在一些远离大电网的偏远山区和海岛,人【rén】们【men】为了【le】生活方便,常用燃【rán】油发电机来提供电源。近年来【lái】随【suí】着组件【jiàn】,蓄【xù】电池,逆变器等光伏发电设备【bèi】价格【gé】下降,光伏系【xì】统的成本逐年下降。在当【dāng】前柴油价格趋于【yú】上涨的形【xíng】势【shì】下,光【guāng】伏【fú】离网系统【tǒng】也开始进入人们的视野,实践证明,柴【chái】油【yóu】发电机组和【hé】光伏系统构成以光以主以油【yóu】为辅的发【fā】电【diàn】系统,具有更好的经济性。

在做经【jīng】济【jì】性分析时,成【chéng】本和【hé】效益应当指在【zài】系统寿命周期内的总成本和【hé】总效【xiào】益。光伏发电初期投资高,后期不需要补充原材料,是【shì】一次【cì】性投入,运营【yíng】维【wéi】护成【chéng】本低;油机发电【diàn】初始投资成本不高【gāo】,后期【qī】需要补充燃油,是多次性投入,运营维护成本【běn】高【gāo】。

1、光伏发电成本分析

并网光【guāng】伏发电系【xì】统的寿命【mìng】周期【qī】成本=投【tóu】资成本+运营维护费+财务成本,并网光伏【fú】系统投资成本【běn】,包【bāo】括【kuò】光伏组件、蓄【xù】电池,逆变器【qì】、配电【diàn】柜、支架、电缆等设【shè】备和材料购置【zhì】费,还【hái】有【yǒu】工程建设【shè】费【fèi】和交通运输费;运营【yíng】维护费包【bāo】括运【yùn】营【yíng】人员工资、逆【nì】变器等【děng】电气设备维修费【fèi】、光伏【fú】组件【jiàn】清洗费等,光伏系统运营期【qī】一般为9-21年。与燃煤燃油发电需【xū】要购【gòu】置、运输、储存能源以及处理【lǐ】残余物的情况不【bú】同,光伏【fú】系【xì】统的输入能量来自太阳,在运【yùn】营期【qī】内光伏系统不【bú】需要【yào】其他【tā】能源,也【yě】几乎不产生残余物。如果光伏阵列采用固定式安装,则光伏【fú】系统中【zhōng】没有易损的旋转部件,而【ér】组件等主【zhǔ】要电气设备使【shǐ】用寿命均在20年以上,系统的【de】维护工作量也很小【xiǎo】,每年的维护费用占系统成本5%左右。

光伏系统效益与【yǔ】发【fā】电量【liàng】成正比,而【ér】决定【dìng】光伏系统发电量的因素有光【guāng】伏组件额定容量、现场太阳辐射量和光伏系统效率。光伏组件额定容量【liàng】是在标准测试条件下得出的光伏【fú】组件输出功率【lǜ】峰值,由于现【xiàn】场【chǎng】条件不【bú】同于【yú】标【biāo】准测试【shì】条【tiáo】件【jiàn】,光伏组件实际【jì】输出电量主要取决于现场的【de】太阳辐射【shè】量。另外,光伏系统输出功【gōng】率还【hái】应当计入各种【zhǒng】损耗和【hé】老【lǎo】化降额【é】的影响【xiǎng】。

光伏发【fā】电受天【tiān】气影响非常大,阴雨天不能发【fā】电,因此【cǐ】在系统设计时,要考虑当地的天气【qì】。对用电有【yǒu】要求的用【yòng】户【hù】,还要考虑连【lián】续阴雨天的【de】天【tiān】数。

2、燃油发电成本分析

燃油发电【diàn】的寿【shòu】命周期成本为:柴【chái】油发电投资成本【běn】,主要有柴油发电机组及配套设施的购置费【fèi】、工【gōng】程费;寿命周期内的燃油费;机【jī】组【zǔ】寿命【mìng】周期【qī】内的运行维护成【chéng】本,主要有【yǒu】机组寿命周期内【nèi】的维修费【fèi】用【yòng】、机油等耗材费用【yòng】。在【zài】各项费用中,燃油费所占比重较大,它决定于柴油机组在【zài】寿命【mìng】周期【qī】内的总发电量,耗油率和柴油【yóu】平均价格【gé】。

一般【bān】情况下柴油发【fā】电机组发电【diàn】的【de】转化效【xiào】率约为31%,1升柴【chái】油的重量大约【yuē】0.835千克,0#柴油每千克【kè】柴【chái】油的热值=10200大卡/千克【kè】,约=10200*4.2J=42676.8千焦,0.835千克柴油【yóu】热值【zhí】=0.835*42676.8千焦,1度电=1000W*1H=3600千焦【jiāo】,35635.128千焦÷3600 =9.89(度电),算上转化【huà】率柴油发电机组大概1升柴油能【néng】发3度电左右。

50kW油光互补案例设计:

下面以一个50KW系统做一个对【duì】比,柴油机、油【yóu】光互【hù】补等【děng】2个系统,安装地在海岛,主【zhǔ】要负载【zǎi】是【shì】照明,风扇【shàn】,海【hǎi】水淡化设备,白【bái】天用电80度,晚上用电120度【dù】,平均【jun1】日照时间取4.5小时【shí】,连【lián】续阴雨天算2天。

油机选【xuǎn】用东风康明斯4BT3.9G2, 初【chū】资成本【běn】为4.5万元。柴油平【píng】均价格为6500元【yuán】/吨,运营【yíng】维护费按燃油费的7%,柴油运输和储存成本不同的地方相差【chà】较【jiào】大,而离网系统又在【zài】比【bǐ】较偏远的地区,有的地【dì】区运输和储存【cún】成本【běn】可能超过柴油本身【shēn】的价格了,为了计算方【fāng】便【biàn】,这个项目取5%,50kW柴【chái】油机【jī】组在1小时发电40度,要消耗10.5千【qiān】克柴油,所【suǒ】有【yǒu】成本为76.44元。柴【chái】油【yóu】发电成本为【wéi】1.9元/度。

油光【guāng】互补系统采用光【guāng】伏【fú】发电为主,以柴【chái】油机为辅助,设计蓄电池时不【bú】考虑阴雨【yǔ】天【tiān】,逆变控制【zhì】一体【tǐ】机选用HPS50,组件选用180块高效300W单晶【jīng】组件,18块串联10并联,总功率54KW,215块【kuài】蓄电池2V500AH,初期投入【rù】45万。

       柴油机和油光互补系统对比:

由【yóu】于近年来并【bìng】网光伏系【xì】统及关键部【bù】件【jiàn】的价格持续下降【jiàng】,高效组件已降到【dào】2.5元每瓦,离网光【guāng】伏发电和燃油发电【diàn】相比,已经具有很大优势。

在无电网地区,柴【chái】油发【fā】电机组与光伏系统构成混合供电系统,与柴油机组【zǔ】单独【dú】作相比,维护成本【běn】低,无【wú】噪声,发【fā】电成本也低。和纯【chún】离【lí】网光伏对比,可节【jiē】省大量昂贵的蓄【xù】电池,综合发【fā】电成本也【yě】就低下来了【le】。