（常州天合光伏发电系统有限公司 213000）
摘要：现如今，全球能源危机已经形势逼人，作为一种能量巨大的可再生能源，太阳能并网光伏发电系统已经在全球范围内得到了广泛应用，我国更是如此。作为世界上消耗能源量偏高的国家，我国一直在积极开发新能源，太阳能就是其中最受瞩目的一种。若是能够将到达地球表面千分之一的太阳能转变为电能，即便转变率仅仅达到百分之五，那么也能供应世界目前所消耗能源的40倍能源。因此，相关工作人员应当进一步研究光伏发电系统，本文以屋顶光伏发电系统为例，简要探讨其经济效益以及环境效益，希望能够为相关人士提供一定的借鉴和参考。
关键词：屋顶光伏发电系统；经济效益；环境效益；Pvsyst仿真
我国人口密度过大，然而土地紧缺，想要充分利用太阳能进行发电，就要将屋顶利用起来，创造屋顶光伏发电系统，进而合理替代地面光伏电站，解决土地面积不足的问题。然而，在实际应用过程中，因为屋顶光伏发电系统需要在前期投入大笔资金进行建设，同时很难计算其具体收益，该系统在推广过程中遇到了一些麻烦，因此，必须找出一种更为先进的分析方法对系统的经济、环境效益进行有效分析。
一、屋顶光伏发电系统概述
屋顶光伏发电系统包括以下几个重要组成部分：并网逆变器、光伏组件、远程监控系统、直流汇流箱、光伏组件、交流配电装置以及计量装置。其中最为重要的组成部分就是光伏组件，目前主要类型有非晶薄膜以及晶体硅两种，前者体积小，转换率为6%足有，能够在玻璃、不锈钢以及塑料等材料上附着，厚度极低隔热保温性能好；后者体积相对较大，抗老化性能好，耐火性好，光电转换率可以达到17%，安装方便，能够抵抗恶性天气，寿命长。
如下图1所示，为屋顶光伏发电系统的工作原理示意图。太阳能电池组件在屋顶受到阳光照射时，光伏组件会产生直流电，直流电通过逆变器能够转变为交流电，进而直接驱动外部电器。若是出现阴雨天气或到了晚上，系统电能不足，为了保证其正常使用，相应的该系统需要添加保护系统以及防雷系统、通信系统。
三、以某高层住宅屋顶光伏发电系统为例——分析屋顶光伏发电系统的经济、环境效益
某高层住宅屋顶安装了光伏发电系统，其使用面积大约240平方米，装机容量为20kWp，所处地区太阳一年的辐射总量约为5334.18MJ/m，每年日照时间约为3218.81小时，属于太阳能资源丰富区域。该系统固定安装，电池朝南，倾角设计为35度，电池组件采用多晶硅，尺寸为1640×992×35mm3。转换效率为16.4%，使用寿命设定为20年。
进行系统安装过程中，由于不同设备会因为装机容量的变化而导致成本发生改变，本次项目中的系统能够并入到小区局域电网中，不需要储能，因此q5=0，q1-q4分别取值5000、1500、1000以及500，k取值0.9。
运行维护以及设备更换成本中的系数分别设定为j1=0.005，j2=0.2。
该地区电价是0.49元/千瓦时，政府补贴为0.42元/千瓦时，同时省级财政部门还会给予建设补贴，为一次性1元/W。年衰减率设定为5%,运行周期20年。
应用Pvsyst软件对本项目的经济效益进行分析，将各项参数带入模拟系统中，最终得出年发电量，该值为27894千瓦时。参考上述计算公式，可以得出该系统的经济收益。系统净现值为14239元，单位供电成本为0.51元/千瓦时，与电价只差为0.02元/千瓦时。综合参考政府补贴，该系统的经济收益指标与传统电网之间差别不大，并不会造成经济负担。
通过计算，可知该系统初始能量消耗大约为59406千瓦时，而发电量是507504千瓦时，根据供电耗煤价格计算，本系统能够在使用周期内节约用煤175t左右，那么减少污染物排放的总量为：烟尘2975千克、二氧化碳465850千克、二氧化硫3850千克。经计算，单位减排成本约为2.7元/Wp。
结语
屋顶光伏发电系统在使用过程中能给个减少污染，环境效益显著，同时具有一定的经济效益，在城市工作生活中适合广泛推广应用。
参考文献
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[2]廖世凯,李琛. 太阳能屋顶光伏发电系统设计及效益分析[J].通信电源技术,2014（6）.
[3]李晓伟,李昭刚,谈文松,张传洋.基于3kW分布式光伏发电系统的经济社会效益研究[J].绿色科技,2015（04）.
论文作者:缪泽芳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/26
标签：系统论文; 光伏论文; 屋顶论文; 效益论文; 经济论文; 太阳能论文; 环境论文; 《电力设备》2017年第3期论文;