光伏建筑一体化并网发电系统在某电厂的应用

丁益民，程琳，丁柱元

(1.华电国际十里泉发电厂，山东 枣庄 277103；2.华能日照发电厂，山东 日照 276800)

0 引言

太阳能是自然界中取之不尽用之不竭的能量，利用太阳能进行光伏发电，不仅不会污染空气、破坏环境，而且可替代燃煤发电，为环境治理作出贡献。光伏建筑一体化可以有效利用建筑物的屋顶和幕墙，在不增加建筑成本的基础上，为建筑提供电力，余量可接入电网，提供电力支撑。

1 光伏建筑一体化发展现状[1]

国外光伏建筑一体化的发展过程是从示范到推广，从屋顶光伏到与建筑集成，进而将光伏组件发展成为一种新型的建筑材料。我国太阳能光伏建筑一体化发电技术尚处于初级阶段，主要以发展屋顶光伏为主，但我国太阳能光伏建筑一体化发电技术的发展具有牢固的技术和政策基础。

根据国家电网公司最新实施的分布式光伏发电并网新政策，国内分布式光伏发电项目将享受全程免费的并网服务，并可以自发自用、余量上网。仅在2012年11月，国家电网公司就受理报装业务123项，总装机容量达到176.4 MW，其中绝大部分都属于光伏建筑一体化并网发电项目。

国家能源局最新调整的“十二五”规划中，光伏发电装机容量调整为35 GW。按照目前国家光伏电价补贴政策，分布式光伏发电上网补贴电价为0.35元/(kW·h)，并免收随电价征收的各类基金和附加费用、系统备用容量费和并网服务费，为发展光伏发电提供了有力的政策支持。

2 方案设计[2-3]

山东南部某电厂所在地气象站多年实测太阳辐射资料统计结果显示，该地区近31年的平均太阳辐射量为5 379 MJ/m2，多年平均日照时数为2 000 h以上，太阳辐射量和日照时数指标均处于山东省的中上限，属全国太阳能资源Ⅱ类地区，太阳能资源丰富，具有良好的开发前景。

目前市面上太阳能板材多种多样，但常用的主要有单晶硅、多晶硅、薄膜太阳能板材和聚光光伏材料。各种太阳能板材性能对比见表1。

表1 各种太阳能板材性能对比

光伏建筑一体化发电项目较地面光伏项目可以节省土地投资，在发电厂建设380 V或220 V光伏建筑一体化发电项目不仅可节省接入系统的投资还可以节省土地、建筑物及厂区道路的投资等。并网项目较其他分布式发电项目还能节省蓄电池费用。

该电厂200 kW太阳能光伏并网发电系统采用集中并网方案，如图1所示。该系统设有1个200 kW的光伏并网发电单元，该发电单元设1台200 kV·A并网逆变器，逆变器设 1个直流配电单元，直流配电单元设 12个直流防雷汇流箱；12个直流防雷汇流箱有6个回路输入，每个回路有1个太阳能光伏电池组件串，每个太阳能光伏电池组件阵列串设16块光伏电池组件。1台200 kV·A并网逆变器(最大功率电压跟踪范围为480～820 V DC，输出功率为200 kW，输出电压为270 V)经交流防雷配电柜与1台0.38/0.27 kV的变压器连接，变压器通过电缆与厂用0.38 kV配电装置连接[4]。

图1 电厂设计方案

3 经济效益分析

该工程汽机房屋顶向南，屋顶可利用面积为2 200 m2左右，推荐在该厂区范围内安装1 112块单组容量为180 W的单晶硅光伏发电组件；组件宽808 mm,长1 580 mm，光伏电站总容量为200.16 kW，预计平均年上网电量为24 万kW·h，年等效负荷小时数为1 200 h。

按照2012年的价格水平，该工程静态投资约220万元，单位静态投资约11元/W，光伏电站平均每年可发电约24万kW·h。目前山东省标杆电价为0.42元/(kW·h)，2013年分布式光伏发电上网补贴电价为0.35元/(kW·h)，光伏并网电价按0.77元/(kW·h)计算，11.9年即可收回成本。不考虑国家补贴政策，约21.8年可收回成本。

与燃煤电厂相比，以供电标准煤煤耗310 g/(kW·h)计，该项目每年可节约标准煤74 t，折合原煤904 t；每年可减少二氧化硫排放约1.45 t，一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、二氧化碳排放约1.38 t，还可减少灰渣排放约23.00 t。

4 结束语

光伏发电经济、环保，大面积推广光伏等清洁能源用于发电，将有效改善雾霾天气。光伏建筑一体化并网发电系统有效利用了现有建筑物的构架，在不增加建筑成本的同时，减少了土建费用。光伏发电和建筑的完美结合，更会使该建筑成为一道亮丽的风景线。2012年11月1日，国家电网公司《关于做好分布式发电并网服务工作的意见(暂行)》开始实施，2013年3月11日，中国国家发展和改革委员会向部分政府机构、相关光伏发电企业下发《关于完善光伏发电价格政策通知》的意见稿，为该项目提供了强大的政策支撑，使该项目更具竞争力。

参考文献：

[1]白瑞明.浅述太阳能热发电技术的发展历史和现状[J].中国建设动态：阳光能源，2007(1)：1-8.

[2]崔容强，赵春江，吴达成.并网型太阳能光伏发电系统：太阳能实用技术丛书[M].北京：化学工业出版社，2007.

[3]黄汉云.太阳能光伏发电应用原理[M].北京：化学工业出版社，2009.

[4]罗玉峰， 廖卫兵，刘波.21世纪高校规划教材：光伏科学概论(光伏专业)[M].南昌：江西高校出版社，2009.