浅析光伏发电项目综合效益评价研究

浅析光伏发电项目综合效益评价研究

摘要：光伏发电是新时期符合时代特点的首选能源，中国相关部门出台若干配

套政策，为其市场发展更提供了有力支持。尤其西北地区属于太阳能资源丰富地区，开发潜力巨大，光伏发电市场发展迅速。准确地对光伏发电项目进行效益评价，可以为企业投资光伏发电项目提供可靠的投资依据，规范光伏发电产业及市

场合理发展。

关键词：光伏发电；效益；环境影响

引言

我国是能源消费大国，随着煤炭及油气燃烧带来的环境问题和化石能源供应的日趋枯竭，开发清洁能源己迫在眉睫。我国政府2005年颁布的《中华人民共和国可再生能源法》明确

规定将包括太阳能、风能在内的可再生能源列入“国家能源发展的优先领域”。太阳能是取之

不尽的清洁能源，被看成是未来可再生能源利用的重要方向。本文就如何提高光伏发电项目

的综合效益展开研究，希望能起到抛装引玉的作用。

1提高发电量，增加光伏发电效益

1.1光伏组件倾斜角与发电量的关系

以往的太阳辐射研究多关注水平面的辐射研究，对如何充分利用太阳能，如对光伏电池

接收面辐射量的研究很少，几乎没有对光伏组件可接收的斜面太阳能总辐射量的观测，缺乏

对斜面上太阳能资源状况的评价，导致对光伏电站发电量的估计缺乏理论依据，估算值和实

际发电量差异较大。

对光伏电池而言，其光电转换能力不仅与太阳辐照强度有关，还与太阳光的入射角度有关，只有太阳光垂直于光伏组件时，光伏阵列的电能输出才可以达到最佳值。在设计光伏发

电系统时，首先要解决的问题就是要确定光伏方阵的倾角，并由此估计照射到方阵面上的太

阳辐射量。即使在同一地点，不同倾角接收面上获得的太阳辐射能也有很大差异。通常情况下，固定式太阳能光伏板与水平面成一定角度放置，以求获得最大的太阳辐射量，所以选择

合适的倾斜角是太阳能工程设计的关键之一。

1.2光伏组件倾斜角的确定

为增加电站发电量，根据实际太阳运行情况，太阳高度角和方位角每时每刻均在变化，

对辐射量最有效的利用方式是组件遵循“向日葵原理”，对太阳位置变化随时调节朝向位置，

保持组件表面时刻垂直接收太阳能辐射，方能达到太阳能的最大化利用效果。但这一理论在

实际运行时，受到组件支架的工艺水平、电站所在地的天气状况和支架本身耗电情况等因素

影响，在实际操作时还需解决很多问题。

影响电站实际发电量的因素不仅有各月辐射量的变化，还有实际电站运行情况、电站电

气设备运行情况及电网调节等诸多因素，还需进行多方面的研究。

2维护光伏电站设备，增加长远效益

2.1风沙对光伏发电的影响

高海拔荒漠地区风沙大、降水少，光伏电池表面上大量积尘，严重影响发电效率。电池

板表面积尘主要受灰尘自身特性因素和当地气候环境因素的影响。灰尘自身特性因素包括灰

尘的粒径、形貌、质量和化学组成等；当地气候环境因素包括温度、降水量、气流、海拔高

度等。积尘对光伏发电效率有严重影响。

以青海地区为例，对青海地区的地表沙土和电池板表面灰尘成分、粒径、形貌进行了分析，电池板表面灰尘主要组成是石英和钠长石。灰尘颗粒对电池板有遮挡作用。对于单层灰

尘颗粒而言，当灰尘零散分布时，灰尘对电池板的遮挡效果为0-78.5%，当灰尘紧密接触时

其遮挡效果为78.5%-91%；对于多层颗粒，灰尘颗粒对电池板的遮挡作用呈现指数变化。光

伏电池板表面灰尘粒径D为0.252-141.589μm灰尘颗粒半径的变大和灰尘质量或数量的增加，都会使电池板的受光面积减少，从而影响发电量。

2.2风沙问题的解决措施

荒漠地区的光伏电站多用水射流方式进行除尘作业。水射流除尘的费用低、设备简单，

在除尘的同时，还降低电池板表面温度而提高光伏发电效率。但是，这种除尘方式耗水量大、易污染光伏组件，尤其是在电池板表面会残留一层难以清除的水垢，形成阴影区，极容易造

成二次积尘。经科学家的研究显示，用加入表面活性剂的水来清洗电池板表面，使水呈偏酸性，以消除水垢残留，其清洁效果最佳。

3光伏发电项目的环境效益

3.1节能减排、改善当地生态环境质量

一般来说火力发电的污染主要有两方面：一是二氧化硫，二氧化碳，灰尘等气体污染物；二是重金属污染。火电厂是以煤炭为燃料，而燃煤中含有As，Cd，Pd，Ni，Hg，Cr等多种重金属元素，这些重金属元素及形成的化合物会造成生物中毒且对土壤、水、空气等产生污染。光伏发电是直接将太阳能转换成电能不需要消耗化石燃料，在节能减排、改善当地生态环境

方面具有积极、现实的意义。

3.2防风固沙、减少水土流失

西北地区是水土流失、土地沙漠化较为严重的地区，经常爆发沙尘暴天气。而在沙漠地

区及无耕种价值的闲置土地地区，大面积的覆盖太阳能电池板，降低了地表风速，减缓风沙

危害，不仅可以起到防风固沙的作用，而且提高了土地的利用率。同时，后期的植被恢复后

对于控制沙尘暴、防风固沙也具有积极的作用。

4应用

青海省位于我国西北地区，对于光伏发电有其独到的优势：青海太阳能资源丰富，是全

国光照资源最丰富的区域之一，年日照小时不低于2250h。太阳能资源充沛，年均辐射量介

于4950一6100MJ/㎡之间，并且冰冻灾害较少，气候适合，有利于光伏电池的运行；光伏电站等其他设施的选址一般较为偏僻，而青海地区有大量的闲置土地及荒漠、戈壁地区用来建

设光伏设施，投资较少且交通便利；西海地区是国家重要的西电东送基地，“十二五’以来在

国家和自治区相关政策的鼓励下，新能源快速发展己成为本地经济发展的新增长点。

结语

本文从技术、环境的角度分析了光伏发电项目，通过分析指出，在国家行业支持政策逐

步到位后，光伏发电企业必须充分利用太阳能，合理设置光伏组件倾斜角，增大发电量，增

加光伏发电企业的经济效益；注重对光伏设备的维护工作，减少风沙对光伏发电量的影响；

光伏发电建设也有较大的生态效益，有利于保护环境，减少污染。

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