史紅磊

大唐臨清熱電有限公司 山東省 252600

摘要：光伏發(fā)電是新時(shí)期符合時(shí)代特點(diǎn)的首選能源，中國(guó)相關(guān)部門(mén)出臺(tái)若干配套政策，為其市場(chǎng)發(fā)展更提供了有力支持。尤其西北地區(qū)屬于太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)，開(kāi)發(fā)潛力巨大，光伏發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展迅速。準(zhǔn)確地對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行效益評(píng)價(jià)，可以為企業(yè)投資光伏發(fā)電項(xiàng)目提供可靠的投資依據(jù)，規(guī)范光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)合理發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；效益；環(huán)境影響

引言

我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，隨著煤炭及油氣燃燒帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題和化石能源供應(yīng)的日趨枯竭，開(kāi)發(fā)清潔能源己迫在眉睫。我國(guó)政府2005年頒布的《中華人民共和國(guó)可再生能源法》明確規(guī)定將包括太陽(yáng)能、風(fēng)能在內(nèi)的可再生能源列入“國(guó)家能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域”。太陽(yáng)能是取之不盡的清潔能源，被看成是未來(lái)可再生能源利用的重要方向。本文就如何提高光伏發(fā)電項(xiàng)目的綜合效益展開(kāi)研究，希望能起到拋裝引玉的作用。

1提高發(fā)電量，增加光伏發(fā)電效益

1.1光伏組件傾斜角與發(fā)電量的關(guān)系

以往的太陽(yáng)輻射研究多關(guān)注水平面的輻射研究，對(duì)如何充分利用太陽(yáng)能，如對(duì)光伏電池接收面輻射量的研究很少，幾乎沒(méi)有對(duì)光伏組件可接收的斜面太陽(yáng)能總輻射量的觀測(cè)，缺乏對(duì)斜面上太陽(yáng)能資源狀況的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致對(duì)光伏電站發(fā)電量的估計(jì)缺乏理論依據(jù)，估算值和實(shí)際發(fā)電量差異較大。

對(duì)光伏電池而言，其光電轉(zhuǎn)換能力不僅與太陽(yáng)輻照強(qiáng)度有關(guān)，還與太陽(yáng)光的入射角度有關(guān)，只有太陽(yáng)光垂直于光伏組件時(shí)，光伏陣列的電能輸出才可以達(dá)到最佳值。在設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，首先要解決的問(wèn)題就是要確定光伏方陣的傾角，并由此估計(jì)照射到方陣面上的太陽(yáng)輻射量。即使在同一地點(diǎn)，不同傾角接收面上獲得的太陽(yáng)輻射能也有很大差異。通常情況下，固定式太陽(yáng)能光伏板與水平面成一定角度放置，以求獲得最大的太陽(yáng)輻射量，所以選擇合適的傾斜角是太陽(yáng)能工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。

1.2光伏組件傾斜角的確定

為增加電站發(fā)電量，根據(jù)實(shí)際太陽(yáng)運(yùn)行情況，太陽(yáng)高度角和方位角每時(shí)每刻均在變化，對(duì)輻射量最有效的利用方式是組件遵循“向日葵原理”，對(duì)太陽(yáng)位置變化隨時(shí)調(diào)節(jié)朝向位置，保持組件表面時(shí)刻垂直接收太陽(yáng)能輻射，方能達(dá)到太陽(yáng)能的最大化利用效果。但這一理論在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，受到組件支架的工藝水平、電站所在地的天氣狀況和支架本身耗電情況等因素影響，在實(shí)際操作時(shí)還需解決很多問(wèn)題。

影響電站實(shí)際發(fā)電量的因素不僅有各月輻射量的變化，還有實(shí)際電站運(yùn)行情況、電站電氣設(shè)備運(yùn)行情況及電網(wǎng)調(diào)節(jié)等諸多因素，還需進(jìn)行多方面的研究。

2維護(hù)光伏電站設(shè)備，增加長(zhǎng)遠(yuǎn)效益

2.1風(fēng)沙對(duì)光伏發(fā)電的影響

高海拔荒漠地區(qū)風(fēng)沙大、降水少，光伏電池表面上大量積塵，嚴(yán)重影響發(fā)電效率。電池板表面積塵主要受灰塵自身特性因素和當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境因素的影響?；覊m自身特性因素包括灰塵的粒徑、形貌、質(zhì)量和化學(xué)組成等；當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境因素包括溫度、降水量、氣流、海拔高度等。積塵對(duì)光伏發(fā)電效率有嚴(yán)重影響。

以青海地區(qū)為例，對(duì)青海地區(qū)的地表沙土和電池板表面灰塵成分、粒徑、形貌進(jìn)行了分析，電池板表面灰塵主要組成是石英和鈉長(zhǎng)石。灰塵顆粒對(duì)電池板有遮擋作用。對(duì)于單層灰塵顆粒而言，當(dāng)灰塵零散分布時(shí)，灰塵對(duì)電池板的遮擋效果為0-78.5%，當(dāng)灰塵緊密接觸時(shí)其遮擋效果為78.5%-91%；對(duì)于多層顆粒，灰塵顆粒對(duì)電池板的遮擋作用呈現(xiàn)指數(shù)變化。光伏電池板表面灰塵粒徑D為0.252-141.589μm灰塵顆粒半徑的變大和灰塵質(zhì)量或數(shù)量的增加，都會(huì)使電池板的受光面積減少，從而影響發(fā)電量。

2.2風(fēng)沙問(wèn)題的解決措施

荒漠地區(qū)的光伏電站多用水射流方式進(jìn)行除塵作業(yè)。水射流除塵的費(fèi)用低、設(shè)備簡(jiǎn)單，在除塵的同時(shí)，還降低電池板表面溫度而提高光伏發(fā)電效率。但是，這種除塵方式耗水量大、易污染光伏組件，尤其是在電池板表面會(huì)殘留一層難以清除的水垢，形成陰影區(qū)，極容易造成二次積塵。經(jīng)科學(xué)家的研究顯示，用加入表面活性劑的水來(lái)清洗電池板表面，使水呈偏酸性，以消除水垢殘留，其清潔效果最佳。

3光伏發(fā)電項(xiàng)目的環(huán)境效益

3.1節(jié)能減排、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量

一般來(lái)說(shuō)火力發(fā)電的污染主要有兩方面：一是二氧化硫，二氧化碳，灰塵等氣體污染物；二是重金屬污染?；痣姀S是以煤炭為燃料，而燃煤中含有As，Cd，Pd，Ni，Hg，Cr等多種重金屬元素，這些重金屬元素及形成的化合物會(huì)造成生物中毒且對(duì)土壤、水、空氣等產(chǎn)生污染。光伏發(fā)電是直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能不需要消耗化石燃料，在節(jié)能減排、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境方面具有積極、現(xiàn)實(shí)的意義。

3.2防風(fēng)固沙、減少水土流失

西北地區(qū)是水土流失、土地沙漠化較為嚴(yán)重的地區(qū)，經(jīng)常爆發(fā)沙塵暴天氣。而在沙漠地區(qū)及無(wú)耕種價(jià)值的閑置土地地區(qū)，大面積的覆蓋太陽(yáng)能電池板，降低了地表風(fēng)速，減緩風(fēng)沙危害，不僅可以起到防風(fēng)固沙的作用，而且提高了土地的利用率。同時(shí)，后期的植被恢復(fù)后對(duì)于控制沙塵暴、防風(fēng)固沙也具有積極的作用。

4應(yīng)用

青海省位于我國(guó)西北地區(qū)，對(duì)于光伏發(fā)電有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)：青海太陽(yáng)能資源豐富，是全國(guó)光照資源最豐富的區(qū)域之一，年日照小時(shí)不低于2250h。太陽(yáng)能資源充沛，年均輻射量介于4950一6100MJ/㎡之間，并且冰凍災(zāi)害較少，氣候適合，有利于光伏電池的運(yùn)行；光伏電站等其他設(shè)施的選址一般較為偏僻，而青海地區(qū)有大量的閑置土地及荒漠、戈壁地區(qū)用來(lái)建設(shè)光伏設(shè)施，投資較少且交通便利；西海地區(qū)是國(guó)家重要的西電東送基地，“十二五以來(lái)在國(guó)家和自治區(qū)相關(guān)政策的鼓勵(lì)下，新能源快速發(fā)展己成為本地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

本文從技術(shù)、環(huán)境的角度分析了光伏發(fā)電項(xiàng)目，通過(guò)分析指出，在國(guó)家行業(yè)支持政策逐步到位后，光伏發(fā)電企業(yè)必須充分利用太陽(yáng)能，合理設(shè)置光伏組件傾斜角，增大發(fā)電量，增加光伏發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；注重對(duì)光伏設(shè)備的維護(hù)工作，減少風(fēng)沙對(duì)光伏發(fā)電量的影響；光伏發(fā)電建設(shè)也有較大的生態(tài)效益，有利于保護(hù)環(huán)境，減少污染。

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