光伏发电在福建地区的发展应用分析

光伏发电在福建地区的发展应用分析

廖晨昕

国网福建省电力有限公司厦门供电公司    福建  厦门361000

摘要：大力推进城市节能减排，对推动我国经济社会又好又快发展，应对全球资源枯竭和气候变化，具有极其重要的战略意义。本文主要介绍了光伏发电的发展趋势和在城市中的应用。

关键词：光伏发电；可再生能源；城市地区；发展应用

随着经济的发展，对于能源的需求量也在逐年提高，而由于过度开采世界能源储量正在急剧下降，很可能在未来几十年里消耗殆尽。并且这些传统能源都具有高污染、低效率的弊端。太阳能光伏发电是20世纪80年代以来发展最快的技术产业之一。在全球顶尖的太阳能电池制造商中，中国企业所占的比例最高，中国太阳能光伏发电发展具有很大的潜力。

一、光伏发电的优势

与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在：首先，太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用勿须开采和运输。其次，开发利用太阳能不会污染环境，因为它是最清洁的能源之一，这在环境污染越来越严重的今天是极其宝贵的。再次，根据计算每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤，是现今世界上可以开发的能源中储量最大的。根据目前太阳产生核能的速率进行估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命约为几十亿年，因此从理论上讲太阳的能量是取之不尽用之不竭的。第四，其建设周期短，获取能源花费的时间短。

太阳能资源十分丰富，并且分布十分广泛，是极具发展潜力的可再生清洁能源。现在，全球环境污染以及资源短缺的问题已十分严峻，太阳能光伏发电的清洁、便利、安全等特点，使其成为全球最为关注和重点发展的产业。太阳能光伏有应用领域广、产品多样化、可适应多种需求的特点，并且改变了过去只能在电场发电的局限，可与建筑结合例如太阳能热水器、小型光伏系统、离网光伏系统等都可建在屋顶。并且随着科学技术的发展太阳能电池及光伏系统的成本持续下降。目前的研究趋势和目标是极力降低成本，使其不断向高效率、低成本的方向发展[1]。

二、光伏发电在福建省的资源分析探究

2.1福建地区太阳能资源分布及其特征

据相关气象资料统计，福建地区年日照时数1300～2500小时，年辐射总量为4200～5000MJ/m2。随着近年来气候及环境的变化，福建地区太阳能资源呈逐渐上升的趋势，以下具体针对福建地区太阳辐射分布特点进行分析。

2.2太阳辐射分布特点

2.2.1福建地区太阳总辐射的时空分布数据分析表明，福建地区各地太阳总辐射年平均值最高值在崇武，为5089MJ/m2；最低值出现在永安，为4223.4MJ/m2。太阳总辐射递减速率明显体现出由沿海城市向内陆西北地区减少。从太阳辐射的成分看，福建地区的直接辐射年总量为1817.16MJ/m2～2707.45MJ/m2，占太阳总辐射量的28.24%～53.1%，其中最低值在永安，最高值在崇武。太阳直射的分布主要受气候和地形的影响，分布形势为由东至西、由南至北减弱，与降水量分布相反，与日照分布相一致。太阳散射等值线的走向接近东西向，表现其空间分布以经向差异为主。在东西方向上分布形势呈两高一低型。由于目前的太阳能利用装置主要利用的是直接辐射，而福建除少数内陆西北地区外，大部分地区的直接辐射比例大于40%，因此福建地区的太阳辐射分布特征对于太阳能的利用十分有利。

2.3日照分布特点

2.3.1日照时数空间分布特点。依据有关的数据可以得出福建东南沿海崇武地区是年日照时数的高值区，福州、建瓯地区高达1900小时以上，厦门等地1800小时以上，永安和上杭地区达到1700小时以上，南平日照时数最少，不足1500小时，日照时数由闽南沿海地区向内陆西北地区减少。

2.3.2日照时数月分布特点。日照时数逐月变化与气温大体相当。日照时数2月最小，从2月起逐渐增加，7月为峰值，后又急降至最低点。绝大部分地区从4月起，月日照时数可达100小时以上，厦门、福州和建瓯地区可达130小时以上，唯上杭地区不足100小时。

2.3.3日照时数的季节分布。从有关数据得出福建地区日照季节分布是夏多冬少，春季略多于秋季，但总体比较均匀。各地冬季(12～2月)日照为349小时，占年总日照时数的19%左右；春季(3～5月)日照为389小时，约占日照总数的21%左右。各地夏季日照约占全年日照时数的33%左右；秋季日照约占全年日照时数的27%左右。

2.4气温变化与太阳能利用的关系

环境温度是影响太阳能利用的因子之一，当环境温度较低时不利于太阳能的利用。福建地区年平均气温为17～21.6℃，且80%的年份介于18～23℃，最冷月(1月)平均气温为7℃～13℃；最热月(7月)平均气温28～30℃；秋春季月平均气温17～18℃。其供暖季节的气候环境温度较高水平，热状况较为优越，太阳能利用效率也较高。

总的来说，在福建地区利用光伏资源最有利的地区是闽南及沿海岛屿地区，因地理纬度较低、太阳高度角较高、总雨量较少、阴天日数少和日照时数多等原因，而成为全省太阳年总辐射的高值区；最有利的季节是春、夏两季，但在秋季和冬季太阳的日照时数相对较多，因此充分利用全年的光伏资源具有较大的潜力。

2.5太阳能光热利用分析

太阳能热利用技术是指把太阳能转化为热能并加以利用。该能源在降低线损、节能减排等方面存在经济效益，具有多种优势，如峰谷差调节、经济性、供电安全性、无输配电损耗、资金密度低、使用灵活、污染少等，发展此类分布式能源对调整一次能源结构，保障能源供给安全，解决环境污染具有积极的作用。

而光伏发电量是由光伏电站装机容量、并网光伏发电系统的总效率以及峰值日照时间数决定。

Q=TPη

式中：Q为光伏系统年发电量kWh，T为峰值日照时间数h；P为光伏发电系统的装机容量kW；η为发电系统综合影响系数。

并网光伏发电系统总效率由光伏列阵效率、逆变器效率和交流并网效率三部分组成，根据目前光伏发电系统的技术水平，系统的综合效率η在85.80%左右。因此，按福建省平均年日照时数为1733h计算，1千瓦装机的光伏电站在福建省一年理论发电量约为1486.9kWh，按照目前典型光伏组件的技术规范，光伏组件正常条件下的使用寿命不低于25年，按照光伏组件首年衰减率＜3%，10年内不超过10%，25年内不超过20%，由此可计算出分布式光伏发电项目25年总发电量约为31782.3kWh，发电数据相当客观。

而分布式光伏系统工程普遍装机较小，项目建设周期较短，相较于集中式光伏电站，分布式电站由于接入低压电网，电气成本可以大大缩减，同时光伏逐步由“补贴驱动型”市场向” 技术驱动型”市场转变，促使光伏系统成本下降。加上政府对开发与推广太阳能应用产品实行优惠贷款政策、特别折旧和税收减免等有关措施，对太阳能利用推广和示范项目实行补贴制度，给予一定财政补贴，太阳能的利用前景还是很值得分析投资的。虽然说从2018年的531光伏新政开始，光伏、风电行业面临的现实挑战呈现不断增加趋势，例如新增项目补贴规模限缩、竞争性配置补贴措施出台、光伏项目标杆上网电价降低等等，短期会给光伏行业投资者带来阵痛，但长远来看有益于行业的可持续发展和加快能源结构转型，实现风电、光伏行业的高质量发展。

虽然政策变化给整个行业带来了挑战，但国家鼓励光伏行业等新能源产业健康持续发展的大方向并没有改变。投资者如果能够紧跟改革的步伐，仍然可以依托政策红利，实现自身的发展。

三、结束语

太阳能取之不尽，用之不竭，光伏发电以它独特的优势，无污染、清洁、高效和稳定可靠给人们的生活带来巨大的变化，摆在我们面前的问题是怎样推广引领太阳能光伏产业在城市地区的持续发展，要不断的大力支持光伏产业，让光伏产业更快、更好的为人民服务，保障国家的经济建设和人民的生产生活顺利进行。

参考文献：

[1]林楚.促进光伏发电更大规模更高比例更高质量发展[N].机电商报，2022-03-07(A07).

[2]李艳坤，周荣斌.光伏发电的现状及发展前景[J].现代工业经济和信息化，2021，11(01)：53-54.