張卉

【摘 要】太陽能、風(fēng)能等自然能源儲(chǔ)量巨大、分布廣泛、無污染等優(yōu)點(diǎn)，被國際公認(rèn)為未來最具有競爭力的清潔能源之一，各種自然能源存在較強(qiáng)的優(yōu)缺點(diǎn)，能夠在一個(gè)地區(qū)充分利用兩種自然能源互補(bǔ)優(yōu)缺點(diǎn)達(dá)到保證供給能量是一條有利于經(jīng)濟(jì)及環(huán)保價(jià)值的新路子，有著較為廣闊的前景。

【關(guān)鍵詞】太陽能；風(fēng)能；風(fēng)光互補(bǔ)

一、概述

新疆南疆塔里木盆地屬于暖溫帶氣候，太陽年總輻射量達(dá)575～627 kj/cm，年日照約3000h，光能能源充沛。年均氣溫為9℃～11℃，氣候干燥，地表植被覆蓋率低，晝夜溫差大造成多風(fēng)沙和浮塵天氣，風(fēng)能資源也很充沛。隨著近些年裝備技術(shù)的發(fā)展成熟，發(fā)電設(shè)備進(jìn)一步小型化，發(fā)電量進(jìn)一步提高，光、風(fēng)能已有廣泛的應(yīng)用。

二、新疆南疆地區(qū)光、風(fēng)能應(yīng)用情況分析

針對新疆南疆偏遠(yuǎn)地區(qū)架設(shè)電網(wǎng)不經(jīng)濟(jì)的問題，利用塔里木盆地光照時(shí)間長、風(fēng)況好的優(yōu)勢，積極推廣應(yīng)用光、風(fēng)能發(fā)電技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)，并現(xiàn)場實(shí)施200次，取得較好的效果。

如A區(qū)位于某縣城以南105公里，在沙漠公路87 公里以東18 公里左右處，由于該區(qū)距離電網(wǎng)離較遠(yuǎn)且處于胡楊林保護(hù)核心區(qū)域，不具備架設(shè)電力線路條件。建站前該地區(qū)供電方式按租賃方式使用1臺(tái)120kW燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組提供電源，天然氣氣源來自井場自產(chǎn)氣?，F(xiàn)場用電負(fù)荷主要是儀表自動(dòng)化和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際用電量較小，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。

通過建設(shè)了一套12千瓦太陽能發(fā)電和2千瓦風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，形成了以光伏發(fā)電為主，風(fēng)力發(fā)電為輔，特殊條件下可臨時(shí)使用天然氣發(fā)電機(jī)提供電源的小型風(fēng)光互補(bǔ)離網(wǎng)型發(fā)電站。本系統(tǒng)由光伏組件，風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)光互補(bǔ)控制器，逆變器，蓄電池等部分組成。太陽電池組件在太陽光的照射下產(chǎn)生直流電流；而充電控制器則協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作，具有自動(dòng)防止太陽能光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能蓄電池過充電和過放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲(chǔ)能量，還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。逆變器的作用是將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負(fù)載使用的正弦波交流電，逆變器輸出的交流電能進(jìn)入配電柜；在配電柜內(nèi)裝有用于輸出控制、過流保護(hù)、防雷保護(hù)等器件。

當(dāng)由于天氣原因電站不滿足風(fēng)光發(fā)電條件，蓄電池電壓低于198V時(shí)，啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，通過整流充電機(jī)給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池組電壓高于設(shè)定值230V時(shí)，可切斷應(yīng)急發(fā)電機(jī)，由光伏（或風(fēng)電）提供。

風(fēng)光互補(bǔ)電站正式投運(yùn)， 目前電站設(shè)備運(yùn)行正常，日常巡視用電系統(tǒng)電壓能保持AC220V，可以滿足用電需求，實(shí)際日發(fā)電能力約48千瓦時(shí)，現(xiàn)已累計(jì)發(fā)電量分別為167千瓦時(shí)。通過一個(gè)月的運(yùn)行顯示，風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)試用較為成功，能夠滿足生產(chǎn)設(shè)施用電需要。

三、經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)濟(jì)適用性分析基于以下條件：

1.評價(jià)周期為15年。折現(xiàn)率采用企業(yè)三季度加權(quán)平均凈資產(chǎn)收益率8.71%。評估使用的方法為折現(xiàn)現(xiàn)金流量法，不考慮稅費(fèi)影響因素。

2.該地區(qū)用電2KW。

3.配電分別按柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)發(fā)電、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電四種方案進(jìn)行對比分析（屬于胡楊林保護(hù)核心區(qū)域，因此不考慮建電力線）。

方案1：柴油機(jī)發(fā)電

采用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，柴油發(fā)電機(jī)采用租賃方式。

（1）現(xiàn)金流入：柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電現(xiàn)金流入為0萬元。

（2）現(xiàn)金流出：柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電現(xiàn)金流出主要為經(jīng)營成本，經(jīng)營成本主要包括設(shè)備租賃費(fèi)、柴油消耗費(fèi)用及值守人員人工費(fèi)用。

① 年設(shè)備租賃費(fèi)：30kW柴油發(fā)電機(jī)每年租賃費(fèi)為13.28萬元/臺(tái)。② 年柴油消耗費(fèi)用：30kW柴油發(fā)電機(jī)每年柴油消耗費(fèi)用約為4升/小時(shí)*24小時(shí)*365天*7.5元/升=26.28萬元。③ 年人工費(fèi)用：每年人工費(fèi)用按6萬元/人×2人=12萬元計(jì)算。

（3）財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值： 每年凈收益為-51.56萬元，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為-51.56*（P/A，8.71%，15）=-422.82萬元。

方案2：燃?xì)鈾C(jī)發(fā)電

采用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)采用租賃方式。

（1）現(xiàn)金流入：燃?xì)獍l(fā)電機(jī)發(fā)電現(xiàn)金流入為0萬元。（2）現(xiàn)金流出：燃?xì)獍l(fā)電機(jī)發(fā)電現(xiàn)金流出主要為經(jīng)營成本，經(jīng)營成本主要包括設(shè)備租賃費(fèi)、燃?xì)庀馁M(fèi)用及值守人員人工費(fèi)用。

① 年設(shè)備租賃費(fèi)：24kW天然氣發(fā)電機(jī)每年租賃費(fèi)為13.8萬元/臺(tái)。② 年柴油消耗費(fèi)用：24kW天然氣發(fā)電機(jī)每年燃?xì)庀馁M(fèi)用約為12方/小時(shí)*24小時(shí)*365天*1.02元/方=10.72萬元。③年人工費(fèi)用：每年人工費(fèi)用按6萬元/人×2人=12萬元計(jì)算。

（3）財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值： 每年凈收益為-36.52萬元，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為-36.52*（P/A，8.71%，15）=-299.48萬元。

方案3：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格為28萬元，土建費(fèi)用17.5萬元，安裝費(fèi)用7.5萬元，總投資為53萬元。

（1）現(xiàn)金流入：主要為回收固定資產(chǎn)余值，太陽能光伏發(fā)電設(shè)備折舊年限為15年，凈殘值率為3%，回收固定資產(chǎn)余值為1.6萬元。

（2）現(xiàn)金流出：光伏發(fā)電現(xiàn)金流出主要包括建設(shè)投資及經(jīng)營成本兩部分，經(jīng)營成本為系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用。

年系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用：包括光伏電池板清潔、發(fā)電設(shè)備維護(hù)，每年約2萬元。

（3）財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值： 1.6*（P/F，8.71%，15）-2*（P/A，8.71%，15）-53=-68.94萬元。

對三種常規(guī)配電方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性對比分析，風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電方案最為經(jīng)濟(jì)，效益最高。

且風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在有些站點(diǎn)應(yīng)用較為成功，能夠滿足站點(diǎn)日常生產(chǎn)生活需要，且經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。

四、結(jié)論

新疆南疆地處西北偏遠(yuǎn)地帶，電網(wǎng)覆蓋較低，自然保護(hù)區(qū)較多，對于長期需要用電，用電量不大，用電必須恒定且有流動(dòng)可能的站點(diǎn)，風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電方案最為經(jīng)濟(jì)，效益最高，充分利能夠獲得一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。endprint