屋顶式太阳能光伏发电系统经济性探究

王丛

摘 要：社会的进一步发展，促使现阶段我国不可再生资源数量不断降低，此种背景下，开发新型清洁可再生能源成为当下主要任务之一，尤其是电力生产更应该加快该方面的建设。基于此，本文立足于经济性角度，分析了屋顶式太阳能光伏发电系统基本原理，研究了其应用的意义与经济性。希望以下内容的研究可以促进我国电力发展。

关键词：屋顶式;光伏发电;经济性

为更好应对当下所出现的能源问题，各个国家都在现有资源的基础上，研究各类可再生资源的应用方法，太阳能光伏发电就是其中之一，经过近几年的衍变，该技术已经从航空、商用逐渐准变为民用。但是由于此类技术应用范围较小，并且应用材料较为特殊，其所具有的经济性尚不明确。因此，对屋顶式太阳能光伏发电系统经济性研究有着鲜明现实意义。

一、屋顶式太阳能光伏发电系统概述

（一）屋顶式太阳能光伏发电系统发展情况

对于太阳能的使用是当下社会发展必然趋势，在传统化石能源不断减少的今天，此类清洁可再生资源需要发挥更加巨大的作用。立足光伏发电技术而言，早在多年之前世界一些发达国家就已经发明并且应用，主要应用在航天以及工业建设过程中，随着技术的不断完善以及人们思想意识的不断提升，光伏发电技术逐渐被应用到民众生活。此间，应用效果最为良好，应用范围最大的当属德国制定的“百万屋顶计划”，不仅很好的解决了居民日常用电问题，还促使每个居民都是一个小型发电站，为国家公共电力贡献一份力量。

我国太阳能光伏发电技术的应用发展同样十分迅速，尤其是在近几年，无论是应用数量还是建设规模都在不断增加。2011年8月，国家发改委颁布了《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》，2016年明确规定光伏发电电力价格為1.15元。此项规定的出台标志着我国光伏发电事业进入到一个新的时代。

（二）光伏发电基本原理

光伏发电技术在实际应用过程中，主要是将太阳能转化为电能，而为了达到此种目的，在系统当中将会加入特定的半导体材料，这些材料在应用过程中将会组合而成PN结。使用时，阳光直接照射在半导体材料上，此时材料将会形成电子以及“空穴”，电子和“空穴”在PN结的作用下发生运动，其中电子进入到N区域，空穴进入到P区域，此时促使外部电流产生短路，就会产生光电流，并且产生的光电流与光通量之间成正比关系。简而言之，电子与空穴的数量越多，系统形成的电力就会越大;光照强度越大，最终产生的电力会越多。

二、屋顶式太阳能光伏发电系统经济性研究

根据不完全统计，我国2018年的煤炭应用数量相比于2017年上涨了3.6%，电力消费增长了4.6%。国际IEA机构认为2019年中国煤炭应用数量将会超过世界应用量的一半以上。鉴于此种情况，加之我国环境问题的影响，发展清洁可再生能源十分必要，中国的“屋顶太阳能计划”开始实施。

立足于民用角度而言，光伏发电整体系统的设计需要重新进行考虑，必须符合经济性以及可靠性等原则，建议使用晶硅组件进行设计。但是从市场角度而言，单晶硅价格最高，高效多晶组件次之，多晶组件排在最后。鉴于此，民用晶硅组件选择多晶组件作为系统的发电转换器。在某民用太阳能光伏发电系统改造项目中，选择的太阳能发电板型号为SYK240，其实际规格为：长1640毫米、宽992毫米、厚度50毫米。项目一共应用太阳能发电板为42块，则实际装机容量为5376W。

在实际应用过程中，光伏发电系统的发电量将会受到日照时间以及日照辐射的影响。为保证经济性分析结果可靠，需要确定以上两种因素的实际数值。但是各个地区气象站所记录的日照结果属于累加值，并且光伏系统的输出功率是在外界温度25摄氏度，日照强度为1000W/m2情况下的测试出来的数值，所以应该计算出一年当中的日照峰值数。

最终经过初步统计与计算，可以得出该类型家用太阳能光伏发电系统投资各类数据，例如项目前期投资的研究费用为1500元、主体太阳能电池为24000元、并网逆变器投资9600元、设备运输与安全调试投资的为4000元等。

在我国出台的相关规定中表明，太阳能光伏发电项目将会提供部分资金补助。经过计算，本次项目整体投资费用为5.54万元。系统综合效率：年发电量4492.8kW·h，系统年运行维护费用：约占初投资的0.43%，即231.47元。如享受上网标杆电价1元，按每度1元的价格卖给电网，则年收益4204.53元。大概用7年左右收回成本。所以，屋顶式太阳能光伏发电还是有投资的可行性的;但项目的净利润不是很高，这和太阳能电池的成本和其光电转换效率有很大关系。

三、结论

总而言之，就目前我国民用太阳能光伏发电基本情况而言，所表现出的经济性并不明显，但是尚且存在投资空间以及投资可能性，造成此种情况的原因在于该类系统成本与使用效果并不平衡，但是从长远的角度而言，该类技术在未来很有可能成为电力应用的主流形式，存在较为明显的发展空间，具有良好的应用前景。

参考文献：

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