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新能源光伏电站光伏组件比选及经济性分析

2025-04-10 79 上传者：管理员

摘要：太阳能光伏发电技术因其可靠性、高效性及环保特点备受瞩目。该技术直接将光能转为电能，减少对化石燃料的依赖，有助于资源节约与环境保护，同时降低温室气体排放。太阳能产业的崛起还为社会创造了更多就业机会。对企业而言，光伏项目不仅响应国家新能源政策，更能提升品牌形象，降低电费，助力节能减排，增加收益。本文以大连市某光伏项目为例，通过组件比选与经济分析，为企业光伏项目方案选择提供参考，以降低设计与施工成本，为同类工程提供经验借鉴。

关键词：
光伏电站
光伏组件
化石燃料
新能源
绿色清洁能源
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太阳能作为绿色清洁能源,具有诸多优势,如清洁､无污染､资源丰富,并可通过光伏发电将光能直接转换为电能,成本较低｡此技术不仅满足居民用电需求,减少化石燃料消耗,还对环境保护具有重大意义｡分布式光伏项目契合国家新能源政策,助力企业使用“绿电”,提升品牌竞争力,并享受电价优惠,实现节能减排目标,为投资方带来收益｡本项目将提供清洁绿色能源,缓解供电矛盾,提高新能源比重,符合国家能源政策,促进经济可持续发展,并具有重要示范作用｡

1、项目概况

该分布式光伏电站项目位于辽宁省大连市某公司厂房屋顶｡该企业产权明确,信誉资质良好,盈利能力强,十分适合合作开发分布式光伏项目｡

本工程所处地区太阳能资源为资源很丰富级别,交通运输和安装条件较好,接入系统条件较好,适宜规模开发[1]｡

2、光伏发电系统的组成及并网形式选择

2.1光伏发电系统的组成

太阳能光伏发电系统,涵盖了光伏组件､支架､逆变器､交流配电设备､防雷措施､变压器等核心构成部分｡根据屋顶环境特点,需精心布局光伏组件及支架,以构建高效的屋顶光伏阵列,旨在最大化太阳能的收集和光电转换效率｡光伏组件经适当串并联配置后,能有效捕获太阳能并转化为直流电,随后汇流至防雷设备｡通过合理选定逆变器并接入直流配电系统,进而将直流电转换为符合并网标准的交流电｡整个太阳能光伏发电系统的流程可参考图1｡

图1太阳能光伏发电系统组成

2.2光伏发电系统并网形式选择

并网光伏发电系统的两种形式,详细对比见表1｡

表1集中式光伏电系统和分布式光伏发电系统对比

①地面集中式并网方式,其电能直接输送至大电网进行统一调配,实现单向电力交换,满足大型光伏电站需求,尤其适用于远离负荷中心的荒漠光伏电站｡

②屋顶分布式并网,或称分布式光伏发电并网,其产生的电能可直接供应给用电设备,通过大电网进行电力调节,实现可能的双向电力交换｡这种方式适用于城区内的小规模光伏发电系统,特别是与建筑集成的光伏系统｡

③光伏发电系统主要由光伏电池组件､方阵支架､直流汇流与配电设备､并网逆变器､交流配电柜等组成,并辅以供电和环境监控装置｡

本项目建设于工业厂房,用电量大,太阳辐射量白天时较高,光伏系统发电充足,负荷水平处于高峰状态｡夜晚光伏系统发电不及时,却是工业用户的负荷低峰｡综上分析,分布式光伏发电系统合适本项目工业厂房的建设,免除了储能装置的配置,自发自用､余电上网,发电不足由电网提供｡本项目可充分利用屋顶空间资源,引入光伏绿色能源进行用电补充,对减少巨额电费和创造经济效益具有重要意义｡

3、光伏电站系统光伏组件比选分析

该项目拟选用稳定､经济的单晶硅组件｡为平衡组件单板功率与单板重量､机械强度等因素,经比较,本项目最终选用540Wp单晶硅光伏组件4538块,装机规模为450.52kWp,避免使用更大面积和单板功率可能带来的运输安装隐裂风险以及运营期抗暴性不足风险(如面对冰雹或大风天气时更易损毁)｡各类型光伏组件性能比较详见表2｡

表2各类型光伏组件性能比较

厂区光伏阵列均采用380V低压并网的设计方案,自发自用,余电上网｡根据各屋面安装容量,逆变器配置见表3｡

表3各地点组件布置容量及逆变器配置

图2光伏组件特性曲线图

本工程全部采用540Wp单晶硅光伏组件,共计4538块,每19块组件构成一路光伏组串｡逆变器采用60kW､110kW的组串逆变器,数量分别为2､17台｡

本项目包括光伏车棚､厂区空地和厂房上方空间｡光伏车棚采用门式刚架结构,坡度约5°;厂区空地双竖排组件支架,光伏支架采用配重梁+钢支架形式,安装倾角25°;厂房上层空间采用柔性支架,单排竖向布置,安装倾角20°,所有组件的方位角与原建筑物方位角一致｡

4、分布式光伏发电系统经济性分析

光伏发电项目的成本对其能否实现大规模快速发展具有显著影响,尤其是分布式光伏发电项目的投资成本,直接关系到用户的投资意愿｡成本结构主要由光伏发电设备的寿命周期投资成本和政府补贴构成｡[2]

4.1设备投资分析

在设备投资方面,屋顶分布式光伏发电并网系统包含多个关键组件,如太阳能电池阵列､并网逆变器､配电及接线箱等｡其中,光伏组件的投资占比最高,通常占据初始总投资的半数以上｡以当前市场价格估算,一个典型的3kW发电系统的总投资成本大约在27000元左右｡

4.2年发电量的计算

采用综合考虑太阳辐照､装机容量和系统效率的预测模型｡

通过这一模型,可预测出光伏电站的首年发电量将达到331.44万千瓦时,且在整个25年的运营期内,年均发电量将稳定在309.12万千瓦时左右｡

根据业主提供资料,本项目所发电量按“自发自用,余量上网”考虑,项目所发电量主要由建站的厂区用户消纳,根据电厂所提供用户用电量信息可知,本项目光伏自用比例暂按85%消纳考虑,自用含税电价为0.6469元/kWh｡上网比例为15%,上网含税电价按当地标杆电价0.3749元/kWh计算,本项目综合电价为0.6061元/kWh｡

4.3盈利能力分析

本项目总投资收益率4.00%,资本金净利润率为11.02%,投资利税率为3.01%,项目投资财务内部收益率(所得税前)为6.97%,项目资本金财务内部收益率为9.22%,这说明项目具有较好的盈利能力｡

4.4经济性分析结论

综上,可得出分布式光伏发电成本回收时间与用户用电性质和用电量有直接关系,即用户电价越高､用电量越多,其回收周期越短｡用户经济性的影响因素主要是标杆上网电价､光照时间､补贴政策､阶梯电价几方面｡投资成本的回收期,一般在8年上下,而其使用寿命能够达到20~25年,具有较高的投资价值[3]｡

5、节能减排效益分析

太阳能作为清洁､安全的可再生能源,其光伏发电技术已成熟,相较于火电,具有显著的节能减排优势｡本项目在25年运营期内预计总发电量达7727.93万千瓦时,为公司提供约6568.74万千瓦时的清洁能源｡经济效益分析显示,项目具有良好的盈利能力｡此外,项目每年预计提供清洁能源电量309.12万kWh,相较于火电,25年内可节约标煤2.35万吨,并大幅减少二氧化硫､二氧化碳和氮氧化物的排放,展现出显著的环保效益｡

6、结论

本工程秉承绿色能源理念,采用太阳能作为主要能源,并在设计中融合了多项先进且切实可行的节能､节水及原材料节约措施｡在能源与资源的利用上力求合理高效,始终贯彻节能环保的核心理念｡在技术选型､设备材料选择以及建筑结构设计等方面,均充分考虑节能标准,从而有效减少了线路投资,节约了土地资源,并确保了项目能灵活适应未来太阳能建设规模和地区电网的扩展需求｡各项设计指标均达到国内领先水平,为光伏电站实现长期经济高效运营奠定了坚实基础｡此举不仅符合国家产业政策导向,更体现了对可持续发展战略的深度契合,实现了节能､节水及环保的多重目标｡

参考文献:

[1]王韶纤,贺广零,胡海罗,等.高性能单晶硅光伏组件选型研究[J].太阳能,2022(09):36-47.

[2]刘军,廖宝文.分布式光伏系统关键技术研究[J].能源与环境,2021(06):43-45.

[3]赵林,韩晓亮,侯俊强,等.光伏电站组件选型分析[J].太阳能,2015(12):19-20

文章来源:姜润丰.新能源光伏电站光伏组件比选及经济性分析[J].价值工程,2025,44(10):26-28.