【工控中國(guó) 工控上下游】能源安全、生態(tài)環(huán)境、氣候變化已成為能源發(fā)展面臨的三大突出問(wèn)題。大力發(fā)展可再生能源已成為解決這些問(wèn)題的必然選擇。美國(guó)未來(lái)10年將投入900億美元用于支持可再生能源的技術(shù)研發(fā)，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）預(yù)計(jì)，2050年可再生能源可滿足80%電力需求；歐盟將在2020年使可再生能源達(dá)到總發(fā)電量的20%；德國(guó)更是期望在2050年達(dá)到60%；日本有望在2020年實(shí)現(xiàn)20%的目標(biāo)。　　目前，全世界絕大多數(shù)國(guó)家都將發(fā)展可再生能源作為重要的國(guó)家戰(zhàn)略，已有100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)制定了可再生能源的發(fā)展戰(zhàn)略?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)20年可再生能源將成為快速發(fā)展的重要時(shí)期。
　　
　　在可再生能源中，太陽(yáng)能發(fā)電作為重要組成部分（2014年底，累計(jì)裝機(jī)2805萬(wàn)千瓦），由于其自身的行業(yè)和技術(shù)特點(diǎn)尤其需要我國(guó)能源領(lǐng)域的專家和從業(yè)人員引起重點(diǎn)關(guān)注。
　　
　　一、太陽(yáng)能發(fā)電的成本效益分析
　　
　　以建設(shè)1萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，需占地350畝。我國(guó)年輻射量933～2330kWh/m2，中值1620kWh/m2，光伏電池的能源轉(zhuǎn)換效率約為16～18%。按保守計(jì)算，年發(fā)電量60.5MkWh。按固定上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)0.9￥/kWh計(jì)算，年度售電5446萬(wàn)元。組件成本按1￥／W，則總組建投資為6000萬(wàn)元，建設(shè)經(jīng)費(fèi)和監(jiān)控設(shè)備6000萬(wàn)元，征地費(fèi)875萬(wàn)元（2.5萬(wàn)元/畝），總計(jì)約1.3億元?？紤]運(yùn)營(yíng)成本和其它費(fèi)用，預(yù)計(jì)約3年收回成本；若按棄光率30%計(jì)算，則需5年收回成本；若棄光率達(dá)70%，則需8年。
　　
　　二、太陽(yáng)能發(fā)電的不確定性因素分析
　　
　　在政策方面，上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)受政策影響非常大，若與居民用電持平，收回成本的時(shí)間將翻倍；電網(wǎng)方面，若棄光率每增加15%，收回成本的周期將增加1年；在技術(shù)方面，設(shè)備使用壽命為20年，效率的增加和成本的下降都將縮短收回成本的周期。
　　
　　三、太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用前景
　　
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　　這種模式是一種適合我國(guó)西部地區(qū)的可再生能源發(fā)電形式。西部地區(qū)地形復(fù)雜，建設(shè)常規(guī)電網(wǎng)的成本較高，在水資源豐富地區(qū)建設(shè)小型水電站是解決當(dāng)?shù)仉娏?wèn)題的主要辦法。但單獨(dú)依靠水力資源往往不能滿足負(fù)荷需求，除水力資源外，西部地區(qū)還有豐富的太陽(yáng)能資源，所以要利用光伏的間歇性和水能的可控性實(shí)現(xiàn)水光互補(bǔ)以解決當(dāng)?shù)仉娏?wèn)題。利用水光互補(bǔ)是增加供電容量，解決當(dāng)?shù)厝找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求的有效途徑。
　　
　　（二）漁光互補(bǔ)
　　
　　這種新的分布式光伏發(fā)電是將漁業(yè)和光伏發(fā)電結(jié)合在了一起，通過(guò)在水面上設(shè)立電池板，水面下養(yǎng)殖魚蝦，達(dá)到養(yǎng)殖和發(fā)電并行的模式。這種模式極大的提高了土地的利用效率，并提高了單位面積土地的產(chǎn)值，具有“一地兩用，漁光互補(bǔ)”的特點(diǎn)。漁光互補(bǔ)的模式適宜于特色養(yǎng)殖，因?yàn)樵隰~塘上架設(shè)了太陽(yáng)能電池板，減少了光照，因此適宜于不喜光的特色魚類養(yǎng)殖。這種模式實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益上的共贏。
　　
　　（三）光伏扶貧
　　
　　利用光伏自身的穩(wěn)定收益幫助貧困戶實(shí)現(xiàn)脫貧致富。光伏扶貧既是扶貧工作的新途徑，也是擴(kuò)大光伏市場(chǎng)的新領(lǐng)域，有利于人民群眾增收就業(yè)，有利于人民群眾生活方式的變革，具有明顯的產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)和社會(huì)效益。一是利用分布式光伏扶貧，支持片區(qū)縣和國(guó)家扶貧開(kāi)發(fā)工作重點(diǎn)縣內(nèi)貧困戶安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，增加貧困人口基本生活收入。二是片區(qū)縣和貧困縣因地制宜開(kāi)展光伏農(nóng)業(yè)扶貧，利用貧困地區(qū)荒山荒坡、農(nóng)業(yè)大棚或農(nóng)業(yè)設(shè)施等建設(shè)光伏電站，使貧困人口能直接增加收入。
　　
　　四、行業(yè)發(fā)展前景的制約因素
　　
　　（一）電網(wǎng)的接納能力
　　
　　太陽(yáng)能發(fā)電具有極大的間歇性和隨機(jī)性，短時(shí)期的大功率波動(dòng)勢(shì)必影響系統(tǒng)的頻率甚至火電機(jī)組的安全。這是因?yàn)?，傳統(tǒng)火電機(jī)組的爬坡率作為硬約束將限制功率的波動(dòng)，太陽(yáng)能發(fā)電的大規(guī)模接入將來(lái)會(huì)給系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)更大挑戰(zhàn)。未來(lái)可能會(huì)限制太陽(yáng)能發(fā)電的功率變化率。
　　
　　（二）電網(wǎng)承受故障的能力
　　
　　近年來(lái)世界范圍內(nèi)發(fā)生的由故障引起的大面積停電事故不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，給人民的正常造成了較大影響，還嚴(yán)重危及公共安全。因此當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行繼電保護(hù)操作以避免導(dǎo)致更大的損失，但是繼電保護(hù)操作可能導(dǎo)致饋線上裝設(shè)電壓保護(hù)的用戶被切除，或?qū)е虑谐夥l(fā)電系統(tǒng)，這樣會(huì)使得配電網(wǎng)更加脆弱。因此需要考慮在切除故障保證配電網(wǎng)繼續(xù)安全平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，還能夠保持配電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)，而不至于使配電網(wǎng)變得更加脆弱。
　　
　　（三）政策的連續(xù)性
　　
　　在堅(jiān)持安全可靠、堅(jiān)持市場(chǎng)化改革、堅(jiān)持保障民生、堅(jiān)持節(jié)能減排及堅(jiān)持科學(xué)監(jiān)管的一系列原則基礎(chǔ)上，我國(guó)做出了一系列措施以保證經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展。2020年，太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)將達(dá)1億千瓦，按照0.45元／千瓦時(shí)計(jì)算，每年需補(bǔ)貼1314億元，而未來(lái)5年國(guó)家電網(wǎng)每年在發(fā)、輸、配電領(lǐng)域內(nèi)的投資為2400億（發(fā)電7000億，輸電2000億，配電3000億），是否能夠承受如此大的負(fù)擔(dān)是政策制定者和電網(wǎng)公司必須面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　
　　五、結(jié)論
　　
　　目前，從應(yīng)用范圍來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能發(fā)電較風(fēng)能和生物質(zhì)能等具有適用范圍廣、投資門檻底、接入靈活等特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景；從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能發(fā)電的率較高，但是不確定性仍然很大；同時(shí)，大規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電的接入將給電網(wǎng)公司的運(yùn)行和管理等提出更高的要求；從國(guó)家角度來(lái)說(shuō)，可再生能源的快速發(fā)展也意味著政府巨額補(bǔ)貼的快速增長(zhǎng)。因此，制定可持續(xù)的太陽(yáng)能補(bǔ)貼政策已成為行業(yè)能否健康發(fā)展的關(guān)鍵。