太阳能光伏发电系统的经济性分析概要

光伏发电系统的经济性分析光伏发电系统单位供电成本光伏发电系统的核心组件是利用太阳能效应将光能转换为电能的光电池。然后，负载通过控制器、电池和逆变器等进行传输。太阳能发电系统主要由光伏、控制器、逆变器、电池等组成。因此，光伏发电系统成本由以下部分组成：初期投资：光伏阵列、控制器和变频器、电池、支持系统和配电系统(包括安装调试、电缆和其他费用)、其他费用(运输费用和其他零星费用等)；运营费：维护清洁费、管理费、人工费等。太阳能发电系统的费用由初期投资和运营费两部分组成。太阳能发电系统运行比较简单，运行成本不高，因此系统的主要成本之一是光伏，其价格比较贵。工厂生产的光伏组件一般只给出特定标准测试条件下的输出功率量，而实际应用的光电池的输出功率与光电阵列表面投影的辐射量有关。太阳辐射取决于使用处、季节、一天中的时间、天气条件等诸多因素，因此决定光电池每年的实际发电量是一个很复杂的问题。太阳光电池的年发电量不仅与辐射能有关，还与太阳时间的数量有关。但是，在气象台测量的日光时间是在其他辐射强度下累计的值，而光电池阵列输出峰值瓦特是在AM1.5、光电池温度25c、日光强度1000W/m2条件下测量的结果。因此，必须将年度实测日光时间转换为成人最大日光时间。光伏电池阵列的总功率由发射参数和负切削决定。但是，实际输出还与阵列表面的灰尘和长期使用后性能的衰减系数f、电池库仑效率b和逆变器的效率i相关。综合考虑上述因素的光伏发电系统年发电量如下。(6.1)正在样式中：Hy年有效发展(kWh/年)；W太阳能发电系统的总峰值功率(WP)；N有效寿命(年)，n=20年；b 3354电池库仑效率， b=0.8至0.92；I 3354逆变效率， I=0.9至0.96；F性能参数衰减系数，如衰减和灰尘，f=0.8至0.98；3354太阳能阵列输出的峰值瓦特功率转换为交流功率的总效率；0.6 0.87；DT(y年峰值日光时间，h/年)。太阳能发电系统的总投资如下：(6.2)正在样式中：W光伏阵列的峰值功率(WP；C0光电每套价格(元/WP)；与光伏阵列相比，A1电池的投资系数，a1=0.15至0.7；A 23354控制器，与光伏阵列相比逆变投资系数，a2=0.15 0.5A3支架，电缆等光伏阵列对比辅助设施的投资系数，a3=0.05 0.25A4与光伏阵列相比的其他成本(建筑、运输等)，a4=0.05至0.15；A光伏阵列以外的总投资系数，A=A1 A2 A3 A4，a=0.4至1.6。光伏发电系统单位(电力)运营成本：(6.3)正在样式中：OM光伏发电系统单位(电力)运营成本，元/千瓦时；光电阵列的操作成本系数，0.005 0.015。为了便于与现有能源及其他能源进行比较，将发电成本表示为与光伏系统年度等值成本相对的单位(电力)供电成本的关系如下：(6.4)正在样式中：E单位(电力)电源成本，元/千瓦时；F年度固定共享率；I是折扣率，I=5到12。单位供电成本是与太阳能电池的价格、系统效率和发射条件相关的重要技术和经济分析指标，由方程式(6.4)表示。该研究所反映了主要因素对供电成本的影响，还考虑了资金的时间因素。显然，单位供电成本越小，经济效益越好。而且，与火力、水力、风力和柴油发电系统相比，可以对不同供电系统的经济效益进行折扣，以评估其经济性。由方程式(6.4)计算的一组曲线如图6-1所示。如图所示，太阳能发电系统价格越高，年峰值日光时间越少，供电成本越高。图6-1供电成本与太阳能发电系统价格、气象条件之间的关系火力和其他发电系统单位供电成本目前我国各种发展系统的经济比较还没有一定的标准，各种发展系统的情况也各不相同，影响发展系统经济性的因素很多。例如，火电厂的价格、运营、维护成本、设备效率、运行时间、寿命、纳税标准、贷款利率等。水电开发要考虑地形、地质、水文、库容和大坝、调水、涝害等。因此，要评价各种发电系统的经济效果，应尽量考虑常规发电及配电系统等因素的影响。对于太阳能发电系统，不仅需要与现有的发电系统进行比较，还需要与核能、风力、柴油等发电系统进行比较。作为技术和经济比较的对象，必须满足以下条件：1.1.满足相同的电力需求。(2)相同(或相当大的供电能力；(3)相同的电力或电力使用时间。传统的供电方式是指水电和火力发电，即电力发电成本和输电成本之和(6.5)正在样式中：Hg电源，元/千瓦时；Hf发电成本，元/千瓦时；Hs传输成本，元/千瓦时。发展费用在全国各地不同，为了比较，以全国中小火力发展的平均值为准进行讨论。当然，具体项目可以与实际分析相结合。传输成本包括系统投资、年度维护、旅行、管理成本的总和。考虑到传输效率，传输成本如下：(6.6)正在样式中：G输电线路年度供电(千瓦时/年L传输线长度(m；每K公里的输电线路投资(包括变电站，表256，57，见万元/公里；s 3354传输效率， s=0.88至0.95。N有效寿命，n-20年；R线路或变电站的直接和间接维护成本系数，rFr年度固定共享率；I是折扣率，I=5到12。是(第6代(5式):(6.7)表6-1公里的输电线路投资额定线路电压(kV)线路结构形式进给距离(km)投资成本(万元/公里)6架空10-50.810架空15到8个1.135架空50-151.2160架空70-301.58110架空150到50个1.96表6-1中的数据和公式(6.7计算容量、供电距离的供电成本，如图6-2所示)。从图中的曲线变化来看，电源容量对电源成本有很大影响。传输距离越长，传输容量越小，供电成本就越高。图6-2电源成本与传输容量、电源距离的关系国内也经常以单位千瓦的总投资比较各种发电设备。表6-251，52，56显示了各种发电设备的千瓦投资情况，火力千瓦投资包括煤矿和环境投资。水力千瓦投资包括其他部门共享的投资。光伏发电千瓦投资包括电池、支架、控制、安装和其他费用。风力千瓦投资包括风扇、支架、储能设备和其他投资。表6-2我国各种发电设备的单位千瓦投资表(元/千瓦)火力水力风力发电太阳能发电国产单位进口单位大型水力发电质数力4500-63007200-82007000-100003000-40004000-7500 2-3万如表2所示，目前太阳能发电比不上大中型火力、水力发电。但是太阳能作为独立的低容量供电系统有其用途，而且太阳能是一种无污染、无需运输的清洁能源，具有水电、火力发电无法比拟的优越性。分析结果我国山区和边远地区仍有很多乡镇和村庄没有电力供应，这些地区一般比较贫乏，用电特性小，分散。根据当地实际情况发展该地区的光伏发展事业，对于提高积极经济的收益，提高当地人民的生活、文化水平，具有重要意义。小型分布式光伏发电系统符合该地区的电气特性。太阳能耗尽，随处可用，因此太阳能发电、废物、无污染、无系统传输部件、使用、维护、易于管理、无需安装长途输电线路、短建设周期、组装后可以供电；更重要的是，阳光无论何时何地都是可取的，不需要免费运输。更适用于远离干旱、沙漠、丘陵、山区和电网的地区。目前中小型独立光伏发电系统的单位供电成本主要受光伏组件和电池价格的影响，单、多晶体电池组件的峰值瓦特价格约为30 35元，非晶电池的峰值瓦特价格约为26元，电池价格约为15 70%。此外，还添加了控制器、变频器等其他费用，太阳能发电系统费用约为单(多晶)晶体50 70元/WP，非晶40 60元/WP。大型太阳能发电系统的土木工程和安装费用较高，费用也较高。您可以用(对于6.4样式，请参见图6-2)替换其他气象参数、系统成本。图6-2表明，太阳能发电系统的供电成本随着日照时效的增加，最初以较快的速度减少，日照时间超过2200小时，电力趋于平缓。但是，随着太阳能发电系统成本的增加，曲线向上转换，单位供电成本增加。以我国I类照明区西北地区的年峰值日照时间2200小时为例，目前单晶硅光伏发电系统的峰值瓦特成本约为28 32元，每千瓦时供电成本在1.3 1.5元之间。非晶硅光电池发电系统的峰值性能功耗比约为20 30元，供电成本在1.0 1.3元之间。对于一些需求较高的太阳能发电系统，每峰瓦成本约为60元，每单位供电成本约为3.7元。对于现有的水电或火力发电，单位供电成本远低于光伏发电系统。但是利用大型电网向分散的农业和畜牧业区供电，输电成本急剧上升，电力供应成本大幅增加。如图2所示，由于每个传输距离的传输容量不同，因此随着传输距离的增加，单位电源成本增加。与5千瓦的输电线路一样，如果输电距离为40公里，则供电成本约为3.4元/kWh，如果传输距离为50公里，则供电成本约为4.2元/kWh。此时，大型电网供应的单位供电成本已经高于太阳能发电系统。太阳能发电已经成为世界上增长最快的能源之一，但是与风力发电相比，太阳能发电成本仍然很高。我国风力发电成本为0.6元/千瓦时左右，电价为0.7 0.95元/千瓦时，目前在各种可再生能源中，发电成本最符合火力发电等常规能源发电成本。但是风力发电与地区不同，区域限制比太阳能发电明显，风力发电对环境也有一定的影响。实践证明，采用风光互补发电系统是弥补各自不足之处，发挥各自优势的好方法。在交通不便、经济落后的偏远山区，长途输电线路损失大，由于气候等影响，线路故障多，而且需要消耗大