光伏投资成本分析范文

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篇1

关键词：采煤沉陷区；光伏发电；综合效益评估模型

中图分类号：F2

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.16.012

1 太阳能光伏发电系统

1.1 联网太阳能光伏系统类型

集中式大型联网光伏系统和分散式小型联网光伏系统。前者主要特点是将所发电能直接输送到电网上，由电网统一分配向用户供电，但存在投资庞大，建设期长，需要复杂的控制和配电设施，需占用大片土地等弊端，因而其发电成本要比市电贵数倍。而后者特别是与建筑结合的住宅屋顶联网光伏系统，建设容易，投资不大，发展较为迅速。其中住宅联网光伏系统为代表的发电系统可以将电能直接分配到用户的用电负载上，多余或不足的电力通过联结电网来调节。

1.2 联网光伏发电系统的优点

不耗用化石燃料能源，无温室气体排放，符合经济可持续发展战略；以电网为储能装置，省掉蓄电池，降低发电成本；光伏电池组与建筑物完美联结，使物质资源充分利用，降低建设费用，提高了建筑物的科技含量；分布式建设，增强了电力系统抵挡灾害的能力且改善了电力系统的负荷平衡及电路损耗等问题。

2 利用光伏发电综合效益评估模型进行分析

2.1 模型简介

2.2 低碳效益分析

该基地一期规划光伏电源100万千瓦（1GW），总投资约100亿元（包括相关配套设施），其中大部分为政府投资补贴，因而不考虑年贷款成本。年运行维护费用比例取2%，项目运营期为25年，采用单晶硅组件与多晶硅组件光伏系统，其中单晶硅组件转换率有621MW达17%以上，多晶硅组件转换率有379MW达16.5%以上（设两种组件各占50%）。每年的平均峰值日照时间为2800h，系统的性能比取0.8。假设光伏设备总重量为865760t，从光伏生产地到光伏电站的距离为500km，运输碳排放强度g为0.1553kg/（t*km）。光伏上网电价按当地脱硫电价（即每度0.3767元）加上国家相应补贴（每度0.42元），近似取为每千瓦时1元。集中发电侧二氧化碳的排放因子0.76kg/（kwh）。

光伏发电收益：通过上式计算可得，在较为理想的情况下，该采煤沉陷区的年发电量为807288.6458，减少二氧化碳排放613539.3708t，产生的直接经济效益为80728.8646万元。

光伏发电的成本：在测算过程中仅考虑电能的消耗，生产单位容量的光伏系统（kw），组件，框架，配套分别消耗电能2205，91，229kwh，总计2525kwh；取β为5%。经计算，光伏发电系统制造过程中的碳排放为1919000t，运输过程中的碳排放为67226.264t，因此初始的碳投资成本为1986226.264t，经济成本为102亿元。将碳投资成本和经济成本平均分摊到每年后分别为79449.05t，40800万元。

2.3 数据分析

根据效益成本分析，由于投资费用庞大，由政府来投资每年的低碳效益与经济效益明显。每年约可减少碳排放量每年约为534090.3208t，每年的经济收益约为39928.8646万元。除此之外，以国际碳排放权交易市场的核证减排量（CER）的碳排放权益价格107.5元/吨计算，该光伏发电系统每年可获得的低碳收益为5741.47万元。因此平均每年所获得的经济收益约为45670.3346万元。

3 结语

基于上述数据分析，其初始投资成本远高于传统的火力发电。但在这种发电模式下，其低碳效益与经济效益显著（每发电1kwh，直接减少二氧化碳排放约560g），政府对光伏发电项目应当采取支持态度。

参考文献

[1]彭莲.基于物联网的太阳能发电监测系统[D].柳州：广西工学院，2012.

篇2

关键词：组串式逆变器；光伏电站；光伏并网逆变器

中图分类号： TK51 文献标识码：A

逆变器作为光伏电站的核心设备，其可靠性直接影响到整个光伏电站的长期稳定运行。组串式逆变器模块化设计理念，实现了每个光伏串对应一个逆变器，每串光伏组件可实现最大功率点跟踪，不受光伏组串差异和阴影遮挡的影响，同时减少光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度地增加了发电量。组串式逆变器不仅可以应用于常规户外环境，在高海拔、多沙尘、超高温、重烟雾等恶劣环境下同样能够安全可靠地运行，其高可靠性很好地确保了光伏电站长期安全高效地运行。

1.光伏并网逆变器的现

逆变器按照隔离方式可分为隔离式和非隔离式两类，隔离又分为工频隔离和高频隔离。工频隔离具有的稳定性优势逐渐因高频隔离技术的发展而消失，高频隔离因较低的成本得到快速的发展，逐渐受到客户的青睐。逆变器依照交流输出方式可以分为单相和三相逆变器，单相主要是小功率逆变器，一般在10kW以内，三相主要在中功率和高功率段使用。单相小功率逆变器大多用在家庭屋顶光伏电站或者小型的分布式光伏电站，三相逆变器大多应用在商用光伏电站和目前火热的大型地面光伏电站中。

2.组串式逆变器技术分析和优势

2.1组串式逆变器定义

组串式逆变器一般是指直接连接光伏组串的单相或者三相输出逆变器，功率等级也由原来的几百瓦上升到几千瓦至几十千瓦。同时也形成了一些固定的显著特性：可室内外安装、IP65防护等级；直流直接与电池板相连，无需直流汇流箱；2路、3路或多路MPPT，MPPT跟踪更准确，更高效；设计灵活，对山地、丘陵、楼宇等各类型的电站适应性强。

2.2组串式逆变器技术特点

国内三相组串式逆变器一般分为两级系统，前级为升压环节，对输入的直流电压进行升压，同时在这个阶段实现MPPT最大功率点跟踪技术，后级为三相三电平全桥你变技术，最高效率一般在97.5%以上，逆变后无隔离变压器输出直接接入市电380V或者升压箱变低压侧。

2.3组串式逆变器的技术优势

组串式逆变器以两个优势尤为突出：

（1）模块化设计、多路MPPT，能够有效解决组串并联失配、组件遮挡时的木桶效应、能够同时使用不同类型的光伏组件，能有效降低组件衰减对系统造成的发电量损失。①MPPT范围宽，启动电压低，发电量时间长。常规500kV集中式逆变器的启动电压为480V而30kV组串式逆变器的启动电压为300V，且MPPT电压范围为280V～950V相比集中式的450V～820V更宽，由此可见：组串式逆变器电压跟踪范围宽，启动低压低，并网时间更长。②解决组串并联失配问题。一般而言组串式逆变器效率比集中的低，组串式逆变器的效率一般在98%左右，而集中式在98.5%左右。③可以同时使用不同的光伏组件：常规晶硅组件各个厂家的质量参差不齐，同一批次的也不能保证参数相同，组件的衰减更是无法保障，衰减的幅度各不相同，这在电站运行3～5年后问题将尤为突出。

（2）故障时对系统的发电量影响小，故障恢复时间短

1MW中的其中一台出现故障，将导致500kW的光伏阵列不能发电，由于集中式逆变器设备体积大、笨重，一般都没有整个设备的备件，需要设备厂商派专人来维护，维修周期漫长，损失巨大。组串式逆变器设备体积小，重量轻，设备更换简便；同时无需专业人员专人操作的特征也确保了逆变器出现故障后，现场运维人员能够第一时间更换故障设备，把设备的发电量损失降到最小，及时发现故障信息进行设备更换，单台逆变器也最多影响6个组串的发电量。

3.厂房屋顶光伏电站实验数据分析

3.1实验平台介绍

本案例太阳能光伏发电系统实验平台为广东明阳电气集团有限公司厂房屋顶光伏电站，厂房屋顶一面积为6626m2，屋顶二面积为1595m2，屋顶三面积为7800m2。在屋顶铺设无锡尚德太阳能电力公司生产的高效多晶硅组件STP280-24/Vb，功率为280Wp，总计1080片，总功率302.4kWp，实际接入系统302.4kWp。

3.2实验方案及数据分析

对厂房屋顶二面积为 1595.7m2所在的光伏发电区域进行不同类型的遮挡实验，为对比两种逆变器相同遮挡下的发电量情况，对光伏组件对称分区接入组串式和集中式逆变器中，组件对称遮挡，确保光照和阴影遮挡面积相同。实验统计数据结果见表1。

组件横向排布时，最初假设阴影只遮挡1个电池串，当遮挡面积逐渐增大到一定程度时，被遮挡的电池将成为其他未遮挡的电池的负载进而产生压降，当压降大于未遮挡的电池的输出电压时，与被遮挡电池串对应的旁路二极管将承受正压促使其导通，这时被遮挡电池串被正向导通二极管旁路掉，功率全部消耗在二极管，这样另外两个未遮挡的电池串正常输出功率。而当组件纵向排布时，遮挡同时作用于3个电池串，3个对应的二极管若全部正向导通，组件没有任何功率输出，若3个二极管若没有全部正向导通，被遮挡电池作为负载消耗掉其他组件产生的功率，组件同样没有功率输出。

由实验数据可以看出，在光伏组件出现阴影遮挡的情况下，A区中只有单路MPPT的集中式逆变器无论是纵向遮挡还是横向遮挡，发电量均受到较大的影响，而采用30kW组串式逆变器的B区，发电量受影响程度相对较少，B区相对于A区在两种类型遮挡下发电量分别高出约3%、7%，由此可以看出在出现阴影遮挡的情况下拥有多路MPPT的组串式逆变器发电量更高，对光资源的适应性更强，且不同的遮挡方式对组件发电量影响不同。

结论

通过比较发现 ，集中式逆变器与组串式逆变器方案都有自身的优势和存在的价值 ，只有根据电站运行的实际需求选择更加合适的方案 ，才能为电站的安全、稳定、高效运行提供充分的保障。在光照分布不均匀的特殊地形光伏电站中，采用组串式逆变器方案更经济更高效。

参考文献