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摘要:太阳能作为一种可持续利用的清洁能源,是理想的可再生能源选择。利用太阳能光伏发电,有助于解决我国农村地区的用电问题。本文对光伏发电在我国农村地区的应用及推广进行研究。
关键词:太阳能;光伏发电;农村地区
1.农村发展太阳能光的优越性
1.1 太阳能照明设备的安装设计方面。农村没有较高的建筑物,可以为太阳能电池板大面积吸收光能提供良好的环境。太阳能电池板可以调整到最佳的倾斜角度,实现一年中吸收光能量最大化的目的。太阳能灯的选择也是一个不可忽视的因素,选择太阳灯应从其光效、使用寿命、功率以及价格等多方面考虑,尽量达到有效以及经济的目的。目前是用最普遍的太阳能照明灯就是LED 节能灯,LED 节能灯相较于传统照明灯而言具有光效好、省电以及寿命长、电路稳定等优点,LED 路灯也无需额外的电气保护工作。
1.2 建设造价与经济效益方面。太阳能路灯通过太阳能电池板发电,不存在额外耗电的问题,而主要的费用在于LED 路灯的更新上,尽管LED 路灯的价格比传统的路灯高,但是LED 路灯的使用寿命大约是传统路灯的十倍,换一次LED 路灯相当于换十次传统路灯,并且LED 路灯寿命长对后期的维护维修工作带来极大方便。总的来说LED 路灯比传统路灯更加高效更加经济,更适合在农村投入使用。
1.3 铺设和能耗方面。太阳能路灯系统无需铺设电缆且不消耗电能,铺设数量灵活多变且占地少,不消耗煤炭等资源,对环境零污染,绿色环保。
2.农村建设光伏发电的经济效益分析
2.1光伏发电成本:现阶段市场价格,每千瓦的单晶电池板价格为8000元人民币(包括变压器、逆变器、计量装置等)。多晶硅每千瓦价格7000元。
2.2农村利用房屋屋顶阳光侧安装电池板,即可解决光伏发电占地问题,又可降低夏季屋内的温度。
2.3国家对光伏发电的优惠政策:实行按发电量进行电价补贴政策。同时各省也有相应对光伏发电补贴的政策,每千瓦时0.12-0.15元不等。
2.4按照农村住房可安装电池板的有效面积,每户可安装容量为5-8千瓦的光伏发电太阳电池板,按5千瓦计算,一次性投资4万元左右。北方地区年平均日照时间3.3小时,理论年发电量5*3.3*365=6022千瓦时。
2.5电池板效率计算:系统效率=电池组件的转换效率X逆变器效率X系统损耗。由于新农建设的集中化、标准化、规范化,在安装光伏发电时可以直接接入农电低压系统,所以可以不考虑系统损耗,只计算电池组件的转换效率即可。
2.5.1温度影响:当电池板温度达到50-75度时,输出功率降低为额定功率的89%,在分析太阳电池板输出功率考虑0.89的系数。
2.5.2 灰尘影响:在灰尘积累较厚时,会影响辐射到电池板表面的太阳辐射强度,同样会影响太阳电池板的输出功率。根据相关文献数据,此因素会对光伏组件的输出产生7%的影响,在分析太阳电池板输出功率考虑0.93的系数。如果经常对太阳电池板进行水冲洗,可降低甚至忽略此因素对功率输出的影响。
2.5.3 安装角度:由于太阳电池板是安装房屋的屋顶,角度不可调整,因此在分析太阳电池板输出功率时可考虑0.9的系数。
2.5.4 实际电池板的输出功率系数:0.89*0.9*0.93=0.74如果不考虑灰尘影响的输出功率系数:0.89*0.9=0.8,即5千瓦的光伏发电设备年实际发电量:6022*0.8=4817千瓦时,按每千瓦时0.95元计算,每年发电效益4817*0.95=4576元。
2.6 投资效益计算:投资4万元,8年半可收回成本。国家对光伏发电政策补贴为投入运行后20年,20年总发电效益4576*20=9.1万元,扣除一次性投资4万元还剩5万元,去掉电池组件输出功率逐年衰减率,20年净利润4万元左右。每户每月平均用电量200千瓦时(每户平均月用电量200度),按着当前民用电价格每千瓦时0.53元计算,每户每年用电费用1272元,20年总用电费用2.5万元。即相当于在银行存入4万元,9年可取回本金、利息共5.5万元,如果每月用电量200度,可免费用电20年。
3. 农村光伏发电所遇到的问题
农村的光伏技术已经得到了很好的提升,光伏产业也得到了广泛的发展。如今农村的光伏发电各式各样,也延伸出许多模式,譬如光伏扶贫,光伏大鹏,渔光补助,林光补助等等,但是在这样的发展过程中依旧遇到了许多的难题。
首先是发电系统实施成本。虽然光伏发电的转换效率在提高,这也使得成本得到一定的降低,但是对比于其他的发电系统,其发电成本还是有些高的。对于使用分布式发电的农村而言,发电成本是高于其他用电的使用成本。按照当前的光伏发电系统成本而言,现在平均的成本为10元/w,这是远高于热能的3.5元/w。因此,大规模推广农村地区光伏能源的发电仍面临巨大困难。
其次,光伏能源的较低认知程度。在能源机构中,农村的服务人员较为少,而且没有专业的培训。那么基层管理人员缺乏有效的专业知识,也不能让光伏发电得到很好的推广。而且农村的村民们有些教育水平低,对于光伏发电还不理解,甚至还有抵触情绪存在,因此不能得到很好的推广。
最后就是缺少系统性的扶助政策。虽然我国已经制定了许多法律和政策来扶持光伏发电产业,但是相比于其他发电方式,还是有些相形见绌。而且光伏发电有些跟不上市场的发展,从光伏发电的推广中,也缺少相应的补贴来推广,所以就制约了光伏发电的产业发展。
4.解决方案
4.1加快产业研发,采用新工艺、新技术,推出高性能的太阳能电池板,目前无论是
单晶硅、多晶硅还是薄膜等电池,其光电转换率至多为16%~17%,距国际50%左右的先进水平还有较大的提升空间。
4.2将国家对新能源的政策切实落地,地、县、镇各级地方政府要将光伏发电的推广作为长期性的重要工作来抓,并与领导政绩进行挂钩。
4.3政府加以引导,以经济条件较好的乡镇、村组为龙头,批量购置、安装发电设备,可有效降低用户的平均投资成本,至少可节省30%的费用。
4.4多方扶持光伏发电,以分期付款等方式促进设备购置,银行、农村信用社可以低息甚至无息货款的方式,鼓励农户购置、使用光伏发电设备。供电部门加快对光伏电源的验收和并网发电手续办理,生产厂商提高产品质量,加强售后保修,可采用终身成本保修等方式,提高产品使用可靠性和使用寿命。
5.结语
我国的农村电网建设落后,农村的生产和生活用电户比较分散而且容量小,特别是交通不便的山区和边远地区的农村用电非常难。小型独立式的太阳能光伏装置灵活方便,虽然还有许多的不足,但是可以满足大部分农民生活用电的需要,也可以应用在一些农业用电设备中,提高农业生产的效率,同时也为我国的节能减排工作作出贡献。当然,光伏发电是一种不断发展中的新技术,相关的宣传工作还没有普及农村,农村用户对光伏产品的质量评判感到困难,由于缺乏光伏系统的设计配置知识和设备的运行和维护知识,光伏发电在农村的普及受到了影响。为此建议政府要提高农村新能源人才培训的支持力度,包括培养光伏技术应用的技术力量。
参考文献:
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[2]张雯,刘瑞丰,刘静.基于多影响因素分析的光伏发电成本及走势预测模型[J].陕西电力,2011(01):222-224.