宋云華

摘要： 廣東省發(fā)展光伏發(fā)電具有巨大優(yōu)勢(shì)和潛力，尤其是光伏產(chǎn)業(yè)上升為國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)后，廣東迎來(lái)了光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇。本文以廣東某漁業(yè)光伏項(xiàng)目為例并分析了該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益，為漁業(yè)光伏發(fā)電的發(fā)展提供了一定參考。

Abstract： The development of photovoltaic power generation in Guangdong province has great potential and advantages， and especially while the photovoltaic industry has risen to a national strategic emerging industry， Guangdong ushered in an important strategic opportunity for the development of photovoltaic industry. This paper takes the Guangdong fishery photovoltaic project as an example and analyzes the economic and environmental benefits of the project， providing a reference for the development of photovoltaic fishery power.

關(guān)鍵詞： 光伏發(fā)電；戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)；漁光互補(bǔ)

Key words： photovoltaic power generation；strategic emerging industries；fishing light complementary

中圖分類號(hào)：F426；TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）07-0103-02

0 引言

漁光互補(bǔ)是在魚塘上建立光伏發(fā)電站，水體養(yǎng)魚和水面發(fā)電同時(shí)進(jìn)行，既可保證養(yǎng)殖用電需求，提高養(yǎng)殖管理水平，有效利用土地資源，又可破解光伏發(fā)電用地困局，達(dá)到增加收入，節(jié)能減排的目的，從而使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)與光伏發(fā)電互相促進(jìn)，互相發(fā)展。目前廣東地區(qū)已有多地開展?jié)O光一體化的模式探索。大規(guī)模下部養(yǎng)殖、上部發(fā)電的項(xiàng)目，可以集養(yǎng)殖、發(fā)電、旅游、休閑、垂釣、餐飲等各種優(yōu)勢(shì)集于一身，為各大項(xiàng)目提供良好的生產(chǎn)模式。

1 漁光互補(bǔ)光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理

農(nóng)業(yè)光伏是光伏電站開發(fā)投資與農(nóng)業(yè)開發(fā)投資運(yùn)營(yíng)的跨界合作項(xiàng)目，它包括光伏農(nóng)業(yè)大棚與“漁光互補(bǔ)”兩項(xiàng)重要內(nèi)容。其中，光伏農(nóng)業(yè)大棚利用的是農(nóng)業(yè)大棚的棚頂放置太陽(yáng)能板發(fā)電，而“漁光互補(bǔ)”則是利用魚塘水面或?yàn)┩繚竦兀瞎夥M件進(jìn)行發(fā)電。在豐富的養(yǎng)殖水面上架設(shè)光伏組件進(jìn)行發(fā)電，形成“上可發(fā)電、下可養(yǎng)魚”的創(chuàng)新發(fā)展模式，既能充分利用空間、節(jié)約土地資源，又能利用光伏電站調(diào)節(jié)養(yǎng)殖環(huán)境，還能優(yōu)化地區(qū)能源結(jié)構(gòu)、改善環(huán)境，并可提高單位魚塘產(chǎn)量、增產(chǎn)增收，在水產(chǎn)養(yǎng)殖和光伏產(chǎn)業(yè)上實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域共享。這種模式，即被稱為“漁光互補(bǔ)”模式。

2 漁業(yè)光伏項(xiàng)目發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目所在地資源條件

項(xiàng)目選址廣東省臺(tái)山市，臺(tái)山市位于廣東省南部偏西地區(qū)，緊鄰南海，年日照時(shí)數(shù)平均約為2006h，年均太陽(yáng)總輻射量為4923.34MJ/m2，屬于資源豐富區(qū)，適宜建設(shè)光伏電站。場(chǎng)址地形環(huán)境較好，周圍無(wú)高山遮擋，光線充足，項(xiàng)目場(chǎng)址為光伏建設(shè)合法用地。

2.2 工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模分析

從能源資源利用、電力系統(tǒng)需求情況、項(xiàng)目開發(fā)條件等方面綜合分析，均有利于工程的建設(shè)，因此本項(xiàng)目規(guī)劃容量為100MWp，進(jìn)行分期開發(fā)，一期開發(fā)規(guī)模為50MWp。本項(xiàng)目新建一座110kV升壓站，升壓站內(nèi)生產(chǎn)樓、綜合樓及110kV母線、出線間隔本期一次建成，預(yù)留二期主變、二期主變進(jìn)線間隔、SVG及35kV開關(guān)柜位置。

2.3 漁業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的選型設(shè)計(jì)

2.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成

光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池組件和其他輔助設(shè)備將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的系統(tǒng)。光伏組件先經(jīng)直流匯流，匯流后接入直流配電柜，直流配電柜輸出接入光伏逆變器的輸入端，逆變器的輸出端接入升壓變壓器的低壓側(cè)。各升壓變壓器輸出經(jīng)集電線路匯流后，送至 110 kV 升壓站升壓。升壓站 110 kV 側(cè)采用線單母線接線形式。光伏發(fā)電系統(tǒng)見圖1。

2.3.2 光伏組件的選擇

考慮到本項(xiàng)目位于水面，且晶硅組件在該地區(qū)已廣泛地應(yīng)用，故本項(xiàng)目選用60片多晶硅270Wp光伏組件，市場(chǎng)價(jià)格大約是3-4元。

光伏陣列的安裝傾角對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率影響較大，對(duì)于固定式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，一般選擇最佳傾角按GB50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，傾角應(yīng)為

Q傾=20°-2° （1）

光伏組件串聯(lián)數(shù)量計(jì)算，利用GB50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中組串計(jì)算公式：

式中：N——光伏組件串聯(lián)數(shù)（N 取整）；

t——光伏組件工作條件下的極限最低溫度（℃）；

t′——光伏組件工作條件下的極限最高溫度（℃）；

K′v——光伏組件工作電壓溫度系數(shù)；

Kv——光伏組件開路電壓溫度系數(shù)；

Vpm——光伏組件工作電壓（V）；

Voc——光伏組件開路電壓（V）；

Vmppt max——逆變器MPPT 電壓最大值（V）；

Vmppt min——逆變器MPPT 電壓最小值（V）；

Vdcmax——逆變器允許最大直流輸入電壓（V）。

計(jì)算中各系數(shù)取值參數(shù)，Vmppt min =450V，Vmpptmax =850V，Vpm =31.95V，K′v=-0.41%/℃，t′=38.3℃，t=-0.1℃，經(jīng)初步計(jì)算，串聯(lián)光伏組件數(shù)量N為：13≤N≤24。

結(jié)合逆變器最佳輸入電壓和光伏組件工作環(huán)境等因素綜合分析，最終確定本項(xiàng)目選用晶硅光伏組件的串聯(lián)數(shù)為24塊/串。按上述最佳光伏組件串聯(lián)數(shù)，270Wp 多晶硅光伏每一路組件串聯(lián)的額定功率容量對(duì)應(yīng)于所選630kW 逆變器的額定功率計(jì)算，多晶硅光伏組件計(jì)算并聯(lián)的路數(shù)為111路。

2.3.3 逆變器功率的選擇

結(jié)合《國(guó)家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的及其它相關(guān)規(guī)范的要求，選型主要考慮單臺(tái)容量大，轉(zhuǎn)化效率高，具有低電壓耐受能力直流輸入電壓范圍寬，最大功率點(diǎn)，跟蹤輸出電流諧波含量低、功率因數(shù)高等指標(biāo)。根據(jù)前述選型原則，考慮到本項(xiàng)目為漁光互補(bǔ)項(xiàng)目，光伏支架一致性好，且場(chǎng)址區(qū)為鹽霧和高濕環(huán)境，選用630kW/臺(tái)的集中式逆變器。

3 經(jīng)濟(jì)環(huán)保效益分析

本工程總裝機(jī)容量 50 MW，一次建成。建設(shè)期為 8 個(gè)月，生產(chǎn)運(yùn)行期為 17 年，工程靜態(tài)投資 41393.27 萬(wàn)元，工程動(dòng)態(tài)總投資 42097.98 萬(wàn)元。從表1可以看出，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，機(jī)電設(shè)備及安裝工程費(fèi)用占初投資的比例較大，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，要合理選擇電池組件、機(jī)電設(shè)備的類型與數(shù)量，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，盡可能地節(jié)約初期成本。

3.1 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)所選工程代表年傾斜面上各月平均太陽(yáng)總輻射量，計(jì)算出光伏陣列峰值日照小時(shí)數(shù)及發(fā)電量，電站建成后第一年上網(wǎng)發(fā)電量為 5468.46 萬(wàn)kWh。在運(yùn)行期 17 年內(nèi)的年平均發(fā)電量為 5172.69 萬(wàn)度，年利用小時(shí)數(shù)為 1030.0h。根據(jù)發(fā)改價(jià)[2015]3044號(hào)《國(guó)家發(fā)改委關(guān)于完善陸上風(fēng)電光伏發(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)政策的通知》的規(guī)定，本項(xiàng)目運(yùn)行期前17年標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià) 0.98 元/kWh在計(jì)算期內(nèi)發(fā)電收入總額為 86177.0 萬(wàn)元，項(xiàng)目投資回收期為11.7 年，全部投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）5.71%，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為7.49%，發(fā)電總利潤(rùn)為14706.9萬(wàn)元?？紤]到后期業(yè)主協(xié)調(diào)落實(shí)土地可以續(xù)租為25 年，如果能電站運(yùn)行期能達(dá)到25 年，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率可以高于基準(zhǔn)收益率8%，電站是具有較好收益能力。

3.2 項(xiàng)目環(huán)保效益分析

由于世界范圍內(nèi)能源的稀缺，國(guó)家支持和鼓勵(lì)各類非化石能源進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，包括海洋能、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等。在該政策支持下，再加上日益興起的環(huán)保概念和政策，太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源開始受到人們的廣泛關(guān)注，越來(lái)越多的單位開始建設(shè)開發(fā)光伏電站，其不僅能夠有效地減少常規(guī)能源特別是煤炭資源的消耗，還能夠有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。本項(xiàng)目運(yùn)行期多年平均發(fā)電量為 5172.69 萬(wàn) kWh，按照火電煤耗（標(biāo)準(zhǔn)煤）318g/kWh，建設(shè)投運(yùn)每年可節(jié)約標(biāo)煤 1.64萬(wàn)t，相應(yīng)每年可減少多種大氣污染物的排放，其中減少二氧化硫排放量約 183.37t，二氧化碳約 4.93萬(wàn) t，一氧化碳約 4.32t，二氧化氮約 189.26t，煙塵約 221.51t，對(duì)減輕環(huán)境污染有一定的促進(jìn)作用。

3.3 其它社會(huì)效益分析

光伏電站除了能夠作為電網(wǎng)給地區(qū)提供電力支持，具有經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益外，還具有很強(qiáng)的社會(huì)效益，這是因?yàn)楣怆妶?chǎng)本身也可成為旅游景點(diǎn)，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展。本漁光互補(bǔ)并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目的開發(fā)，可提高當(dāng)?shù)貪O民收入，提高其生活水平，同時(shí)可促進(jìn)地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，如建材、交通、設(shè)備制造業(yè)的大力發(fā)展，在很多方面都能夠產(chǎn)生積極的作用，比如促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展、擴(kuò)大就業(yè)等，從而帶動(dòng)和促進(jìn)地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。

4 結(jié)束語(yǔ)

①魚塘互補(bǔ)光伏技術(shù)在增加我國(guó)缺能地區(qū)的能源供應(yīng)量，降低生產(chǎn)、生活用能造成的環(huán)境污染，在提高生產(chǎn)力的同時(shí)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增收、增加就業(yè)機(jī)會(huì)等方面將會(huì)發(fā)揮更大的作用。太陽(yáng)能是可再生的、清潔的能源，開發(fā)太陽(yáng)能符合國(guó)家節(jié)能、環(huán)保政策，光伏電站的建設(shè)開發(fā)能夠有效減少常規(guī)能源尤其是煤炭資源的消耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，努力創(chuàng)建一個(gè)適宜人類居住的生活環(huán)境。

②漁業(yè)光伏發(fā)電項(xiàng)目目前具有較高的上網(wǎng)電價(jià)，項(xiàng)目投資回收期為11-13 年（尚未考慮漁業(yè)收入），后期的十幾年為純收益期。因此，漁業(yè)光伏發(fā)電有較好可行性。但根據(jù)《國(guó)家發(fā)改委關(guān)于調(diào)整光伏發(fā)電陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的通知》（發(fā)改價(jià)格[2016]2729）規(guī)定，2017年6月30日以后投產(chǎn)的光伏項(xiàng)目，Ⅲ類資源區(qū)上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)下調(diào)至0.85元/kWh，因此建議本項(xiàng)目抓緊建設(shè)，并努力控制投資成本，爭(zhēng)取 2017 年 5 月建成投產(chǎn)確保獲得現(xiàn)有電價(jià)，避免2017年后執(zhí)行下調(diào)后的電價(jià)，有效控制項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)。

③通過節(jié)能環(huán)保效益分析發(fā)現(xiàn)，年可節(jié)約標(biāo)煤 1.64萬(wàn)t，二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、煙塵排放量分別減少約 183.37 t、4.93萬(wàn)t、 189.26 t、 221.51 t，而光伏發(fā)電系統(tǒng)一般的使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年 因此其節(jié)能減排的效果還是非常明顯的。本項(xiàng)目工程建成投產(chǎn)后對(duì)解決地區(qū)電網(wǎng)缺電問題，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活水平、提高能源利用效率、改善環(huán)境都將具有深遠(yuǎn)意義。

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