屋顶式太阳能光伏发电系统经济性分析

屋顶式太阳能光伏发电系统经济性分析

陈冬

（国电南瑞科技股份有限公司211106）

摘要：随着人们环保意识的不断增强，各行各业都在积极的开发新能源，以减少生产和生活产生的污染，其中电力行业也在扩大新能源的应用，其中应用较为广泛的是太阳能，利用太阳能发电，不仅可以降低污染排放，还可以增加电力企业生产经营的效益，本文笔者对屋顶式太阳能光伏发电系统的经济性，做了简单的论述。

关键词：屋顶式；太阳能；光伏发电系统；经济性

电力系统中应用的太阳能发电，主要包括光发电与热发电，其中太阳能光发电是将太阳光，不通过热转化方式，将其转化为电，太阳能光发电也叫做光伏发电。屋顶式太阳能光伏发电主要是合理利用空闲屋顶资源，具有良好的经济效益以及发展前景，因此具有一定的推广应用价值。

一、屋顶式太阳能光伏组件设备的经济性

屋顶式太阳能光伏发电系统主要包括光伏组件、并网逆变器、监控系统、防雷以及计量装置等。其中光伏组件包括晶体硅与非晶薄膜两种电池组件，晶体硅电池组件主要使用的材料包括钢化玻璃、耐火性强的背板、抗老化性强的EVA等，经过热压密封而成，应用该种电池组件，可以将光电转化率提高到18%，该种电池的经济性主要体现在：转化率高、受用寿命长、安装操作简便、抗风性强等，这些优势在一定程度上，可以增加电力企业的经济效益，确保电力系统运行的安全性与稳定性，同时这种电池组件生产过程中产生的污染小，在使用现场不会产生污染。

非晶薄膜电池组件使用的是半导体材料的，这种材料的电池组件体积小、厚度小，与晶体硅相比光电转换率较低，在7%-7.5%范围内，非晶体硅使用的半导体薄层能够附着在廉价基片上，包括活性塑料、不锈钢薄板等，该种材质的经济性主要体现在：非晶薄膜电池组件弱光发电性强、具有较强的隔热保温性，并且可以防止孤岛效应，材料的成本小。与晶体硅太阳能电池相比，同样的发电量与功率条件下，非晶硅薄膜电池的生产成本要低，被称作是最有可能实现发电成本可以达到上网电价的太阳能发电技术。

二、屋顶光伏发电系统构成的经济性

（一）屋顶光伏发电系统构成

屋顶光伏的发电系统在运行时，若逆变器输出的电压与并网的电压不等时，则需要利用升压变压器，将其转化为同步交流，并且将其并入电网。该系统需要将太阳能电池组件安装在屋顶，使其可以接受太阳光照射，进而使电池组件产生直流电，系统中的逆变器，便可以将光伏组件中发出的直流电转化为正弦交流电，并且可以将交流电，直接用作电源驱动负荷，同时也可以将其切换至公用电网，可以使小型太阳能光伏系统并网运行。当阴天或者是夜晚时，由于没有太阳光，使得太阳电池组件不能发电，或者电能不足以供给电网供电使用，为了提高屋顶式太阳能光伏发电的经济性，则需要做好蓄电技术研发，并且还需要做好系统运行安全保护工作，在屋顶式太阳能发电系统中，还需要增加防雷系统、通信系统以及保护系统。

（二）屋顶光伏发电系统经济性

屋顶式太阳能发电系统的综合经济性主要体现在：该系统使用的是太阳能资源，由于太阳能是清洁能源，同时也是可再生资源，与传统的发电系统相比，具有一定的优势，因为传统的发电系统使用的是煤炭发电，煤炭资源是不可再生资源，并且在生产的过程中，造成的环境污染问题比较严重，因此增加了一定的附加值，进而增加了生产的成本，而屋顶式太阳能光伏发电系统可以改善电源结构，提高电源保障，并且可以实现节能减排，利用此系统发电，不会产生过多的附加值，综合而言具有较强的经济性。屋顶光伏发电系统构成的经济性受到的影响因素比较多，包括自然因素、光伏组件设备的选择、光伏组件架设的角度，已经光伏组件设备的组合形式、施工人员的技术水平等，这些都是影响屋顶光伏发电系统经济性的因素，其中自然因素的影响最大，因为屋顶光伏发电系统运行，需要太阳能辐射支撑，对于太阳能资源不够丰富的地区而言，该系统发电的经济性则较差，因为太阳能的多少，是由日照天数以及日照时间等决定的，对于一些地区太阳能总辐射量小的，则不适合建立太阳能屋顶光伏发电系统。

三、案例分析

某屋顶式太阳能光伏发电系统，其电站位置的太阳能资源属于二类地区，全年日照小时数可达3100h,项目工程屋顶长（南北方向）为223.2米，宽为177.3米，建筑整体的形状为C型，光伏发电系统按照150KW设计，采取自发自用、余电上网的并网模式，共安装多晶硅电池板600块，每块的额定电压是30.2V，并且安装防雷直流汇流箱，以及防雷装置、逆变器等，光伏电池安装与布置，采取的是铝合金支架作为连接，有效的解决了防水问题与抗风问题等。该系统建成投入使用后，每年可以节省燃油近3.94万L，节约用水近60.4万L，少排放二氧化碳151t、二氧化硫1.8t、氮氧化物0.7t，并且该系统在发电过程中，不需要消耗矿物燃料，不会产生污染物，在使用时不需要采取环保治理措施，加之太阳能屋顶光伏发电受到的限制因素比较少，只要是太阳光可以照射到的位置，就可以实现光伏发电，并且太阳能资源是可再生能源，是取之不尽的，因此具有较强的可持续发展性，太阳能屋顶式发电系统，可以实现就近供电，这样的供电方式，可以缩短供电的距离，进而节省了巨大的输电成本。并且太阳能屋顶光伏发电，其电能转化的过程非常简单，可以由光子直接转换为电子，在这期间不需要将热能转化为机械能，并且不会出现破损问题，极大程度上节省了使用成本，该发电系统在后期使用时，不需要过多的维护，由此可见该发电系统的实际应用，具有较强的经济性。

结语：

综上所述，屋顶式太阳能光伏发电具较强的经济性，文中主要从屋顶式太阳能光伏发电设备以及系统的经济性方面，做了简单的论述，并用实际案例加以说明，意在为屋顶式太阳能光伏发电系统的推广与应用，提供助力作用。

参考文献：

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