短路，就會(huì)產(chǎn)生電流。1954年美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)能電池，誕生了將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。

二、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

分布式光伏發(fā)電在用戶場(chǎng)地附近建設(shè)，通過支架高性能的太陽(yáng)能電池組件集中安裝在屋頂上，經(jīng)過串并聯(lián)后組成太陽(yáng)能電池方陣，太陽(yáng)能電池方陣吸收太陽(yáng)光并產(chǎn)生直流電，通過控制器供直流負(fù)載使用或給蓄電池充電，經(jīng)過逆變器可轉(zhuǎn)化為供家用電器使用的交流電，剩余電能可以賣給電網(wǎng)公司獲得相應(yīng)的電價(jià)收入。該類項(xiàng)目必須接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)一起為用戶供電。

電池方陣：在光生伏特效應(yīng)的作用下，太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)換的器件。太陽(yáng)能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池三種。

控制器：能控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，具有溫度補(bǔ)償、光控、時(shí)控等功能，同時(shí)對(duì)蓄電池有充放電保護(hù)作用。

逆變器：是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。逆變器按運(yùn)行方式，可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨(dú)立運(yùn)行逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨(dú)立負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對(duì)諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負(fù)載。

蓄電池組：其作用是貯存轉(zhuǎn)化的電能并隨時(shí)向直流負(fù)載供電。對(duì)蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長(zhǎng)；c.深放電能力強(qiáng)；d.充電效率高；e.少維護(hù)或免維護(hù)；f.工作溫度范圍寬；g.價(jià)格低廉。

三、分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用

據(jù)有關(guān)資料顯示，2011年，我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量突破3GW，2012年突破7GW。按照新的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，2013-2015年，我國(guó)每年新增的光伏裝機(jī)容量約達(dá)10GW。

筆者調(diào)查的浙江省是經(jīng)濟(jì)大省，卻是能源小省，積極開發(fā)光伏等新能源是能源發(fā)展的必然。加上國(guó)家電網(wǎng)公司一系列利好政策的出臺(tái)，在一定程度上也推動(dòng)了光伏發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)展，供電企業(yè)對(duì)居民、企業(yè)建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目開通了綠色通道，只要符合安裝條件，居民只需帶上身份證，填寫申請(qǐng)表，供電公司就會(huì)受理，而且還會(huì)派出專業(yè)人員協(xié)助施工。截止到2015年2月底，浙江累計(jì)并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目399個(gè)，裝機(jī)1799.06千瓦，242戶居民家庭“賣電”獲利47余萬(wàn)元，呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，累計(jì)受理并網(wǎng)項(xiàng)目1142個(gè)。

四、經(jīng)濟(jì)效益的分析與評(píng)價(jià)

目前，決定我國(guó)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目效益好壞因素很多，最主要是當(dāng)?shù)厝照諚l件、安裝成本、配套補(bǔ)貼、電價(jià)等因素。因其輸出功率相對(duì)較小、污染小等特點(diǎn)，而被業(yè)內(nèi)寄予厚望。

漢能控股有限公司成立于1994年，是全球化的清潔能源跨國(guó)公司。漢能在四川，浙江，安徽等地投資建設(shè)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地，推廣分布式光伏發(fā)電，以漢能公司產(chǎn)品為例展開經(jīng)濟(jì)效益分析。

日照時(shí)間對(duì)于成本電價(jià)的影響

按照回收期10年。假設(shè)單位裝機(jī)成本為10000元/KW，則不同的滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)間所對(duì)應(yīng)的成本電價(jià)見表1。

可見，年滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)間對(duì)于成本電價(jià)的影響非常大。通常年滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)間與日照時(shí)間是直接相關(guān)的。但是，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式、系統(tǒng)參數(shù)對(duì)年滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)間的影響都很大。

如果全部采用自有資金投入，投資回收期設(shè)定在6到7年，目前的光伏發(fā)電成本電價(jià)為0.59元/度，投資回收期的設(shè)定對(duì)于光伏發(fā)電的成本電價(jià)的影響也是巨大的。

除此之外，一個(gè)裝機(jī)容量為3千瓦的小型分布式發(fā)電系統(tǒng)，年發(fā)電量為3650度，25年即可發(fā)電91250度，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤36.5噸，減排二氧化碳94.9噸，減排二氧化硫0.8噸。

結(jié)論：應(yīng)用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)是利國(guó)利民的好事，既減少了對(duì)環(huán)境的污染，又提高了可再生能源的利用價(jià)值。電網(wǎng)公司要積極開展光伏發(fā)電接入電網(wǎng)相關(guān)研究，健全并網(wǎng)服務(wù)體系，提供準(zhǔn)確電能計(jì)量，及時(shí)結(jié)算電費(fèi)，支付補(bǔ)貼，推動(dòng)分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用。

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