歐陽達 侯創(chuàng) 竇海林

摘 要：

太陽能作為一種可持續(xù)利用的清潔能源，是理想的可再生能源選擇。利用太陽能光伏發(fā)電，有助于解決我國農(nóng)村及偏遠地區(qū)的用電問題。為此，主要介紹了我國農(nóng)村及偏遠地區(qū)光伏發(fā)電的應用現(xiàn)狀及所存在的問題。

關鍵詞：

太陽能;光伏發(fā)電;農(nóng)村及偏遠地區(qū)

中圖分類號：

TB

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198（2014）24-0213-01

0 前言

太陽能光伏發(fā)電直接將太陽光能轉換成電能，是一種沒有污染、不需要燃料，可以直接獲取電能的高新技術，是太陽能利用方式中最具有應用前景的技術之一。為了實現(xiàn)能源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，世界各國均將光伏發(fā)電作為發(fā)展的重要項目之一。根據(jù)國際能源權威部門所發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球常規(guī)能源可開采量已經(jīng)屈指可數(shù)，其中太陽能的儲存量遠遠超過了煤、石油、天然氣等的儲量，從長遠方面來看，太陽能將是人類未來能源的主要來源，其在能源供應中的作用顯得尤其重要。現(xiàn)在所廣泛使用的獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有很多其他供電方式所不可比擬的優(yōu)勢，在今后的幾十年時間里，太陽能源時代的行將來臨，對我國現(xiàn)代化來說是千載難逢的機遇。本文介紹了太陽能光伏發(fā)電在農(nóng)村發(fā)展的應用現(xiàn)狀及所存在的問題，并提出了建議及其展望。

1 在農(nóng)村發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的必要性

在我國的西部，部分地區(qū)能源極其頻乏，一些農(nóng)村和偏遠山區(qū)，其供電量嚴重不足。多數(shù)農(nóng)村供電用戶都遠離電網(wǎng)，交通不便，住戶分散居住，而高壓輸電的建設費用每公里10-13萬元，導致架設供電線路的成本很高。由于農(nóng)村地域大，地形復雜，使農(nóng)電工管理起來相當?shù)睦щy，并且供電網(wǎng)絡的維修維護費用很高，加上供電線路較長，電網(wǎng)負荷密度小，造成電網(wǎng)資源的有效利用率很低，從而導致有的農(nóng)村電力網(wǎng)8-20kV配電線路，平均每公里每年的送電量卻只有城市電力網(wǎng)的1/25左右。農(nóng)村供電主要用來滿足農(nóng)村的居民生活和生產(chǎn)用電，其中最主要的是照明，小型家電，以及農(nóng)用灌溉。農(nóng)村電力網(wǎng)由于供電自然功率因數(shù)低，而且用電季節(jié)性強，所以在農(nóng)村進行常規(guī)電網(wǎng)延伸很不現(xiàn)實也很不經(jīng)濟。這也是農(nóng)村供電成本一直居高不下的本質(zhì)原因。

農(nóng)村電網(wǎng)線損嚴重。首先，農(nóng)村電力網(wǎng)絡以10kV配電網(wǎng)絡為主，10kV配電網(wǎng)絡的三相負荷很容易分配不均，增大中性線的電流，導致供電傳輸出現(xiàn)比較大的損耗。農(nóng)村電網(wǎng)中多數(shù)為低壓線路，沒有足夠的功率補償功能。其次，在設計上，農(nóng)村電網(wǎng)存在很多問題，變壓器選擇不合理、線路利用率不高、電網(wǎng)建設中使用劣質(zhì)產(chǎn)品等導致供電系統(tǒng)中出現(xiàn)嚴重的漏電問題。

通過上述我們可以看到，在我國農(nóng)村及一些偏遠地區(qū)，依靠電網(wǎng)延伸將“光明”輸送到農(nóng)民家中已經(jīng)變得不現(xiàn)實也不經(jīng)濟，尋找更加經(jīng)濟和快捷的供電方式才是重中之重。

2 在農(nóng)村發(fā)展太陽能的優(yōu)越性

我們以太陽能光伏發(fā)電技術中的太陽能照明為例，來說明光伏發(fā)電在農(nóng)村實施的優(yōu)越性。首先，在安裝設計方面。太陽能電池可以選擇最佳的安裝傾角，使一年中接收到盡可能多的太陽輻射能，農(nóng)村沒有高樓林立，可以大面積的吸收太陽能。光源的選擇對太陽能燈來說也很重要，要考慮價格、光效、壽命、可靠性、功率等多個因素，目前市場上廣泛使用的是節(jié)能燈LED，它的光效可達到30～50 Lm/W，比傳統(tǒng)的高壓鈉燈更省電，高壓鈉燈的驅(qū)動有電感式和電子式，電感式效率小于60%，電子式效率小于80%，屬于熱電源，能把熱量輻射出去，而LED的驅(qū)動可輕松做到90%以上，且電路穩(wěn)定。LED路燈的工作電壓在安全電壓范圍內(nèi)，不需要做電氣保護接地。

其次，在造價與效益方面。太陽能路燈系統(tǒng)采用的是太陽能發(fā)電，無耗電成本費用。設備更新費用主要集中在燈具更新費用上，雖然LED比高壓鈉燈成本高，但高壓鈉燈與LED燈的壽命比約為1∶10，高壓鈉燈更換10次，LED燈只需更換1次，對于偏遠的農(nóng)村來說，使用后期的維修、維護變得很容易簡單，在第一個使用周期內(nèi)，太陽能路燈系統(tǒng)就已經(jīng)顯現(xiàn)出了經(jīng)濟上的優(yōu)勢。

最后，在鋪設費用和耗電方面，太陽能LED路燈不需要鋪設電纜、消耗電能，并且區(qū)域越大，布置安裝的數(shù)量就越多。不但減輕了區(qū)域內(nèi)的能源負擔，同時也減少了煤的使用和CO2的排放，對環(huán)境和社會都產(chǎn)生了巨大的效益，實現(xiàn)真正的無污染綠色照明。

國際能源部門預測，到2020年，在世界電力生產(chǎn)中，太陽能光伏發(fā)電所占的比例將達到1%，2050年可以達到約25%。由此可以斷言，光伏發(fā)電將逐步成為電力能源結構中重要的一部分組成。在當今時代，掌握了太陽能發(fā)電技術，就將未來發(fā)展的主動權緊緊掌握了。因此，我們必須高度重視我國廣大農(nóng)村光伏市場的開拓、培育，促進我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步健康的發(fā)展。

3 太陽能發(fā)電在我國農(nóng)村的應用現(xiàn)狀及所存在的問題

我國從20世紀80年代起，開始對太陽能光伏電池進行開發(fā)生產(chǎn)，同時也在西部無電地區(qū)進行離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的大力推廣，其中“光明工程”和“鄉(xiāng)鄉(xiāng)通”等工程的成功實施，使我國光伏技術得到提高，并對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了積極的影響。國家在“973”和“863”等重大項目中也將太陽能電池的發(fā)展放到了首要位置。

目前光伏發(fā)電主要應用于通信系統(tǒng)以及無電地區(qū)，其中具有代表性的工程有：1998年10月，建成了西藏那曲安多縣光伏電站，這是我國最大的光伏電站;1998年，建成蘭—西—拉光纜干線工程，這是中國通信史上難度最大的工程;1996年建成了塔中4—輪南輸油輸氣管道應急保護光伏電源系統(tǒng);1995年63個國家重點援藏項目：西藏廣播電視發(fā)射接收工程，采用光伏電池供電，共建成了216套衛(wèi)視接收站。

從目前的發(fā)展趨勢來看，“送電到鄉(xiāng)”工程解決了無電鄉(xiāng)的供電問題，從2006至2010五年的時間里，大約有一萬多個無電村和一百多萬無電用戶的用電問題得到了妥善解決。截止到2011年為止，我國已經(jīng)建成了多座兆瓦級的光

伏發(fā)電站，并且起到了良好的示范效應，預計在未來10年時間里，荒漠電站的裝機量將達到13GW。展望未來，光伏發(fā)電將在我國的能源家族中起著越來越大的作用。

然而在農(nóng)村推廣光伏系統(tǒng)時，由于自身能力和設施所限，人們認為太陽能發(fā)電是一種高新技術產(chǎn)品，價格昂貴并且難操作，尤其在安全方面，缺乏常識和自我保護意識，從而認為光伏發(fā)電系統(tǒng)不好用，甚至認為該系統(tǒng)會對人有一定的危險，大大阻礙了光伏系統(tǒng)的推廣及其使用。還因為太陽能光伏發(fā)電初期投資大、控制成本高、太陽能轉化效率比較低，很容易受天氣等多重因素的影響，進一步阻礙了光伏發(fā)電的普及。我國政府己經(jīng)制定了部分法律、法規(guī)及相關的政策來鼓勵太陽能發(fā)電行業(yè)，但對新能源的規(guī)劃，包括戰(zhàn)略規(guī)劃，沒有實質(zhì)性的政府補貼和上網(wǎng)政策，雖然頒布了可再生能源法，但配套政策和措施、行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃及標準沒有落實，制約著整個行業(yè)的發(fā)展。

4 展望及建議

一些省區(qū)政府正在積極部署，實施大型的光伏發(fā)電項目。青海省力爭在“十一五”末期，使太陽能光伏發(fā)電的總裝機容量達到350MW;到2013年左右，總裝機容量達到1GW。甘肅敦煌10MW并網(wǎng)光伏發(fā)電示范工程項目預計將在2009年中旬確定中標單位后，就會投入建設，并于2010年投產(chǎn)發(fā)電。甘肅發(fā)改委希望以規(guī)?；氖袌鲂枨髱咏?0多個類似光伏發(fā)電的項目。據(jù)不完全統(tǒng)計，G瓦以上大規(guī)模的太陽能發(fā)電項目約為20個。

為了加快我國太陽能發(fā)電的應用進程，加速發(fā)展大型光伏并網(wǎng)發(fā)電，改變和優(yōu)化電力結構，做到可持續(xù)電力發(fā)展，提出幾點建議：

（1）我國應加快大型和特大型光伏電站的建設步伐，優(yōu)先支持在內(nèi)蒙古、青海、甘肅、新疆、寧夏、西藏等地選擇荒漠、戈壁、荒灘等空閑土地，來建設大型和特大型光伏電站項目，加大光伏發(fā)電的并網(wǎng)應用工程。

（2）國有電力投資和運行主體，在進一步加深對光伏發(fā)電行業(yè)了解的同時，要從改變電力供應結構，實現(xiàn)電力企業(yè)和社會可持續(xù)發(fā)展的高度，加速大型和特大型光伏電站的布局和建設。

（3）盡快出臺針對太陽能光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價法，就光伏發(fā)電市場份額作出強制性規(guī)定，就光伏發(fā)電并網(wǎng)、上網(wǎng)電價及費用分攤等作出更具體規(guī)定。同時，應逐步制訂投資、價格、補貼、加速折舊等方面的經(jīng)濟激勵政策和稅收優(yōu)惠政策。

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