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浅析光伏发电项目综合效益评价研究

史红磊
大唐临清热电有限公司 山东省 252600
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、風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。
参考文献：
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