河北省电力勘测设计研究院 河北石家庄 050031
摘要：随着社会经济的飞速发展 能源供需矛盾和环境问题压力将会进一步显现 能源结构也将面临重大挑战 目前全球化石能源日渐紧缺 核电的发展又受到核能安全的制约能源问题日益成为制约社会经济发展的瓶颈 能源压力越来越大 大力发展可再生能源已成为我国经济发展的当务之急。
关键词：光伏发电；火电厂；嵌入式
前言
在全球节能减排、能源安全的巨大挑战下，发展可再生能源成为推动后危机时代经济转型、 发展低碳经济的重要手段。太阳能作为可再生 最原始 最安全 最环保 最直接的新能源 越来越受到人们的青睐。随着新技术 新材料的发展 人类对太阳能的利用水平越来越高 太阳能光伏发电在我国已受到前所未有的重视 正成为我国可再生能源的一支生力军。
1光伏发电原理
太阳能光伏发电系统是利用以光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统白天 光伏电池组件接收太阳光后 其半导体内产生电极性相反的电子 空穴对 即光生载流子 这些载流子被半导体P-N 结所产生的静电场分离 并分别被光伏电池的正 负极所收集 同时在外电路中产生电流 从而获得电能 这些电能一部分供给直流或交流负载工作 另一部分多余的电量可通过防反充二极管给蓄电池组充电 在夜晚或阴雨天 光伏电池组件无法工作时 蓄电池组供给直流或交流负载工作。
分布式光伏电站是有别于集中式光伏电站，其直接接入配电网，发电用电并存，且尽可能地就地消纳，不接入高压输电系统。国内随着智能电网建设的持续推进，光伏发电技术也日益成熟，其发电成本持续降低。如在火电厂内，可在建筑物顶部和朝南侧墙面嵌入式布设光伏发电设备，可充分利用火电厂内现有的建筑物、电气系统和技术人才。
2我国电发电技术现状
目前，我国光伏发电运营模式主要以光伏电量全额上网的统购统销模式为主，其次是电源投资方与用户不是同一法人的合同能源管理模式，用户自建的自发自用模式应用最少。从投资主体来看，统购统销模式以发电集团和光伏电源生产企业为主；合同能源管理模式主要是国家支持的金太阳工程以工业园区、高新科技园区、经济开发区、集中应用示范区为主；自发自用模式主要是国家支持的金太阳工程，以楼宇示范项目、校园、生态城和工业用户为主。
我国面临三大战略挑战：第一，环境污染和大气环境恶化；第二，一次能源面临枯竭的远景，人类必须寻求替代能源；第三，从能源供给安全的角度看，能源结构从以煤炭和石油为主向以可再生能源、核能等清洁能源转移的需求。在此背景下，本文对分布式光伏发点在火电厂中嵌入式应用的主要影响因素和可行性分别进行分析，以河北某电力火电厂为例。
3.影响分布式光伏发电在火电厂中嵌入式应用的主要因素
以下从政策、环保、安全、技术、经济五方面收集汇总影响光伏发电在电厂中用的主要因素，详情见表1。
4.项目可行性分析
4.1安全分析
分布式光伏设施在电厂内建设及施工过程中主要牵涉到四方面安全问题，一是火电厂内粉尘对光伏发电板运行安全的影响;二是光伏发电板反射光对电厂运行巡检存在潜在危险;三是光伏发电过程中辐射情况;四是光伏设施对屋面承载力的影响，分别如下:
粉尘影响，粉尘多，可以定期清洗;
反射光污染，可以采用减反射结构使光污染减小;
辐射和噪声，辐射强度相当于家用电器，几乎无影响;
屋顶承载力，屋面何在增加约30kg/㎡。
4.2 环境影响分析
光伏电站的建设及运行不会排放污染物，对当地环境无负面影响，与火电相比，1MW光伏电站可节省标煤以及污染物指标如下：
标煤585t，二氧化碳2100t，二氧化硫0.47t，NOx8.25t，烟尘2.8t，因此分布式光伏店长对环境无负面影响，且环保效果显著。
光伏发电本身设备简单，所需并网设备包括汇流箱、逆变器、箱式变压器，且光伏发电系统成熟稳定，使用过程中运行维护简单。利用火电厂内现有的管理和技术人员完全可以维护分布式光伏发电设备的正常运行，因此技术上可行。
4.4 经济分析
1)估算可装机容量
以某电力有限公司为例，可利用建/构物包括办公楼、职工宿舍楼、餐厅、化水楼、锅炉补给水楼、工业废水楼、中水楼、循环水泵房、生活消防水泵房、主厂房、输煤栈桥沿线等，利用上述建/构物的屋面和朝南侧墙面。屋顶及墙面可利用总面积经折减门窗、光伏发电板间距、屋顶及墙面设施后为33447.4m2。根据相关统计资料，建设单位兆瓦装机容量的分布式光伏电站需占地面积约30亩，因此本项目可装机容量约1.672MW。
2)估算发平均电小时数
我国对光资源地区分类为三类，年日照小时数为2200-3000h，标准光照下年平均日照时间(小时)为3.8~4.45h，结合同地区光伏电站情况，确定采用年平均日照小时数为1260h。
3)计算年收益
根据本项目拟装机容量及年平均日照小时数，计算出年均发电量为210.61万kW˙h。
对于分布式光伏电站，河北省给予发电运行前三年电和三年后电价补贴分别为0.60元/kW˙h、0.42元/kW˙h。且给予的优惠税率为17%。
河北省火电厂上网基准价估算为0.4元/kW˙h，在不考虑上网基准价变动的基础上，估算前三年年均收益为174.81万，三年后年均收益为145.09万。
4)计算经济指标
根据光伏发电建设费用统计指标，光伏电站单位兆瓦投资约700 ~ 900万，其中征地费占总投资的20~30%。因此估算分布式光伏电站单位兆瓦投资为500万。
光伏电站年运行维护费为总投资的0.5%-1%，本项目拟采用项目总投资的0.5%。
光伏电站设计寿命25年，社会折现率均为7%。
最终计算得到该电厂内布设分布式光伏电站的各项经济指标见表2。
论文作者:王杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
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