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光伏投資成本分析范文第1篇

關鍵詞：集中式市電互補；太陽能光伏照明系統，系統配置；運行成本分析；投資回收期；

中圖分類號：TK511文獻標識碼： A

一、前言

面對人類的可持續發展，從現有常規能源向清潔、可再生新能源過渡已提到議事上來了；因為新能源是依托高新技術的發展，開辟持久可再生能源的道路，以滿足人類不斷增長的能源需求，并保護地球的潔凈；太陽能光伏發電是國際上公認并倡導的綠色發電方式，由于其既不需要燃料，也不存在煙塵和灰渣，不污染環境，不會產生二氧化碳，對大氣不存在任何影響，非常清潔。具有性能穩定，安全可靠，維護費用低，無安全隱患等特點。

二、太陽能光伏照明系統原理及特點

1、系統原理

太陽能光伏發電是國際上公認并倡導的綠色發電方式，它具有節約能源、減少污染的特點。太陽能電池組件把太陽能轉化為電能，經過大功率二極管及控制系統給蓄電池充電。充電到一定程度時，控制器內的自保系統動作，切斷充電電源。晚間，太陽能電池組件充當了光電控制器，啟動控制器，蓄電池給照明燈供電，點燃照明燈；凌晨，太陽能電池組件又充當了光電控制器，啟動控制器，切斷照明燈電源，重新開始進行轉化太陽能為電能的工作。在太陽能路燈點亮時，還能夠根據設置進行調光。

2、系統特點

①太陽能獨立電站系統使用壽命25年；

②全封閉免維護鉛酸蓄電池500AH/2V，壽命5年以上；

③太陽能電池組件：單/多晶硅太陽能電池組件效率15％以上，功率110W，壽命25年以上；

④控制系統：采用均衡維護充電，大電流快速充電，涓流鞏固充電方式進行充電，其中充電過程采用PWM調制方式，具備延長蓄電池壽命的負脈沖緩沖充電過程，使用壽命達到10年以上；

⑤使用溫度：攝氏-40至50度，具有低溫工作功能；

⑥照明時間：每天工作14小時，可連續工作3個陰雨天；

⑦功耗低：LED燈具功耗是一般高壓鈉燈的50-60%左右，具有顯著的節能效果；

⑧顯色指數高：LED燈具色溫3000-7000K可選，顯色指數80以上，LED燈具發出的光線更接近自然光，對顏色的顯現更真實、鮮艷、辨識性強。

⑨壽命長：LED燈具是固體冷光源，使用壽命10萬小時；

⑩綠色光源：LED燈光線穩定，無頻閃，無紫外線和紅外線、無不良眩光，無光污染，消除了不良眩光所引起的刺眼、視覺疲勞與視線干擾，提高駕駛的安全性，減少交通事故的發生；

三、服務區太陽能路燈系統、收費站雨棚燈照明系統設計

(一)項目概況

遼寧省海城析木服務區、析木收費站位于丹東至錫林浩特高速公路東港至海城段。析木收費站車道總數為5個，進2出3，收費站出口指向正南方向。每個車道安裝3盞，共15盞照明燈。雨棚棚頂高7米，燈頭采用120W/220V LED燈。收費雨棚為平頂設計，適合以太陽能電站的形式給照明燈供電。收費站照明燈工作時間14小時（光控整夜亮燈），按3個連陰天設計太陽能供電系統。析木服務區在高速公路兩側對稱分布，其中南北兩區路燈各23盞，燈桿高8m，燈頭采用80W/220V LED燈。本服務區采用集中太陽能路燈供電系統,以太陽能電站的形式給路燈供電。南北服務區路燈供電采用分離方式，南北服務區各安裝太陽能電站系統，供服務區路燈照明使用。服務區路燈工作時間14小時（光控整夜亮燈），按3個連陰天設計太陽能供電系統。太陽能光伏照明系統建設時原常規供電系統仍然建設，采用市電作為補充電源，提高系統運行可靠性。考慮到供電距離較遠，負載采用DC220V供電系統，以減少電壓損失，避免由于超過3天連陰天造成照明燈熄滅的情況發生。

(二)系統配置方案

1、析木收費站系統配置

表1-1 析木收費站系統配置表

負載數量 材料 數量

15盞 太陽能電池板110W/17V 90

鉛酸蓄電池500Ah/2V（帶電池柜） 110

控制器60A/220V 1

LED燈頭120W/220V 15

太陽能電池板支架9900W 1套

市電切換、匯流及配電等裝置 1套

2、析木服務區系統配置

表1-2單側服務區系統配置表

負載數量 材料 數量

23盞 太陽能電池板110W/17V 90

鉛酸蓄電池500Ah/2V（帶電池柜） 110

控制器220V/60A 1

LED燈頭220V/80W 23

太陽能電池板支架9360 1套

匯流、配電及市電切換裝置 1套

四、系統實際應用效益

(一)經濟效益

以太陽能光伏照明系統全生命周期25年為基礎，進行成本分析計算。

1、收費站雨棚照明運行成本分析。

（1）使用傳統高壓鈉燈照明系統的運行成本

析木收費站收費雨棚共需15盞250W高壓鈉燈對收費車道進行照明，平均每天照明時間為12小時，目前用電電價0.9元/kWh，考慮電價平均每年上漲0.05元/ kWh，高壓鈉燈鎮流器損耗20%，夜晚電壓過高浪費電能10%，則使用高壓鈉燈照明每年實際耗電量為：

0.25[kWh]×1.2×1.1×12[h] ×365[天] ×15[盞]=21681[kWh]

即：第一年用電費用為：

21681[kWh]×0.9[元/kWh]=1.95萬元

每年因電價上調而增加的費用額為：

21681[kWh]×0.05[元/kWh]=0.1084萬元；

高壓鈉燈系統25年消耗的電費Sn為等差數列求和，計算過程如下：

Sn= a1×n＋n(n－1)d/2=1.95×25＋25×24×0.1084÷2=81.27萬元；

式中：a1為第一年用電電費；

n為系統全生命周期25年；

d為每年因電價上調而增加的費用。

即平均每年需要電費為81.27÷25=3.25萬元；

高壓鈉燈燈泡壽命1.5年，更換一次100元/支，鎮流器壽命2年，更換一次150元/個，加上燈高為7m照明燈，需要升降車等設備運輸及安裝，因此考慮50%安裝費用，電力照明燈年運行成本統計如下表：

表1-3收費站傳統高壓鈉燈照明系統年平均運行成本統計表

項目 25年內更換次數 總投入（萬元） 年均投入（萬元）

更換鈉燈燈泡 16 3.6 0.144

更換鎮流器 12 4.05 0.162

年用電費用 ―― ―― 3.250

合計 3.556

（2）使用太陽能光伏照明系統的運行成本

太陽能光伏照明系統無電費費用，運行成本主要為設備的更換費用。由太陽能光伏照明系統的特點可知，LED整體燈具壽命為12.5年，25年壽命期內需更換一次，更換20元/W，每盞燈更換一次需2400元，全部更換一次需要5.4萬元（含50%安裝費用）；2V鉛酸蓄電池壽命為8.5年，壽命期內需更換2次，更換兩次共需15.84萬元（電池回收價值可抵消安裝費用）。即太陽能照明燈系統的運行成本為為5.4+15.84=21.24萬元，平均每年運行成本為21.24÷25=0.8496萬元。

（3）投資回收期

太陽能光伏照明系統與高壓鈉燈照明系統相比的投資回收期N為：

N=(C1B1)/(B-C)=(48.56-5.425)/(3.556-0.8496)=15.9年

式中：B為高壓鈉燈照明系統您平均運行成本；

C為太陽能照明系統年平均運行成本；

B1為高壓鈉燈照明系統初投資費用；

C1為太陽能照明系統初投資費用；

則壽命期內節約費用為3.556×（25－15.9）=31.54萬元。

2、服務區路燈照明系統運行成本分析。

（1）使用傳統高壓鈉燈照明系統的運行成本

析木服務區兩側共需46盞250W高壓鈉燈對服務區廣場進行照明，平均每天照明時間為12小時，目前用電電價0.9元/kWh，考慮電價平均每年上漲0.05元/ kWh，高壓鈉燈鎮流器損耗20%，夜晚電壓過高浪費電能10%，則使用高壓鈉燈照明每年實際耗電量為：

0.25[kWh]×1.2×1.1×12[h] ×365[天] ×46[盞]=66488.4[kWh]

即：第一年用電費用為：

66488.6[kWh]×0.9[元/kWh]=5.983萬元

每年因電價上調而增加的費用額為：

5.983[kWh]×0.05[元/kWh]=0.2991萬元；

高壓鈉燈系統25年消耗的電費Sn為等差數列求和，計算過程如下：

Sn= a1×n＋n(n－1)d/2=5.983×25＋25×24×0.2991÷2=239.305萬元；

式中：a1為第一年用電電費；

n為系統全生命周期25年；

d為每年因電價上調而增加的費用。

即平均每年電費為239.305÷25=9.5722萬元；

高壓鈉燈燈泡壽命1.5年，更換一次100元/支，鎮流器壽命2年，更換一次150元/個，加上燈高為10m照明燈，需要升降車等設備運輸及安裝，因此考慮50%安裝費用，電力照明燈年運行成本統計如下表：

表1-4服務區傳統高壓鈉燈照明系統年平均運行成本統計表

項目 25年內更換次數 總投入（萬元） 年均投入（萬元）

更換鈉燈燈泡 16 9.6 0.384

更換鎮流器 12 10.8 0.432

年用電費用 ―― ―― 9.5722

合計 10.3882

（2）使用太陽能光伏照明燈系統的運行成本

太陽能光伏照明系統無電費費用，運行成本主要為設備的更換費用。由太陽能光伏照明系統的特點可知，運行成本主要為系統部件更換費用。LED整體燈具壽命為12.5年，25年壽命期內需更換一次，更換20元/W，每盞燈80 W更換一次需1600元，46盞全部更換一次需要11.04萬元（含50%安裝費用）；鉛酸蓄電池壽命為8.5年，壽命期內需更換2次，更換兩次共需31.68萬元（電池回收價值可抵消安裝費用）。即太陽能光伏照明系統的追加投資為8.28+31.68=42.72萬元，平均每年運行成本為42.72÷25=1.7088萬元。

（3）投資回收期

太陽能光伏照明系統與高壓鈉燈照明系統相比的投資回收期N為：

N=(C1-B1)/(B-C)=110.54-23.2)/(10.3882-1.7088)=10.06年

式中：B為高壓鈉燈照明系統年平均運行成本；

C為太陽能照明系統年平均運行成本；

B1為高壓鈉燈照明系統初投資費用；

C1為太陽能照明系統初投資費用；

則壽命期內節約費用為10.3882×（25－10.06）=155.1997萬元。

3、整個系統的實際應用效益

通過三個月來對本系統的跟蹤測試及用戶的反饋信息，得到了以下結論：

（1）整個海城析木高速公路工程的太陽能發電系統平均每天總共能夠發電約134.28度。整個工程的負載每天消耗68.64度電。假設應用常規的市電高壓鈉燈，平均一個高壓鈉燈功率在250W~400W ，一天平均按12小時計算，64盞高壓鈉燈的總共可以發電192~307.2度。按照系統的負載用電量而言，該系統每天至少可為用戶節省約130~240度市電，一年便可節省下47450~86400度電。如果按照一度電0.9元計算一年下來單單負載耗電量的節省成本就為42705~77760元。其中并不包括高壓鈉燈的鎮流器耗電量以及線損的耗電量。如果算上鎮流器和線損的耗電量，起碼最少節省成本約5萬到8萬元之間。如果按照系統的總節能計算該系統能夠為用戶節省每天節省電能260.64~375.64度，全年節省成本約為10~13萬之間。

（2）本系統每天總發電量為134.28度電，而負載的耗電量為68.64度，可見發電量為耗電的1.9倍，其中還有很大的使用空間，如果把整個系統的發電量充分利用，還能節省現有成本的1.9倍，節省成本最少在19~24.7萬之間。

(二)環境效益

太陽能光伏照明系統是利用太陽能光伏發電系統原理來工作的，不消耗化石燃料，無二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的排放，清潔干凈，環境效益良好。太陽能光伏照明系統每年提供的電量為21681[kWh]，即電力照明燈系統年消耗電量。根據相關部門的數據，煤燃料火力發電每生產1 kWh電，將產生0.92千克的CO2。假設電力照明燈系統電能來源為煤燃料火電，則收費站太陽能照明燈系統年減少CO2排放量為21681[kWh]×0.92 [千克 CO2 /kWh]= 19947[千克 CO2]，服務區太陽能路燈系統年減少CO2排放量為57816[kWh]×0.92 [千克 CO2 /kWh]= 53191[千克 CO2]，。

(三)社會效益

太陽能光伏照明系統在高速公路收費站及服務區的應用，充分的利用收費站及服務區基礎設施實現了節能環保的理念，同時通過雙電源切換裝置與現有電力供電系統實現互補，極大提高了系統供電的科學性與可靠性，對于帶動人們觀念更新、環保意識增強及科技文化進步發展意義重大，它也是社會穩定、經濟繁榮的重要標志，其社會效益顯著。

五、結論

集中式市電互補太陽能路燈及雨棚燈供電系統每天總發電量為134.28度電，如果全部把整個系統的發電量充分利用，還能節省現有成本的1.9倍，節省成本最少在19~24.7萬之間。上述將收費站、服務區高壓鈉燈照明系統與太陽能光伏照明系統從運行成本、投資回收期等2個方面進行了分析，其收益顯著，在壽命期回收初始投資成本的同時，仍可節約大量的電費。

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Signal Application》,Qiong Wang，2009/11，Graduation thesis in European Solar Energy Engineering School。

光伏投資成本分析范文第2篇

關鍵詞：電網末端 光伏發電 可行性研究

中圖分類號： U665 文獻標識碼： A 文章編號：

青岡縣位于黑龍江省中南部，地理坐標為北緯46º28´~47°07´，東經125°19´~126°22´，隸屬綏化市。是黑龍江省省級貧困縣，距離電網負荷較遠，太陽輻射在黑龍江屬一類地區，如果研究光伏發電可行性，不僅對當地缺電狀況起到很大緩解作用，還可以增大地方投資，增加稅收，推動當地經濟發展。根據對全國太陽能資源分類，依據國家能源局太陽能十二五規劃，結合黑龍江省太陽能十二五規劃，再結合黑龍江及青岡縣具體資源條件，對項目初步可行性分析如下。

一、我國太陽能資源總體情況：

表1 我國太陽能資源分布

二、黑龍江省太陽能資源概況（根據黑龍江省氣候中心研究成果）

黑龍江省屬于太陽能資源豐富區，年太陽總輻射量為4400～5028MJ/m2（相當于1222～1397KWh/m2），其總輻射的空間分布趨勢為西南部太陽總輻射值最大，中東部和北部地區太陽總輻射相對較少。齊齊哈爾、大慶、綏化以及黑河、哈爾濱的部分地區年太陽總輻射值最大，在4800 MJ/m2以上，其中齊齊哈爾市和泰來縣太陽總輻射在5000 MJ/m2以上，大興安嶺大部分地區、伊春和我省的東部地區太陽總輻射低于4600 MJ/m2，其它地區太陽能總輻射在4600～4800 MJ/m2。

太陽能發電主要利用的是太陽直接輻射資源。我省太陽直接輻射年總量為2526～3162 MJ/m2，直接輻射在總輻射中所占比例較大，在0.57～0.63之間，其空間分布與總輻射的空間分布相近，我省大部分地區太陽直接輻射都在2800 MJ/m2以上。其中，西部地區齊齊哈爾、大慶、黑河、綏化的大部分地區以及賓縣太陽直接輻射在3000 MJ/m2以上。我省太陽直接輻射資源豐富，有利于太陽能光伏發電和熱利用。

我省年日照時數在2242～2842小時之間，日照時間較長，利用太陽能資源的條件較好，其空間分布與太陽能總輻射分布基本一致，自西向東減少。年平均日照時數最大值主要分布在我省的西部地區，其中年平均日照時數大于2600小時的地區主要分布在齊齊哈爾、大慶、綏化、黑河和哈爾濱的部分地區；日照時數最少的地區在大興安嶺、佳木斯東部、伊春中部和雞西的大部分地區，日照時數在2242～2400小時之間。黑龍江省的春、夏季日照時數較多。

黑龍江省太陽能資源豐富，年平均太陽輻射量為1316千瓦時/平方米，全省太陽能資源總儲量約為2.3×106億千瓦時（含加格達奇區和松嶺區），相當于750億噸標準煤。年平均太陽總輻射量大于5000兆焦/平方米（1389千瓦時/平方米）的面積為0.2263萬平方公里，總儲能11.6×103億千瓦時，主要分布于泰來縣和齊齊哈爾市；年平均太陽總輻射在4800～5000兆焦/平方米（1333～1389千瓦時/平方米）的面積為14.12萬平方公里，對應總儲能709.1×103億千瓦時，主要分布于黑龍江省西南的大部分地區，包括大慶、齊齊哈爾、綏化、黑河和哈爾濱的部分地區以及牡丹江市；年平均太陽總輻射在4600～4800兆焦/平方米（1278～1333千瓦時/平方米）的面積為22.43萬平方公里，對應總儲能1080.5×103億千瓦時，主要分布于黑龍江省中部地區，包括牡丹江、鶴崗、七臺河以及佳木斯、雙鴨山、伊春、黑河和哈爾濱的大部分地區。年平均太陽總輻射在4400～4600兆焦/平方米（1222～1333千瓦時/平方米）的面積為10.52萬km2，對應總儲能485.2×103億千瓦時，主要分布在黑龍江省東部地區、大興安嶺和伊春北部。

如果按1％可利用面積、轉換效率20％計算，全省太陽能可獲得量見表2。

表2 黑龍江省太陽能資源總儲量及可獲得量

綜合全省各地區年太陽輻射總量、直接輻射和日照時數，我省西南部地區，包括齊齊哈爾、大慶、綏化和哈爾濱南部等地，太陽能資源最為豐富，同時該地區為平原地帶，草場和鹽堿地、沙漠化地多，適合集中建設大型太陽能電站（包括風光互補電站等）；哈爾濱、大慶、齊齊哈爾、綏化、黑河和牡丹江等大中城市適合發展屋頂太陽能發電等太陽能利用。

黑龍江省太陽能資利用現狀

黑龍江大規模利用太陽能剛剛起步。我省目前已經核準的太陽能發電項目一共有五個，總裝機容量50.622 MWp，均在建。穆棱市金躍集團穆棱金太陽示范項目,建設規模為10MWp；雞西市紳港能源開發有限公司0.622 MWp光伏發電項目，建設規模為0.622MWp；雙鴨山漢能光伏發電項目，建設規模為10MWp；綏化寶利光伏發電項目，建設規模為20MWp；黑河東方綠洲光伏發電項目，建設規模為10MWp。

三、青岡縣光伏項目

依據國家能源局太陽能發展十二五規劃，“在河北北部、山西北部、四川高原地區、遼寧西北部、吉林西部、黑龍江西部和山東部分地區，穩步推進太陽能電站建設，在確保資源條件與建設條件可行的基礎上，統籌安排部分太陽能光伏電站項目。”綏化市青岡縣處于黑龍江西部，符合國家能源局規劃。

1．綏化市總體規劃

綏化市規劃大型太陽能發電項目2個，規劃容量為30MWp。

肇東光伏發電項目，位于肇東市宣化鄉，規劃容量為20MWp，計劃2012年開工。該區域主要為松嫩平原，有大面積的鹽堿地可以用于開發太陽能發電資源。

綏化市區光伏發電項目，位于綏化郊區，規劃容量為10MWp，計劃2012年開工。該區域主要為松嫩平原，有大面積的鹽堿地可以用于開發太陽能發電資源。

2．青岡地區太陽能資源情況

年平均太陽總輻射在4800～5000兆焦/平方米（1333～1389千瓦時/平方米），全年日照小時數為，年可利用小時數，年發電量為。淶源氣象站的年均太陽輻射約為5763.82MJ /m2,日均輻射量為15.79 MJ /m2。

與河北兩項目太陽能資源比較

3．青岡地區建設條件

擬建設太陽能光伏發電項目處于青岡縣永豐鎮，地貌為草原，建設條件較好。

4．青岡縣太陽能光伏發電項目接入條件分析

國家能源局2012年9月14日下發的《關于申報分布式光伏發電規模化應用示范項目的通知》要求，“示范區的分布式光伏發電項目應具備長期穩定的用電負荷需求和安裝條件，所發電量主要滿足自發自用。優先選擇電力用戶用電價格高、自用電量的區域及工商企業集中開展應用示范。”，擬建設太陽能光伏發電項目距離青岡縣新建工業園區15公里，所發電量在青岡縣境內消納。

接入系統方案擬以一回10千米10千伏線路或35千伏線路接入永豐35千伏變電站，或接入規劃建設的永豐220千伏變電站。為永豐鎮、迎春鄉、興華鎮、青岡鎮及新建工業園區供電，實現就地消納。

5.投資成本分析

10MW項目預計投資1.36億元人民幣，由于光伏組件大幅下降，目前價格月在5元/瓦左右，因此總造價比去年和前年項目大幅度降低。用地成本10MW項目約占地500-600畝，根據大慶、綏化風電項目草甸征地成本核算，一畝地在2萬左右，保守起見按4萬元計算。

10MW光伏發電項目主要成本

綜上所述，在黑龍江電網末端發展太陽能發電項目具有技術可行，經濟合理性。不僅對當地缺電狀況起到很大緩解作用，還可以增大地方投資，增加稅收，推動當地經濟發展。

參考文獻

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