时间：2023-05-29 18:21:45
关键词：总平面布置；光伏阵列；间距计算
1.概述
本文以西北地区某光伏电站为例介绍总平面布置流程，该电站组件采用255Wp多晶硅组件，主要参数为：外形尺寸1640*992*40（长*宽*厚，单位为毫米），峰值功率255Wp，最佳工作电压30.3 V，最佳工作电流8.26 A，开路电压37.3 V，短路电流8.90 A，开路电压温度系数-0.33/℃。逆变器采用国产500kW逆变器，最高允许直流输入电压为1000V，输入电压MPPT工作范围为450～850V。
2.光伏电站总平面布置流程
2.1.串并联数设计
根据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012中6.4.2相关公式，可以计算出，本工程光伏组件串联数量为22。
按上述最佳太阳能光伏组件串联数计算，则每一个组件串的额定功率容量为5.61kWp。对应于所选500kW逆变器，至少需要90个组件串。考虑逆变器效率、系统损失及逆变器1.1倍过载系数，最终确定每个500kW逆变器所配光伏组件串数为90～98路。
2.2.方位角选择
固定式支架一般朝正南方向放置。
2.3.计算倾角
目前，在光伏电站的工程设计当中，有三种方法比较广泛的应用于最佳倾角的选择，分别是：RETScreen软件、PVSystem软件，及Klein.S.A和Theilacker.J.C的天空异向模型公式。理论计算和实践结果都表明，在最佳倾角附近选择倾角，倾斜面上的总辐射量相差很少；在工程项目设计中，为减少占地，节省投资，可以选择较小的倾角。本工程通过计算，光伏阵列安装最佳倾角取36°。
2.4.间距计算
光伏阵列间距按以下原则进行布置：根据《光伏发电站设计规范》条文说明部分的第七节“站区布置”，无论是固定式还是跟踪式均应保证全年9：00～15：00（当地真太阳时）时段内光伏方阵不应被遮挡，即冬至日当天9：00～15：00时段内光伏阵列不应被遮挡。
2.5.总平面布置
先布置一个发电单元，再结合地形进行整体布置、路网规划及局部调整。
3.总平面布置方案比选
方案一：阵列2行22列竖排布置，通过计算，阵列南北中心距7.78米，考虑0.2米施工误差，取8米。此方案平面布置如图1，占地15770平方米，共94个阵列，装机规模1054.68kWp，每个1MW发电单元占地14950平方米/MW。
方案二：阵列4行11列横排布置，通过计算，阵列南北中心距为9.44米，考虑0.2米施工误差，取9.7米。此方案平面布置如图2，占地16858平方米，共布置有94个光伏阵列，装机规模1054.68kWp，每个1MW发电单元占地15980平方米/MW。
方案三：阵列2行22列横排布置，通过计算，阵列南北中心距为4.69米，考虑0.2米施工误差，取4.9米。此方案平面布置图如图3，占地17122平方米，共90个组串，装机规模1009.8kWp，每个1MW发电单元占地16960平方米/MW。
图1 2行22列竖排布置 图2 4行11列横排布置 图3 2行22列横排布置
横向布置方案中，每个阵列可选2行和4行，2行安装方便，但占地最大，电缆、钢材等工程量会增加，总投资成本增加，但发电量未有有效提高，不可取。4行11列横排布置比2行22列竖排布置单位MW占地面积大，电缆、钢材等工程量相应增加，且施工时最上面一块板安装较费劲，后期组件的维护清洁不方便。
4.结论
通过比较，竖排布置方案较优，规模越大越明显。2014年9月1号国土资源部出台《节约集约利用土地规定》，指出要完善现有的标准体系，并继续进一步研究诸如光伏产业、公共图书馆、博物馆等用地的标准。节约土地及光伏用地规范也将是光伏电站总平面布置的大原则。有文献通过理论分析指出，横排布置能在某种程度上提高发电量，但是，光伏电站发电量与光伏电站运维管理水平有很大关系，因此目前尚无实际运行电站的对比数据，随着对已运行光伏电站数据的不断收集，作者将更进一步论证各种布置方式的优劣，提出更为合理的光伏电站总平面布置方案，供光伏发电从业人员参考。
参考文献
[1] GB50797-2012《光伏发电站设计规范》[M].北京：中国计划出版社，2012
[2] 丁明，刘盛， 徐志成.光伏阵列改进优化设计方法与应用[J].《中国电机工程学报》.2013.34.
[3] 杨辉东，孙建.太阳能光伏电站总平面布置及竖向设计优化.《太阳能》[J].2012年第13期
我国作为能源消耗大国，在2008年前后我国已经开始着手开发大型地面光伏电站，进入2011年光伏电站产业进入高速发展期，但限于需求量大、增速快、技术研发不到位等因素限制，现阶段我国地面光伏电站项目工程建设、管理方面问题突出，存在一定质量和安全隐患。展开相应的研究和实践，对于推动相关产业发展具有积极意义。
关键词：
光伏电站；工程管理；建设
经济社会的快速发展，使环境污染问题成为一个全球性突出问题。绿色经济、清洁能源成为备受瞩目的关键词，现代经济社会发展对于更为清洁和环保的能源需要越发强烈。太阳能作为可持续利用的自然资源，将阳光转换为电能已经成为太阳能利用的主要方式。从应用角度分析，展开地面光伏电站项目工程管理研究具有一定实用性价值。
1大型地面光伏电站的项目特点
随着大型地面光伏电站施工项目的增多，该项目的基本特点更加突出，其施工和管理他特点决定着光伏电站的发展未来。
1.1项目分布不够平衡
我国主要的大型地面电站更多集中在西北地区，西北地区相对地广人稀，基础设施建设存在滞后问题，进而对电站建设造成影响。同时由于西北气候特点、地质特点和环境情况，使得光伏电站施工面临更多挑战。由于西北地区冬季不适宜光伏电站的施工，进而使得大部分的地面光伏电站一般从4月份开始到11月份就已经结束了，施工期只有半年时间。
1.2政策导向因素突出
政策使得光伏电站项目阶段性突击开工建设的现象频发，这一现象也成为该项目的一种主要特点。现阶段我国国内光伏电站产业发展更多需要政策扶持和推动，每一个政策出台后，都能够引起项目的集中开工建设。尤其是政策利好落地之前，更是容易出现抢工建设情况。政策导向使得我国光伏电站总量呈现出跳跃式增长趋势。根据中电联统计信息，截至2013年末我国国内光伏累计装机容量达到16.5GW，在2013一年当中就已经完成了10GW，2014年不完全统计，年内新增装机总量已经超过10GW。
1.3大型地面光伏电站建设集成度高
限于建设周期短等因素，现阶段我国国内大型地面光伏电站项目建设集成度高，短期采购量大，需要从系统管理角度将设计、采购、施工、管理高度集中，进而才能降低成本、提升效率。同时限于项目建设位置等因素影响，一般情况下，大型光伏电站项目因交通不便需要整体协调的工作非常多，形成系统化工作程序和流程有助于进一步提升工作效率，确保项目的整体质量。在光伏电站施工作业过程中因设备分散、需要实现分区域安装，施工的区域范围非常大，安装工程则多集中在阵列区。一般情况下一个20WM的广泛电站面积约为0.8平方公里，在施工中一部分工作属于重复性作业，做好阵列区工程施工时确保电站项目能够顺利完工、控制施工成本的关键所在。
2大型地面光伏电站项目中存在的问题
目前在大型地面光伏电站项目工程管理过程中出现了管理效能低、管理不科学等问题，这些问题的出现一定程度上影响着施工作业进度，甚至容易影响工程质量，导致工程难以达到预期的实际效果。
2.1管理效能低
一些地名光伏电站项目当中存在管理效能低，施工成本控制不到位的情况，个别项目甚至出现管理滞后、违规操作的问题。相对于其他一些投资项目而言，光伏电站项目的投资回报率虽然较高，但是其投资的周期长，如果在建设过程中不注意成本控制，那么无疑将延长投资回收周期。施工项目管理要遵循基本的管理原则，同时也需要结合光伏电站的实际情况。造成管理效能低的主要原因是施工作业方存在不注重管理的问题，使得管理人员管理规范化意识弱化。
2.2成本控制不到位
地面光伏电站项目的整体投入高，如果做不好成本控制很容易导致项目的投资回报周期延长。对于成本控制而言，光伏电站施工方应结合施工要求和成本投入情况做好工程预算，避免额外非预算支出。一些项目最终的实际投入要超预算近20%左右，可以说较高的额外成本多数源于采购端成本控制不到位。
2.3施工标准化水平问题
地面光伏电站项目的施工标准化是决定项目有序展开和高质量达到施工建设目标的关键所在。但在实际的施工过程中标准化问题较为突出，限制了施工作业水平的提升。如存在材料缩水问题，工程项目施工过程中，原材料引起的质量问题往往都是隐性的，不容易被发现，如在光伏支架方面，地面光伏电站需要大量光伏支架，部分项目使用非标准厚度和参数的支架，进而降低了电站的承重、抗风和抗地震能力减弱，无法达到原先的项目设计要求。
3大型地面光伏电站项目工程管理的具体实施
3.1设计管理
大型地面光伏电站项目工程管理质量、效率高低，首要因素是设计管理水平，设计管理要将设计技术和现场实际情况结合起来，进而才能通过科学规划和分析研究，设计出适合项目实际施工条件的技术方案。针对光伏电站项目而言，设计管理主要包括光伏阵列区设计、电气设计、基础土建设计、房建设计、辅助设施设计。科学实现设计管理才能使后续施工符合实际要求，进而提升光伏电站项目的整体质量。
3.2采购管理
采购管理是地名大型光伏电站项目能够顺利建设的基础保障。采购管理关乎到成本控制和工程质量。一般情况下光伏电站项目的采购设备主要是光伏组件、组件支架、逆变器、光伏监控系统、箱变等电气一次设备等。在建设过程中光伏组件、逆变器和箱变的用量非常大，采购成本高低对于对项目施工和项目运营所产生的经济性影响大。在光伏电站项目当中要积极提升招标采购的规范性，提升采购的效率，严格按照采购标准实施采购，进而为施工提供优质材料，确保工程质量。
3.3施工管理
施工管理的基础要求就是要严格按照施工计划和方案开展施工，确保各个施工环节能够达到标准要求。同时要做好定期的检查和监管，对于地面光伏电站项目施工而言，必须突出环境因素影响，在施工中注重对环境的检测，避免气候和环境对施工造成影响。
结束语
地面光伏电站项目的工程管理是一个持续性话题，从安全、规范施工入手，结合项目特点展开管理已经成为必然。而科学做好设计管理、采购管理、施工管理等方面工作，将成为科学实现施工目标的关键。
作者：梁雅淼 单位：中国能源建设集团广东火电工程有限公司
参考文献
[1]余祖良,陈魁.光伏电站方阵基础的施工方法探讨[J].企业科技与发展，2013(9).
分布式光伏进入快车道
过去，国内光伏产业主要发展集中式大型地面电站。截至今年3月，我国完成了集中式光伏规划目标，但分布式光伏的完成情况并不乐观――仅完成规划目标的26.65%，两者差距巨大。在欧洲，应用光伏发电的大型地面电站仅仅占30%的应用容量，而屋顶的分布式光伏发电占70%。随着近几年国家对分布光伏发电的政策支持，不管是从土地资源稀缺、能量有效利用等因素分析，未来分布式电站将成为主要发展方向。
2013年8月，国家发改委出台《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》，完善光伏发电价格政策，对分布式光伏发电实施0.42元/千瓦时的补贴政策。2014年9月，国家能源局《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》，明确指出在项目备案时可选择“自发自用、余电上网“或“全额上网”，其中“全额上网”项目的全部发电量由电网企业按照当地光伏电站标杆上网电价收购，分布式光伏的竞争力得到进一步提升。
今年3月，国家能源局下发《2015年光伏发电建设实施方案》，提出全年新增光伏建设目标为17.8GW，比去年实际完成量提升68%。作为光伏发展的重点，屋顶分布式光伏发电及全部自发自用地面分布式光伏发电项目将不限制建设规模，光伏电站建设获实质性推动。之后全国各地又出台光伏扶贫等系列扶持政策，山东、陕西、新疆、湖北、江苏、河北等多地出台了地方性光伏扶持政策，分布式光伏大有“后来居上”之势。
其中，上海去年5月推出了补贴电价政策（地方补贴0.42元/千瓦时），算得上内地地方性补贴力度相对很给力的地区。国家和地方双重政策刺激下，上海家庭屋顶光伏项目的安装量也在直线上升。分布式电站承建方航禹太阳能科技坦言上海去年的安装量就已达数百户之多，远超2013年，推广屋顶光伏项目较以往轻松许多。
63万元企业光伏4.5年回本
家住上海普陀区的吴小姐在2013年就安装了一套个人光伏发电系统，此后陆续收到了补贴。吴小姐的光伏发电项目是三千瓦，总计投资了三万元，发电量为1589千瓦时，发电四个半月。这期间，她获得了总计572元的光伏发电补贴，上网电费为477元，自用电费节省了362元，收益为1420元。目前在上海，家庭屋顶光伏电站安装人群以别墅居民为主。上海实施的是阶梯电价，第一档是0.617元/千瓦时（3120千瓦时/户‘年，下同），第二档（用电量3120千瓦时―4800千瓦时）的执行电价是0.677元/千瓦时，第三档为0.917元/千瓦时。而别墅电费大约是在第三档。
航禹太阳能科技负责人称，安装了光伏电站之后，所有屋顶所发电量是自发自用，每发一千瓦时，国家、地方给个人安装者的补贴总计0.82元（0.42元+0.4元），而0.917元每千瓦时的原电费就不必再交了，“如果屋顶上还有自家没用完的多余发电量，还可输送至电网。”
考虑到经济收益，一些企业也开始考虑安装光伏设备。一家位于松江的民营服装企业贝石特山，就在厂房屋顶架着64千瓦的分布式光伏设备。光伏系统每月可发电6000余度，能满足企业14%的电力需求。这意味着该公司一年不仅可以向国家电网少交近九万元的电费，还能获得约4.8万元的补贴。两项相加，便是每年14万元的直接收益。考虑到整套光伏系统的总投入是63万元，企业只需四年半的时间便能收回投资。而接下来的20年，按照保守估计，这套光伏系统还能为企业每年带来至少十万元左右的净收益（电费不涨价情况下），总计约200万元。
贝石特山的光伏系统解决方案提供者Solarzoom光伏亿家，则搭上了分布式光伏的顺风车，其创始人刘昶宣称：“2015年是中国全民光伏时代的元年”。
大数据优化运维
工信部网站2015年1-s月电子信息产业固定资产投资情况显示，光伏相关行业投资回升，同比增长62.8%，比1-4月高0.8个百分点，比去年同期高66.6个百分点。可见，光伏行业正在回暖，而分布式光伏电站的崛起，又开始让人们关注到电站的运营市场。
数据显示，目前国内累计的光伏装机总量在28.05GW左右，而按照运维成本一般占光伏电站收入的8%来计算，每年光伏电站运维市场规模将接近34亿元，这意味着市场对电站的运营维护提出了更高的要求。于是，不少光伏公司正在不同程度上利用互联网，试图用大数据来影响光伏行业的运营与管理。
今年4月1日，国内的逆变器龙头阳光电源宣布与“阿里云”达成战略合作协议，利用全新的“智慧光伏云iSolarCloud”平台，可管理总计100GW的光伏电站，支持地面、屋顶以及户用各种类型的应用，每年预计可提升光伏电站收益3%-7%。
此次阳光电源涉足互联网，被行业认为是光伏互联网合作迈出坚实的一步。阳光电源副总裁赵为称：“光伏发电将从单一的电站管理进入集团化电站管理阶段。”
去年5月，协鑫集团先后宣布了与“中民投”合作建立100亿元基金、将分拆光伏电站业务借壳上市的港股公司森泰集团正式更名为协鑫新能源的消息。业界认为，这意味着协鑫集团初步为光伏下游应用业务（地面电站及分布式）搭建了银行贷款、上市公司两个融资平台，并试图通过一种新模式促进分布式光伏应用的拓展。
协鑫集团目前已经建成并布局“六位一体”能源微网、清洁能源电商交易平台、能源智能建筑、区域能源互联中心、“能源+互联网金融”等领域。在从多晶硅到光伏电站全产业链生态圈的构建中，互联网将成为协鑫集团整合金融、产业、市场及服务等各种资源的重要工具。
此外，数月前，作为能源互联网技术服务提供商的远景能源，也推出了以太阳神名字“阿波罗”命名的第三方光伏电站管理云平台。该平台借助大数据和高性能计算技术，以云服务的方式为行业提供免费平台，助力投资商、开发商全面管控新能源投资风险。远景能源想做的不仅仅是电站监控，而是打通光伏电站的数据产业链。按照远景能源的设想，未来投资人如果有收购光伏电站的意向，通过阿波罗平台即可了解运营数据再由远景能源根据风控标准，给出电站的第三方估值作为交易参考。
互联网金融破解融资难题
借力“大数据”来维护运营光伏设想很美好，但是作为中国光伏行业发展的未来――分布式电站所占比例依然很小，其中一个绕不开的话题就是融资。和欧美等国家的项目相比，我国光伏项目的融资利率一般要高出2-4倍。
对于金融机构来说，“分布式项目太分散”则是现阶段制约其放贷的最大瓶颈。分布式光伏电站个体太分散，且每个屋顶的所有权和经营模式、所处地域的电费补贴都不一样，使得金融机构的参与存在操作层面的障碍。加之工程安装公司规模小、施工质量参差不齐等，令融资机构对光伏项目更加慎重。
而对开发运营商及工程安装公司（EPC）来讲，做小型电站和大型电站人员配备和项目流程几乎相同，付出的人力、物力和时间都差不多，然而如果大团队专注在小型分布式电站开发运营，人力成本及收益风险将大幅提高，因此企业对小型项目避之不及。
在很多业内人士来看，互联网的介入或许会让光伏融资难的问题得到更好的解决。SPI阳光动力能源互联网股份公司董事长彭晓峰，在调查了多个发达市场案例后发现，电力投资是所有投资里面回报最安全的，“基本上欧美大量的电站资产是持有在基金、银行和保险基金手上，因为资产回报非常稳定。目前太阳能资产评级跟国债是一个级别。”所以他决定筹备国内首款以光伏电站为投资标的的互联网金融产品――绿能宝。
据悉，绿能宝目前的模式是，用户按份购买已经建好或者待建的太阳能电站电池板，然后按月稳定收取光伏电站发电产生的收益，建好的为9%，待建的为10%。作为国内首款以光伏电站为投资标的的互联网金融产品，绿能宝上线两个月的融资额就达将近两亿元。
彭晓峰表示绿能宝是解决中国分布式发电电站建设融资难的平台，希望借此把互联网金融和新能源结合在一起。
招行首涉光伏信贷
去年2月，招商新能源集团旗下联合光伏携手国电光伏和网信金融（众筹网）等，在深圳共同启动光伏互联金融战略合作，希望通过互联网众筹的新模式在深圳前海新区联合开发全球第一个兆瓦级的分布式太阳能电站项目，这是国内光伏电力行业与互联网金融的第一次牵手。
而在招商银行总行战略客户二部副总经理杜毅看来，分布式光伏要变成有吸引力的生意，商业银行需要控制风险，也需要信息汇总和对称。这个时候，一个专业化的互联网平台就应运而生。
互联网平台寻找资金方，而银行也寻找有稳定收益的信贷业务，于是招商银行和光伏产业互联网平台Solarzoom光伏亿家的合作有了契合点。今年6月25日，双方在上海签署了两项合作协议：“招商银行与Solarzoom光伏亿家战略合作协议”，“招银国际（招商银行全资子公司）与Solarzoom光伏亿家股权投资协议”。
这意味着，全国范围内，在Solarzoom平台上申请融资的分布式光伏电站项目，通过Solarzoom的资质审核之后，可以获得招商银行五年期的无抵押贷款，单个项目的贷款额度为50万-3000万，相当于70KW-5000KW的装机量，对应屋顶面积差不多是1000-10000平方米。在当天，首批通过该光伏信贷模式向招行融资的分布式电站项目也进行了项目合作仪式签约，合作企业包括汉能控股集团、浙江爱婴时、苏州航天特谱等。
在此之前，银行对于分布式光伏电站领域则鲜有涉猎。招商银行此次大胆出手，首次涉猎分布式光伏领域。
Solarzoom的独特新模式
2014年底转型为光伏电商和分布式电站的融资交易平台SOLARZOOM，需要成为分布式光伏市场中承载小微贷款的载体，这就要求它具有三个功能：1、采购与销售交易撮合；2、信息对称；3、一定的资金融通收付功能。杜毅称，Solarzoom本身就是一个入口，从BBS开始就有自己的会员和流量，如果屋顶业主有安装需求，那Solarzoom就给其提供一揽子的计划解决方案，银行只是一整个“服务链条”中金融服务的一环，是金融的服务商，借助Solarzoom平台撮合交易，将金融资源配给到客户端。
光伏亿家Solarzoom称其业务模式有些像“京东”+“阿里巴巴”。像京东模式，是因为Solarzoom在做光伏组件的电商，企业和个人可以在网站上采购设备；同时，在Solarzoom平台上进行融资申请的项目，组件必须从Solarzoom的电商平台采购，保证原厂原单，并且拥有25年组件质量保险。而像“阿里巴巴”的模式，则是指，Sohzoom在分布式光伏电站项目建设过程中，扮演屋顶业主和EPC公司之间多功能的第三方平台，提供EPC厂商目录推介、融资、施工监测、中立交易、电站检测和后期运维等服务。
具体地说，如果一位户主要给自己的屋顶安装光伏电站，他可以在Solarzoom的网站上寻找EPC供应商，并获得电站施工监测和后期维护等服务。另外，户主可以在Solarzoom网站上提交项目申请，通过Solarzoom的信用审核之后，此项目就能获得招行的无抵押贷款（首付30%，五年期，利率7%），有点类似于按揭买房。和按揭买房不同的是，这是一门可以盈利的生意，且收益率并不小，贷款还清之后，年收益率可以达到40%。
格尔木市辖区地域辽阔,自然条件独特,年平均日照时间高达3300个小时以上,年平均太阳总辐射量达66万MJm2,是全国太阳辐射量最丰富的地区之一,光热资源十分丰富。
华能国际电力开发公司是中国华能集团公司控股的中外合资企业。据了解,2009年5月,我国五大电力集团之一――中国华能集团公司与青海省政府签订了《能源战略合作框架协议》,格尔木10MW并网光伏电站工程是中国华能集团公司落实框架协议建设的第一个具体项目。该工程规划总装机容量为10MW,一期工程设计安装5MW并网光伏发电系统,工程采用国内先进的多晶硅和薄膜电池组件、逆变器技术。工程今年底建成后年上网电量1675万kW・h,年利用小时数1623h;与火电项目比较,这一项目每年可节约标准煤5400t,减少二氧化碳排放1.6万t,减少一氧化碳排放62t,减少二氧化硫排放60t,是一种理想的发电方式,体现了新能源领域的发展方向,属于国家重点鼓励和支持的产业。
国电宁夏中卫光伏发电站项目正式开工
2010年5月26日,国电宁夏中卫10WMp光伏电站项目正式开工建设。项目位于腾格里沙漠边缘地区,占地24.4万m2建设容量10WMp,总投资21321万元,是国电集团在宁夏战略发展的重点项目和宁夏分公司成立后开工建设的第三个新能源项目,计划今年年底投产发电。
据初步估算,该项目等效满负荷运行小时数为1501时/年,年上网电量约1501万kW・h,与同容量燃煤发电厂相比,以标煤煤耗平均350g/kW・h计算,每年可节约标煤约5134.4t,减少烟尘排放量约46.8t,二氧化碳约9591.5;万t,二氧化硫约70.2t,氮氧化合物约46.8t。
针对项目位于沙漠边缘的实际,国电宁夏分公司、项目公司和设计单位经过实地勘测,大胆在环境保护方面进行了创新尝试,即在电池方阵下种植低矮耐寒的绿色植被,降低电站地表温度,减少水份蒸发量,力争将电站建设成为真正的绿色环保项目。
云南石林20MW光伏电站成功并网发电
2010年5月25日,设计装机容量位列亚洲第一的昆明石林太阳能光伏并网实验示范电站一期20MW项目正式并网发电。此次并网的20MW项目,采用了阳光电源的系列大功率并网逆变器。
石林太阳能光伏并网实验示范电站总装机容量为166MW,由华能澜沧江水电有限公司和云电投新能源开发有限公司投资开发。其中华能投资的建设规模为100MW,总投资约50亿元;云电投投资建设规模为66MW,总投资约40亿元。此次并网发电的20MW项目使用了阳光电源自主研发的
系列大功率并网逆变器。该逆变器在可靠性、转换效率、电能质量等各项技术指标均达到了国际先进水平,并满足中国国家电网的最新要求,先后通过金太阳,CE,KEMA等产品认证,并被成功应用于上海世博会、敦煌特许权招标20MW示范电站,宁夏太阳山、宁夏石嘴山等大型大型光伏项目。
Abstract： This paper briefly introduced the characteristics of mountain photovoltaic， made a brief introduction of solar resource in Yunnan province， the author took part in the construction of Yongren Xiutian first phase as the second batch of photovoltaic project， this paper stated benefits obtained by the project development， and put forward the key points in the process of construction of mountainous region photovoltaic projects in Yunnan province.
P键词：山地光伏；秀田电站；效益；关键环节
Key words： mountain photovoltaic；Xiutian station；benefits；key points
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0005-02
0 引言
山地光伏项目具有装机容量大、地形起伏较大、施工难度较大、林地手续办理复杂等特点，特别是云南省内光伏项目，基本布局在山地区域，云南境内大部分地区地势较高，山地、高原占全省总面积的94%，地表上空大气层厚度较薄，空气密度小而大气透明度高，太阳辐射获取量比平原地区多。本文简述云南省光伏现状，对山地光伏项目管理进行初步探索，结合永仁秀田一期二批项目建设实践，提出云南省内建设山地光伏项目的关键环节。
1 云南省光伏综述
根据云南省太阳能资源评价有关报告，云南省太阳能资源开发最佳开发区定义为：年太阳总辐射在6000MJ/m2.a以上，年日照时数在2300hr以上，年日照百分率在61%～53%之间。主要分布在丽江市中部和东部，大理州东部，楚雄州西部和北部。此区域内有12个县，国土总面积为36603km2，占全省总面积的9.29%[1，2]。
截止2016年底，云南省光伏发电累计装机容量208万千瓦。其中，楚雄北部区域永仁县已建成的光伏电站在规模上位于全省前列。全县四个光伏发电项目总装机规模达17.5万千瓦。
2 山地光伏项目管理探索
2.1 山地光伏项目建设流程
根据笔者建设山地光伏的项目管理经验，一般山地光伏建设首先选择合适区域，以公司为主体与地方政府签订开发协议，委托设计单位开展预可研相关工作，确认实施条件后，在地方政府有建设指标时，组建地方公司，向地方政府申请备案，与电网沟通接入批复，开展可研阶段用地论证，完成各个专题研究工作，与地方政府签订征地协议，开展施工、支架、组件、电气等招标工作，开展项目建设管理，生产队伍同步进入，并网运行各项准备工作。
2.2 山地光伏的特点难点
山地光伏受地形、政策、林地、工期等综合影响，具有独特的特点难点，主要体现在：地形条件复杂，光伏组件、集电线路布置难度大；设计施工周期短、难度大，项目管理协调难度大；限制因素较多，建设方案易反复；支架及支架基础设计要求高[3]。
2.3 山地光伏管理经验交流
可研阶段论证好用地范围，优化用地规模；选择好光伏支架基础和结构形式；电气设计变更与光伏方阵布置设计变更保持同步；选好防雷接地材料和连接方式；开展好组件到场质量检测；做好防火带、防火沟的布置[4]。
3 永仁秀田一期二批项目建设实践
3.1 项目开发简介
云南省永仁县秀田并网光伏电站一期二批（30MWp）工程位于云南省楚雄州永仁县东北面，距县城直线距离约6km，一期由于林地规划及接入系统受限问题，分两批建设，故本工程在位于一期首批（20MWp）工程西侧约3km处重新选取场址。采用国产255Wp系列组件，方阵支架为固定支架，建设30个1MWp太阳电池方阵。一期二批与首批工程共用110kV升压站，通过110kV线路整体以1回110kV改接至220kV方山变。本期改接新建线路长约4.4km，秀田光伏电站至220kV永定变送出线路全长约11.9km，导线截面均选择为240mm2。场址位于108国道和永元高速北面，场址南部至108国道仅4.5km，交通方便。地方政府成立了征地及建设协调工作组，具体负责征地补偿及建设协调工作。补偿标准按《永仁县征地统一年产值补偿标准和征收土地地上附着物补偿标准实施方案》执行[3]。
3.2 项目开发创造的效益
送出效益突出：永仁秀田并网光伏电站一期一批装机20MWp，送出工程T接至盛源线35kV线路，由于线路负荷原因，导致一期一批项目发电年利用小时数在1400小时左右，极大制约了项目效益。目前，根据项目运行情况，项目的利用小时数解决达到1500小时，同时节约T接线路损失和管理费，提高送电设备可靠性、稳定性。
投资控制得当：项目单位千瓦静态投资8400元/kW，大幅度降低工程造价水平，同时因与一期一批共用一个升压站，集约化运行，电站运行人员相对较少，节约人工成本。
区域占比提升：本项目的完工，单体光伏项目达到50MWp，约占永仁县以建成光伏电站的30%，极大提高项目在永仁县的区域比重，且本项目创永仁县光伏项目质量第一、美观第一、速度第一的品牌，受到地方政府、上级单位的高度评价。
补偿惠及当地：项目所在地村委会组织4个村小组提供了约1000亩的荒山林地，由于缺乏水源，历年来基本未开发，项目征地补偿费用接近1300万，极大地带动区域内经济发展，一跃成为当地开发光伏项目促经济发展的示范工程。
4 云南省山地光伏项目关键环节
光伏项目具有“短、平、快”特点[4]，尤其目前各区域实行“6.30”价政策，往往项目建设时间短，建议在项目建设前期，优先做好可研阶段各项工作，各类专题工作同步推进，同时做好项目关键的几个环节。
4.1 征地问题协调先行
光伏项目，特别是山地集中式光伏，占地面积大，约300亩/万千瓦，由于土地、林地涉及产权、林权，往往具体实施时，操作难度较大，以永仁县一期二批项目为例，项目林地涉及两村交界，祖坟归属、集体林地开垦、林权证土地证交叉等等诸多问题，应及早开展土地、林地协调、调查、手续报批工作，按目前用地审批流程规定，超占、多占林地将给予严重处罚。
4.2 组织组件、支架、电缆、电气设备交货问题
光伏项目需要的组件、支架、直流电缆量巨大，招标完毕后，应尽量委托组件监造单位派驻厂家实施监造，确保组件质量问题。建议尽早联系支架、电缆供货单位，不至于由于材料断货而引起的工期问题。建议做好厂区防盗问题，加大施工期间安保力度，确保项目材料安全保障。建议电气设备安全稳步有序，特别是注意电气设备相互影响问题，往往开关柜、二次设备、主变设备、送出保护设备涉及不同厂家，注意到货设备相互影响，以免设备场地、设备安装交叉问题，导致项目进展缓慢。
4.3 做好变电站间隔协调
建议项目前期关注拟接入变电站的设备选型问题，以免招标时设备型号反复，造成时间耽搁，各类中试试验提前进行，重点做好设备通讯联调、返送电调节，确保光伏项目一次投产成功。
参考文献：
[1]林文贤，吕恩荣.云南省太阳辐射资源研究――总辐射[J].云南师范大学学报，1990（1）：27-38.
[2]宛芳，薛敏，罗会龙，段彬彬，雷丽娜.云南省太阳能资源及太阳能利用进展[J].煤气与热力，2009（2）：A19-21.
[3]周靖斐，等.复杂山地光伏电站设计建设的关键技术研究[J].云南水力发电，2016（6）：57-60.
[关键词]光伏发电 太阳能 设计应用
中图分类号：TU426 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0394-02
一、光伏发电的概念和原理
光伏发电就是能够利用半导体将太阳光转换为电能的法术，原理是根据光生伏特的效应。光伏的发电系统主要包括逆变器、太阳能的电池板、控制器等结构部分。在这些组成部分中，太阳能的电池板主要将太阳能转换为电能，同时它还能够对电能进行储存；而控制器则能够对整个系统进行有效的控制，决定太阳能的电池板以及一些其他的部分能够有序地进行控制；而逆变器则主要是将在运行过程中产生的直流电转换成为交流电；而保护装置则能够确保系统的安全性[1]。
在白天，太阳能板正常地进行发电的工作，而控制器进行相应地操作和控制来将电能储存到蓄电池中，在这个过程中，控制器会对逆变器进行相应的操作，以此来给家用电器进行供电的工作；而到了晚上，由于没有了太阳，太阳能电板就会停止发电，主控制器就要将电能转换成为交流电，这样能够保证给家用电器的供电工作不会受到影响。如果蓄电池中的电量不足或者发电的系统中出现了一定的故障，控制器就会自动切换到电网供电的线路中，这就是光伏发电的整个过程和其中的原理。
二、光伏发电系统的设计方案
通过对供电的环境与设备系统进行升级和改造，光伏发电的系统在结构上具有很多的控制方案来进行选择。如远程控制、智能控制等等，根据实际生产的需要来进行方案的选择，这是设计人员要重点进行解决的问题。在进行光伏发电系统的设计时，要根据不同类型的发电规模，从各个方面来对系统进行操控，从而使得各方面能够得到优化，提升项目的运行效率[2]。
1.对并网发电系统的设计计算
①发电量以及组件的总功率的计算
光伏发电系统中，其发电量与组件总功率的计算有相应的公式，具体如下：
g――每天的发电量；hI――每个小时的发电量；Pm――光伏组合的总功率；y――单台机组的发电量；其年平均的量为G=g×365（kWh）。
②并网逆变器的选用
对于并网逆变器的选用，其判断的标准和要求主要是一下几个方面：第一，逆变器的额定功率为0.85-1.2Pm；第二，逆变器的最大输入电流电压一定要大于光伏方阵空载的电压；第三，逆变器的输入直流电压范围要大于光伏方阵中的最小电压；第四，逆变器的最大输入直流电流大于光伏方阵的短路电流；第五，逆变器的额定输入直流电压与光伏方阵的最大功率电压要保持相等；第六就是额定的输出电压与电网的额定电压也要相同[3]。除此之外，其额定的频率与电网的频率、相数与电网的相数也要相同，短路、过压以及弱压等保护功能也是并网逆变器应该具备的。
2.光伏组件的方阵设计
对于光伏组件的水平频角来说，对其能够产生影响的要素包括发电系统所处的地理位置以及一年中各个季节对电量分配的要求。
①如果该系统所处区域的各个季节电量的要求基本均衡的话，那么可以利用下表来进行组件频角的选择工作（表1）。
②具体到我国来说，很多地区的地理位置不同，但是其地质环境比较相似，所以可以选择纬度加7°的组建水平的倾角。而对于一些条件比较特殊的地区，则要根据不同季节的情况来选择适合的水平角。
3.光伏方阵的倾角设计
光伏方阵的倾角是影响发电效率的一个重要因素，对于发电量的影响比较大，是区域中发电效率的决定性因素。一般情况下，光伏方阵的朝向应该为北半球，这样能够提高光伏发电作业的效率[4]。对发电生产的调度也能够起到一定的辅助作用，这样便于实现光伏发电生产的一体化。
三、光伏发电系统的具体应用
光伏发电的项目发展具有很重要的现实意义，国家也比较重视，在这个项目中不断地进行投资，也出台了相关的政策起到扶持。这在很大程度上推动了新发电模式的应用，为电力转型起到了引导的作用。设计的过程就是对光伏发电系统进行总体性的规划，对于发电的生产模式起到一个调整的作用，从而实现发电系统的可持续性。光伏发电系统在进行设计时，要根据实际的生产平台来确定应用的形式。
1.交、直流供电系统
由于电流的形式不一样，光伏发电的系统要考虑到电流之间的转换，在进行设计时，要更加注重电力调控系统的灵活性，这样能够提升发电的效率。交、直流的供电系统具有转换的作用，能够在两种电流之间实时地转接，这就形成了相对稳定的电力传输模式
2.并网系统
在M行并网的布局阶段，太阳电池组会对电流的形式造成一些影响，在逆变器进行工作时，城市的电网会形成交流的形式。而并网的系统运行能够使网络供电系统形成有效的连接，提升电流转换的效率。在这个过程中，是将电网的信号直接反馈给调度中心的，直接将电能输入到电网当中去，这就省去了配置蓄电池的步骤，节省了工作和负担，同时也能够降低能量的损耗。
3.混合供电的系统
太阳能光伏系统，除了使用太阳能的电池组件阵列以外，还可以将燃油发电机作为备用的能源来进行使用。而这样就使得供电系统是混合性的，好处就是能够综合两种能源的优势，弥补各自的短板和不足[5]。使得可再生能源能够得到更好地利用。可再生能源具有不稳定性，会不断地进行变化，所以在进行系统设计时一定要以最少的能量时期来进行。
4.并网混合供电系统
要想发挥光伏系统的最大功能，可以对不同种类型的电网进行综合性的改造，这是一个比较漫长的组网过程。使用并网混合供电系统，能够构建出不同的网络处理方式。并网混合供电的主要特点是组合性，能够将控制器以及逆变器进行组合，这样就提升了可调度，使得电能的资源能够与数字控制协调的运行。
四、某项目中在实际中选用的光伏发电形式
在确定了外部的条件适合采用太阳能光伏发电后，就要对光伏发电系统的细化进行设计，其主要有独立和并网两种系统形式。
①独立运行的光伏发电的系统主要有电池板、控制器、太阳电池方针、逆变器等几个部分构成的，由于蓄电池是整个系统中不可或缺的一部分，配备蓄电池的成本又比较高，整个系统的成本就比较高，而由于蓄电池是有一定的期限的，废弃的蓄电池会对环境造成二次的污染。
②而并网型的太阳能光伏电站与独立性构成部分大部分相同，只是其需要计量电表和连接器。其工作原理就是将太阳能转换成直流电能，通过逆变器形成交流电，最后将多余的电进行储存。就当前的大环境来看，该项目采用的是并网型的太阳能光伏发现系统方案。
五、光伏电的发展前景
在当前社会不断发展恶化变化的过程中，对能源进行战略性的开发是必不可少的，对于新型发电项目的开发也是必不可缺少的。在对光伏发电项目进行扶持建设的过程中，要对新项目的投入以及产出的效益进行综合的考虑和分析。在对光伏发电项目进行设计时，要考虑到结构模块的布局，电池板、控制器、逆变器这些当然是核心的部分，优化软硬件方面的操控系统，从而使得光伏发电系统更加科学、合理、安全。在当前的时代背景下，许多种光伏电池技术为了取得市场建立优势，都在争相地进步和发展[6]。第一代的晶硅电池比较高校，价格也比较低廉，使用相对比较广泛；而第二代的薄膜电池成本和耗能进一步提升，其发展的前景更加广阔；第三极短就是新型的太阳能电池，虽然效果要比前两代好，但是其昂贵的价格使得其市场相对较小，还处于进一步的探索中。光伏电网的发电技术的进一步发展要实现的目标就是在保证稳定性的同时，降低成本，利用光伏发电作为最主要的电源方式，这样能够与其他的装置相互配合，在用户周围实现负荷供电。具有标志性的就是微电网能够脱离主网，也可以与主网进行连接，这样就减少了太阳光间歇性带来的不利影响。这种主要适用于成本相对较高的偏远地区以及对供电要去比较高的用户来使用。
六、光伏产业的发展建议
1.政府要充分发挥领头作用，对光伏产业的发展设立专项经费，同时配备相应的优惠政策进行扶持；
2.要在政府的主导下进行多元化的投资，降低光伏产业的投资风险，多方参与，共同制定出完整的产业链；
3.在技术上要坚持自主研发，同时不能够闭门造车，引进先进的技术，建立并完善技术体系；
4.对光伏产业的发展要有合理和现实的规划，提升相关的标准和要求，从而增强竞争力。
结束语
总而言之，当前的社会形势，使得能源进行战略性开发是必要的，进行新型发电项目的研究也是不可或缺的。太阳能光伏发电的绿色和环保，同时太阳能的资源是可以再生的，拥有广阔的发展前景。政府在进行光伏发电站项目的建设过程中，要对投入以及产出的效益进行综合性的考虑和分析，对模块的布局要细致，明确核心，优化软硬件的配置操控，从而保证太阳能光伏发电系统的安全和稳定。
参考文献
[1] 赵吴鹏.太阳能光伏发电项目投资风险因素及管理措施研究[J].能源技术与管理，2016，41（2）：152-153，162.
[2] 邓连栋.太阳能光伏发电在我国的应用价值及相关技术问题[J].中国科技纵横，2016，（20）：158.
[3] 郭佳佳，呼和，郭^旺等.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风，2016，（2）：88.
[4] 左小峰.并网太阳能光伏发电与自动化技术分析及研究[J].中国科技投资，2016，（27）：140.
目前案件的进展已经进入关键程序阶段，“反倾销”调查的抽样结果即将公布。
同时，印度也将在此期间对中国光伏企业发起“双反”调查，再加之去年美国针对中国光伏企业的双反案件10月11日公布终裁，海外三个市场形成了对中国光伏企业的巨大压力。
就在出口市场遭遇围攻之际，中国政府在光伏发电领域频频发出利好信号，期望一方面支持一些光伏企业走出困境，另一方面进一步扩大国内光伏市场。
但真正走出困境依然需要依靠企业自身的力量。生存还是死亡？光伏企业正在经历“凤凰涅槃”，看谁能够撑过这个最艰难时期。
欧盟三关卡
中国光伏企业目前正处在全力应诉阶段。共有134家企业在9月21日提交了抽样问卷。企业目前最关注的是反倾销案件的抽样结果。
10月9日，欧委会给中方公布了一个预抽样的结果，涉及太阳能组件、硅片和电池片三类企业，每一类出口企业抽取了两家。
英利集团法务总监陈卓在接受《财经国家周刊》采访时表示，欧盟的案件相对于美国的工作量大很多。“由于出口量大，因此我们的经销商很多，需要提交的数据也非常多。”陈卓说。
欧委会预抽样结果中，组件企业选取了尚德电力和英利，电池片企业选取了两家，出口额占比59%，硅片企业也选取了两家，出口额占比79%。
锦天城律师事务所高级合作人傅东辉对《财经国家周刊》记者表示，欧委会以前在一类产品上选取的企业一般为3家，而这次只是各选取了2家，而且在组件的企业选取上，出口份额占比过低，在代表性上存在问题，在程序上也有失公正性。
目前中国机电进出口商会正在以此预抽样结果向中国企业征询意见，然后反馈给欧委会，反馈时期设定在10月12日，最终抽样结果将于10月中旬公布。
目前案件的另一个关键点是“替代方”的选择。
以德国Solarworld公司为代表的案件申诉方在申诉书中提到的“替代方”是美国，中国机电商会和几家大型光伏企业都对“替代方”的选取提出了抗辩。
Solarworld本身在美国有自己的公司，而中国企业遭遇美国的双反案就是由Solarworld美国公司提起的，如果“替代方”选择美国，那么其美国公司就很有可能提起申请作为数据参照方。
“这种可能性在90%以上。”傅东辉表示，而“替代方”本身就是要求以第三方中立的企业做标准。
中方希望把台湾地区作为第一选择，次优选择是印度，保证无论是申诉方还是应诉方，都没有关联的企业。
目前欧委会对于“替代方”的选择还没有最终公布，此结果可能也会在10月公布。
10月份还有一份重要的问卷等待中国光伏企业，即市场经济地位问卷。
中国机电进出口商会法律服务部主任刘慧娟表示，自2005年以来，在欧盟的案件中能够拿到市场经济地位的企业越来越少，而即使拿到市场经济地位，在倾销幅度的计算方面也不会有太大的优势。
中方的期待
申诉方撤案是目前中国企业最期待的结果。
两年前，欧盟对中国企业提起数据卡“两反一保”（反倾销、反补贴、保障措施）的“三案齐发”调查，就是最终以申诉方撤诉而告终。
撤诉的前提是申诉方愿意和中方企业坐下来，共同讨论解决的办法。比如如何共同开发欧洲的下游市场，共同合作开发中国的市场，联合投标等等。但是目前这个“坐下来”的前提却不存在，主要申诉方Solarworld公司不愿意和中方接触。
Solarworld公司在太阳能散户系统有着良好的品牌优势，而中国太阳能企业在欧洲市场主要覆盖的是大型地面工程领域。
主要的问题是Solarworld的成本结构比中国光伏企业高，虽然目前盈利还不错，但中国企业品牌影响力的提升和销售网络的扩大，使他们感受到了威胁。而如果可以通过双反案件把中国企业排除在欧洲市场之外，那么Solarworld也可以更多地涉足大型地面工程领域，进而获得更多的市场份额。
“只有全力应诉案件，使Solarworld看到，针对中国企业的双反调查是比较艰难的，同时也要极力寻找对方的漏洞，这样才有可能逼迫对方‘坐下来’跟中方谈。”上述业内人士对记者表示。
除了申诉方撤诉，中方对此案件还有两个期待，一个是在欧委会裁定倾销税率后，还要裁定是否对欧盟光伏行业构成损害，并裁定一个损害幅度，而最后征收的反倾销税率是依据两者孰低而决定的。
“对于损害幅度，欧盟的自由裁量权很大，因此这里边存在着可以运作的空间，希望可以通过政府的对话来推进。”陈卓对记者表示。
9月11日，中国商务部国际贸易谈判副代表崇泉率领中国政府代表团，遍访德国、法国以及欧盟总部，就中欧光伏产品贸易问题进行磋商。
9月20日在比利时布鲁塞尔召开的第十五次中欧领导人会晤上，在发言时专门提到了对光伏争端的关切，希望此案件能够通过对话协商得到妥善解决。
“政府间的运作正在积极进行中，但结果很难说。”上述业内人士表示。
如果申诉方撤诉和无损害抗辩都没能达成，那么中方最后的期待就在于案件即将结束前，欧盟27国将对是否征税进行投票，依据是征税是否符合欧盟各国的公众利益。
该项投票的规则是，不同意征税的国家投反对票，只有反对票达到半数以上，才会取消征税，而弃权和中立票都不计算在内。
政府间的对话，对于影响欧盟各成员国的决定也有一定的作用。但目前欧委会正在考虑启动新的投票办法，即依据不同欧盟成员国的人口和经济总量的权重来分配票数，而这种投票方式以前尚未使用过，因此也增加了此项程序的变数。
生死存亡
在欧盟针对中国光伏企业的双反案件存在很大变数的情况下，印度也即将在10月中旬提起对中国双反调查。而美国双反案件终裁税率10月11日公布，对从中国进口太阳能板与太阳能电池产品征收34％至47％的关税。这一结果高于初裁30％至35％的税率，而初裁结果已使很多企业在年内放弃对美国的出口。
三面夹击给中国光伏企业带来的生死存亡的困境，其中还属欧盟市场最关键。
英利集团法务总监陈卓承认，该企业销量的70%都在欧盟市场，而中国几乎所有的光伏企业都是以欧盟作为最主要的销售市场，最少的份额也占到企业销量的50%～60%。
“如果欧盟案件最终的税率在2%～3%，企业还能在内部消化，如果关税达到30%～50%，就没办法消化了，那就意味着全面退出欧盟市场。”陈卓说。
业内人士介绍，其实中国光伏产品，在价格上优于其他国家产品只在十个百分点左右，如果税率达到30%以上，就等于完全丧失了竞争力。
2013年5月底到6月初，将是案子初裁结果出来的时候，当然中国企业不希望案子会走到那一步，但是所有的企业也必须做出预案，如何应对这种可能的灾难。
中国政府希望通过可能的支持来帮助企业走出目前的困境。
进一步开放国内光伏市场和给企业提供金融信贷支持，成为目前中国政府帮助光伏企业走出困境的两个重要抓手。
不少屋顶闲置的业主听说屋顶有用途，便坐地起价。不断攀升的开发成本，让光伏企业有些为难。
或许非光伏领域的人士会不解，为何要抢屋顶？其实，只要了解国家为何鼓励分布式光伏，疑问便可迎刃而解。
所谓分布式光伏，是指将小型光伏发电系统安装在家庭住宅或工商业建筑屋顶及院落内，以业主“自发自用、余电上网”的方式运行。德国、日本等发达国家以分布式光伏为主，用“自发自用、余电上网”的方式解决了光伏发电的消纳问题，也可避免大型地面电站“弃光限电”的现象。
国务院2013年出台的《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》提出，大力开拓分布式光伏发电市场。鼓励各类电力用户按照“自发自用，余量上网，电网调节”的方式建设分布式光伏发电系统。
归根结底，政策驱动和市场驱动是光伏企业“抢屋顶”的重要原因。
《能源发展“十三五”规划》提出，要优先发展分布式光伏发电，到2020年，太阳能分布式光伏发电规模达到6000万千瓦，光伏电站达到4500万千瓦。
此外，家发改委还下发通知，自2017年1月1日起，光伏标杆上网电价下调，但分布式光伏发电补贴标准不作调整，仍为0.42元。中国能源研究会能源政策研究中心高级研究员红炜告诉《经济》记者，这也是光伏企业纷纷在分布式光伏发电领域布局的一个原因。
追溯到三四年前，在北京市房山区做分布式光伏的企业不超过两家。当时分布式光伏市场推广艰难，甚至很多人将太阳能热水器与光伏发电混为一谈。首信阳光新能源房山体验馆副馆长刘红娟告诉《经济》记者：“不少老百姓看重国家补贴，对户用光伏越来越认可，光去年一年在房山区就安装了500多户分布式光伏电站，安装量达660KW。”市场虽然向好，但随之而来的是近20家竞争者涌入房山市场。
房山区只是一个缩影。红炜对《经济》记者表示，目前国内5000多家光伏企业如大兵压境一般，纷纷瞄准了分布式光伏市场。
“尽管分布式光伏的市场空间巨大，但不少企业的涌入，不免有些慌不择路。”北京首信阳光新能源科技服务有限公司董事长刘道伟告诉《经济》记者，一个行业的成熟总要付出一些代价，光伏行业的优胜劣汰正在加速。
市场呈现“双转移”
抢屋顶现象的背后实际上是光伏市场结构的变化。
目前光伏市场结构呈现“双转移”态势。一是从西北部向中部地区转移，二是由地面电站转向分布式。据中国光伏行业协会统计，2016年中国光伏电站共装机34.54GW，其中地面电站30.3GW，分布式电站4.24GW。分布式光伏新增装机量比2015年增长200%。中国光伏行业协会秘书长王勃华指出，分布式光伏呈现井喷式的爆发增长，也出现了“全国抢屋顶”的景象。
“这也是一个市场选择的问题。”国家发改委能源研究所可再生能源中心研究员时Z丽告诉《经济》记者，过去由于地面电站的开发相对容易，装机容量较大，企业更倾向于选择地面电站。所以，我国光伏电站装机一直以地面集中电站为主。尽管目前国家政策并没有明确限制，但地面集中电站面临的矛盾日益凸显，如用地成本升高、补贴不到位等。市场环境的变化促使企业选择性地转移市场，但这并不意味着地面集中电站主导地位的根本丧失。
时Z丽指出，从德国、英国、日本等发达国家的经验来看，无论光伏成本高低，分布式光伏是一个相对稳定的市场。
截至2016年底，国内分布式光伏仅占光伏累计装机容量的13.3%。由此可见，即便是政策驱动，短期内分布式光伏的装机量也难敌地面集中电站。“毕竟屋顶单个系统装机量有限，很难达到去年地面电站34.54GW的规模。”对于光伏企业而言，分布式光伏的还应谨慎布局，不能囫囵吞枣，也不能一味地跑马圈地。
工商业屋顶成香饽饽
据相关报道，北京清洁能源控股集团有限公司将为京东在800万平方米的物流园屋顶建设800MW分布式光伏发电系统。
早在2013年，汉能就为北京宜家商场的屋顶安装了太阳能薄膜光伏电池板，年均碳排量将减少约426吨。此举也让宜家成为国内较早使用清洁能源、节能减排的标杆企业。
上述均为工商业光伏屋顶发电的案例。工商业屋顶面积大，屋顶平坦，用电量大，用电价格高，故而装机容量大，发电量也大。它是继地面集中电站之后，被很多光伏企业追逐的目标。无论是光伏制造业企业，还是服务商，都想在这一市场中分得一杯羹。
一方面，优质屋顶安装一个少一个；另一方面，很多省、市具备分布式光伏安装条件的屋顶资源尚未完全释放出来。晶科能源副总裁钱晶告诉《经济》记者，不少省、市的物流、港口、学校、医院，以及居民屋顶、企事业单位的屋顶仍然闲置。钱晶表示，晶科能源开发的分布式光伏电站，以工商业屋顶居多。仅2016年8月，晶科能源开工的分布式投资项目就达40余个，总装机量超过100MW。“光伏企业抢的都是光照条件好、屋顶面积大、用电量大、用电价格高、产权清晰的优质屋顶。”
但是，对于光伏企业而言，每年8-9元/平方米的租金是高昂的，除非是特别优质的屋顶。上海泰联新能源科技有限公司总经理杨秀忠告诉《经济》记者：“一亩地约666平方米，算下来每年屋顶租金约5000元/亩，而地面电站每年的租金是300-500元/亩。”
除了屋顶租金贵，杨秀忠指出，很多公司的屋顶资源是从“黄牛”手中获得的，要付给“黄牛”0.1元/瓦，甚至是0.2-0.3元/瓦的开发费，“开发费很乱，也很疯狂。”企业在拓展外地市场时，缺乏一定的人脉关系和资源，有一半以上的屋顶资源都是通过“黄牛”获得的。当地的“黄牛”通过原有的工业园区或企业的关系掌握了屋顶资源。现在也有一些有资源、有背景的“黄牛”在当地成立小型光伏公司，自己开发屋顶或把项目外包，这种情况屡见不鲜。
屋顶投资是非多
产权清晰是光伏企业公认优质屋顶的首要条件。而且，我国屋顶光伏电站以“企业出屋顶，投资商出资”的模式为主，上文提到的京东，采用的就是这种模式。
与国外分布式光伏发展轨迹不同，无论是工商业还是户用系统，真正的出资人以建筑拥有者（业主）为主。“业主安装分布式光伏发电系统，既可以全款，也可以申请贷款。”时Z丽表示，国外的光伏企业如4S店一般，负责为业主安装电站，并提供长期的售后服务。
而目前我国光伏投资企业在投资屋顶光伏时，会遇到一些阻碍，如屋顶是否可用，合同的执行是否存在纠纷隐患等。
目前我国以中小企业居多，光伏电站的使用期约为25年。在此期间，企业用电量是否稳定，存续期是否长久，是摆在光伏投资企业面前的大问号。
最重要的是，投资企业并不拥有屋顶。一两个屋顶项目可以获得贷款，但随着项目的增多，恐怕长期向银行申请贷款较难。
红炜认为，光伏是融资较为容易的行业，光伏类金融产品十分发达。“如果光伏企业觉得融资难，那一定是它自身不行，或开发模式不行。”
“这种投资模式仍处于探索期，尽管以银行贷款或产业基金为主的投资模式较为成熟，但这不代表它具有成熟的退出机制，问题和矛盾常常在后期产生。”刘道伟告诉《经济》记者，不少光伏企业提前做了大量分布式光伏的项目备案，但真正落实到投资时，便止步不前。“投资企业没有真正让业主理解光伏发电作为清洁能源的意义，而是直接当做一种金融产品去运营，并非长久之计。”
国内外开发分布式光伏模式的差别，也是很多企业感觉分布式光伏不好做的主要原因。时Z丽认为，国内主流的投资模式应该慢慢转变，“应借鉴国外光伏企业为业主安装完后还可以提供十年甚至更长久的售后服务，而非现在的纯投资模式。”
户用光伏：农村包围城市
去年11月，北京房山区苏村的农户张忠在自家屋顶安装了10.4KW分布式光伏电站，安装总价约10万元。张忠告诉记者，以往用电量较高，每度电约1块钱，每月要交纳五六千元的电费。安装光伏电站之后，每日发电量60多度电，每月只花费千余元。他希望再装一个光伏电站，不仅够自己用，余电还可以卖给国家电网。“安装光伏电站比盖房子划算，国家给补贴，又是清洁能源，很实惠。”张忠满意地告诉记者。
2015年8月制订的《北京市分布式光伏发电奖励资金管理办法》提出，北京市给予分布式光伏0.3元/度的补贴（补贴5年），加上国家给予0.42元/度的补贴（补贴20年），分布式光伏的市场认知度才逐渐提高。
与城市中星罗棋布的商业屋顶不明晰的产权相比，农村的户用屋顶更适宜安装分布式光伏电站。刘道伟认为，农村市场很具潜力，预计未来3-5年，户用光伏电站或将成为农村家庭的一种标配。当年太阳能热水器的发展，走了农村包围城市的道路，分布式光伏电站也可以选择这一发展路径。“目前我们在北京做了3个新能源示范村，若某个村庄的安装量能达到20%，就很不错了。”
目前分布式光伏面临最大的问题是电价补贴发放是否及时的问题。山东、浙江、上海等省、市的补贴发放较为及时。钱晶表示，如果在宏观政策层面传出下调分布式光伏的补贴电价标准，或者电网公司不再垫付“国补”部分，将会令分布式光伏项目举步维艰。
警惕孤儿电站
随着大量企业涌入分布式光伏市场，两三年后，孤儿电站的现象或将愈加凸显。
钱晶告诉记者，目前不少中小型开发业者像游击队一样，对于建成的电站没有运维能力，很多电站建成以后便无人问津。
相较于大型地面电站和领跑者计划，分布式项目开发的资金和技术门槛较低，以致开发者、EPC（工程总承包）以及材料供应商良莠不齐。加之多数业主对光伏系统缺乏评判能力，而电网接入的许可标准又很低，导致市场混乱无序。她建议，有关部门应对分布式电站开发者、EPC和设备供应商设立标准门槛，确保电站安全、可靠、高效。
“鉴于家庭电站小而散的特点，如果在全国每个乡镇都设立直营店或分公司，很多公司明显不具备这样庞大的销售和服务网络。”刘道伟认为，因而，日后电站的运营维护是一大问题。
2009年1月26日，十一届全国人大常委会第十二次会议表块通过了《可再生能源法修正案》，谈法将自2010年4月1日起施行。该修正案对2005年所通过的《可再生能源法》其中的六条进行了修改。从法律层面对短期内处于过剩的新能源产业的开发进行了约束。
酝酿多时的《可再生能源法修正案》终将于周四正式施行，其对整个新能源行业的刺激作用不言而喻，从近期二级市场上新能源板块的屡屡逆市逞强可略见一斑。但新能源行业分支众多，如核电、如光伏、如风电等等不胜枚举，哪一个才是《可再生能源法修正案》的最大受益者?或者确切地问，哪一个才是我们需要关注的投资核心?我们的答案是：光伏；更确切的答案是光伏当中的逆变器概念。
政策护航 光伏前程似锦
光伏产业发展迅速
根据欧盟联合研究中心、欧洲光伏产业协会和国际能源署(IEA)对太阳能光伏发电的预测，2020年世界光伏发电的发电量占总发电量的2％，2040年占总发电量将高达20-28％。
三大权威机构对光伏发电未来预测的一致性说明太阳能光伏发电的战略地位确实非常重要，光伏产业发展的市场很大。而在金融危机和能源危机的影响下，世界各大经济体都相继出台了针对新能源的扶持政策和远景规划，拟通过发展新能源拉动经济和就业，并逐渐摆脱对化石能源的依赖。各个经济体拟于2020年将可再生能源规划占全部能源消耗的20％左右。
太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，在未来能源发展中占据重要的战略地位，各大权威机构一致认为2040年太阳能发电占总发电量的20％以上。目前光伏产业发展仍主要依靠政府政策推动。
在技术进步推动以及逐步完善的法规政策驱动下，光伏产业自二十世纪九十年代后半期进入了快速期。最近10年，太阳能电池产量由1997年的125.8MWP增加到2007年的4000.05MWP，十年间复合增长率为46.8％，而2002―2007年的五年间，复合增长率进一步提高至49.5％。
从世界太阳能电池的产地分布来看，值得注意的是中国的太阳能电池产量占比在2006年以前很低，但从2006年开始急速上升。究其原因，是因为中国此前则由于政策的缺失，在发电成本高企的情况下，光伏市场难以得到积极发展。但随着中国政府对低碳经济的重视以及随着一系列扶持政策尤其是《可再生能源法修正案》的实施，中国的光伏市场开始迎来爆炸性黄金发展期。
中国将成为世界太阳能重要的发动机
中国的光伏市场是由以财政部资金支持的金太阳工程、光伏建筑一体化市场和以可再生能源附加支持的标杆电价市场组成。
考虑已经获得批准的光伏屋顶及金太阳工程项目及其建设计划，以及光伏或电力企业签订的合作框架下的项目规划，我们预计我国在2010年将爆发出高达650Mw的市场需求量!并且，我国将要出台《新能源产业发展规划》，可能将2020年光伏装机容量目标由1.8Gw调高至20Gw。
按照中国的能源规划，到2020年可再生能源替代常规能源达到25％，太阳能替代常规能源达到12％，到2040年，可再生能源替代常规能源达到55％，太阳能替代常规能源达到25％，2060年将分别是90％以上和50％。2009年7月，财政部、科技部和国家能源局联合印发《关于实施金太阳示范工程的通知》，决定在2-3年内采用财政补助方式支持不低于500MW的光伏发电示范项目，此举标志着国内光伏市场开始启动。而此前在两会期间的能源管理格局的变动已经透露出强烈的政策扶持意图，考虑到北京，上海、重庆、江苏等省市两会成果均将因地制宜，大力扶植和发展本地低碳产业和新兴能源作为未来工作重点，这种热情必然在再生能源法实施后有所反应，两会后产业政策的落实以及《可再生能源法修正案》的实施有望推动光伏市场扩张。
如果2009年是中国的光伏元年，那么2010年将会是中国的光伏爆发年。在发达国家，随着平价上网的逐步接近，补贴下降，行业逐渐度过哺育期。而2009年对于中国来说应该是光伏装机的元年。2009年的光伏装机140MW，超过了过去历年装机之和。政策方面，踏入2010年，随着《可再生能源法修正案》的实施，现有的建筑集成和金太阳政策将面临整合，我们预期补贴电价的政策会逐步明确，国内光伏装机将迎来爆发式增长。
中国将成为光伏制造大国。目前无论是从产品和设备，在量上已经成为全球第一。但是在关键技术和关键设备上，和国外还有一定的差距。但我们观察到，国内厂商进步的速度是非常快的，这主要也是因为国内参与者多为民营企业，在一个充分竞争的市场中爆发了惊人的创新的活力。
逆变器：待开发的处女地
逆变器概念杀出重围
光伏产业包括多晶硅原材料的制造、硅锭铸造／硅片切割、太阳能电池制造、组件封装和光伏系统安装，以及一些配套设备，如逆变器、蓄电池、控制器等光伏系统平衡部件。那么，作为二级市场的投资者，应该如何把握光伏行业大发展带来的投资机会?
在上文中，我们提到国内光伏市场今明两年面临一个快速增长。但同时，晶体硅电池市场的竞争在加剧。在晶体硅电池价格不断下降的情况下，薄膜电池厂商料将同样面临很大的压力。因此，我们将目光转向了太阳能的配套产品。我们认为，在这些配套产品中，逆变器是最有可能出现爆发性投资机会。
一个完整的太阳能发电系统，包括以下几个个部分：电池组件、逆变器、蓄电池、控制器、变电所。其中，变电所属于通用电气设备，技术含量不高，竞争激烈，且只有大型太阳能发电站方才应用到，被我们排除在策略之外。我们查阅了相关资料发现，目前太阳能所使用的储能蓄电池并不唯一，镍电池、镍氢电池、铅酸电池、离子电池都有可能被采用，其中铅酸电池由于技术路线最为成熟，占比最大。
从统计资料来看，在2008年底到2010年初的这段时间里，蓄电池价格不跌反涨，理论上讲蓄电池是一个较好的投资品种。
但是，目前国内铅酸电池行业已经较为成熟，且前厂商市值过大，还都没有上市。而镍氢电池、锂电池等在前期新能源汽车概念的炒作中涨幅不菲，因此我们也对从蓄电池行业中寻找黑马公司不抱太大希望。
因此，我们将目标锁定在光伏用逆变器上。在2008年至今，单位瓦光伏用逆变器价格基本在71.5美分和72.5美分之间徘徊，没有发生大幅下降。
按照美国人0.72美元／瓦的逆变器均价来算，2010年、2011年我们预计太阳能逆变器市场将达到25亿元，31.7亿元，年均增幅将在50％以上。
逆变器市场的技术门槛相对较高。目前，世界光伏用逆变器市场主要被国外厂商垄断，其中SMA由于进入中国市场较早，因此目前在国内市占率最高；Power-one在意大利、西班牙拥有较高的市场份额。Kaco、Conergy在国内市场中则属于跟随者的地位。国内基本没有大规模进入这个行业的公司。
关键词：建筑光伏发电；并网发电；经济效益估算；绿色建筑；分布式能源
引言
随着国家大力推进节能减排战略，绿色建筑的概念日益被人们接受。我国到2020年，绿色建筑占新建建筑比重将超过30%。在绿色建筑评价体系中，对太阳能的利用是重要的一部分。太阳能光伏发电技术目前较为成熟，市场上应用广泛，市场运营模式健全，经济效益可观，而且国家大力扶持，有一系列补贴政策。所以太阳能是目前利用最广泛的可再生能源，我国太阳能资源丰富，发展潜力巨大。建筑光伏发电较集中式光伏电站，对土地资源的要求更低，且电能可以就地消纳，无需长距离传送，避免了电能的损耗，同时对公共电网的冲击也较小。建筑屋顶可利用面积大，增长潜力巨大，是可再生能源发展利用的重要方向。
绿色建筑的光伏系统在设计应用时，需要考虑其他方面的要求，如对建筑结构承载能力的考量，对建筑功能和外观的影响。系统设计会变得更为复杂，根据所在地区的气候特点，建筑的周边环境，阴影遮挡，选择相应的光伏组件，安装位置和方式，兼顾建筑的外观，同时考虑发热对建筑的影响。设计流程为：光伏电量需求分析，确定光伏系统的形式，收集当地日照、气象、地理等条件，确定建筑可利用光伏发电的区域；光伏组件的选型与布置、确定发电容量，控制器、逆变器的型号容量选择，组件的支架与安装方式设计，交流侧系统设计，系统防雷、接地与保护的设计与配置，监控和测量系统的设计。
1 光伏发电主要设备选型
1.1 光伏组件的选型及安装
1.1.1 光伏电池类型及特点分析
光伏组件需满足下列要求：（1）有足够的机械强度，能够承受诸如冰雹等极端天气的影响；（2）有良好的密封性，可以防风、防水、减少外界对太阳能电池的腐蚀；（3）抗紫外线辐射；（4）绝缘良好；（5）电池单元间的连接可靠且能耗小；（6）有足够的工作寿命，一般工程上要求有20年以上的使用寿命；（7）组件之间的特性偏差不大，有相同的输出特性。主流的太阳能组件尺寸规格大约有两种，1000mm×1600m和1000mm×1900mm，分别由60个和72个电池片组成。整个系统应尽量选择同一型号的光伏组件，避免出现各支路电流不平衡，各时段效率不同等情况。
1.1.2 光伏设备的组装要求
光伏电池方阵应选择朝南安装，如果有特殊原因限制，方阵面向东或西偏转的角度不应大于当地地理纬度的角度[1]。在屋顶安装光伏系统时，应设置避雷装置及栏杆扶手等保护设施。光伏阵列一般为固定式安装，安装倾角可参考文献[1]附录B的值，不同于集中式电站，建筑光伏与屋顶面积、周边环境、屋顶承载力等相关，宜根据实际情况进行综合考虑。光伏设备支架的承载和防风及屋顶的承重应经过严格力学计算的验证。光伏组件间距的设计原则是在冬至当天9：00～15：00光伏方阵不被阻挡。
光伏阵列的布置需要综合考虑屋顶面积的利用率和早晚阵列前后遮挡所造成的热斑效应来选择横排或竖排方式。根据理论计算，横向排布可比纵向排布多5%左右的发电量，增加20%的占地面积，但安装的工程量和难度会稍大。
1.2 光伏逆变器的选型
光伏逆变器将光伏发出的直流电转换为民用电压的交流电或并网点电压的交流电，是光伏发电系统中关键的一个环节。光伏逆变器的选型原则如下：（1）由于光伏逆变器容量越大，单位功率制造成本越低，效率越高，对于绿色建筑，可考虑选用一台容量可覆盖发电功率的逆变器；（2）由于一天中光伏发电量变化较大，需要选择直流输入电压范围宽的逆变器，从而可以最大限度地利用太阳能，增加光伏系统发电时间；（3）需要有抗干扰能力和过载能力；（4）当光伏发电系统发生故障后，逆变器应能将光伏系统从主网中解列，当故障排除后应能重新并网；（5）光伏逆变器必须装有防止孤岛运行的保护措施[2]。
MPPT（Maximum Power Point Tracking最大功率点跟踪）控制器可以对光伏阵列直流输出的最大功率点进行跟踪，光伏电池的输出特性随环境温度和日照强度的变化会呈现不同的功率输出特性，MPPT控制器及其算法可以通过改变负载特性提高光伏组件的发电效率。典型的MPPT算法有：扰动观察法、定压跟踪法、模糊控制法、导纳增量法[3]。这些控制算法各有优缺点，应用于建筑光伏系统时需要根据实际环境情况及项目需求选择合适的算法。
根据实际的设计经验，光伏组件的串联数目一般为18个、20个或22个，依据光伏组件的选型计算出逆变器MPPT电压最大值和最小值以及最大直流输入电压，选择符合要求的MPPT电压范围，并估算整个系统的发电功率和直流侧总电流，最后决定逆变器型号和个数。
1.3 汇流箱的选型及安装
汇流箱的作用是将光伏方阵的多路直流输出电缆分组并汇集，使得接线有序便于维护，在发生局部故障时，可以局部检修，不影响整体工作，汇流箱的下一级接入逆变器，建筑光伏系统中常用12串或16串输入的汇流箱，汇流箱中应由直流故障保护单元、断路器、熔断器、防雷、浪涌保护器等元件构成，并配有电量检测系统和通信单元，可以实时将汇流箱内部的分支电流、电压和功率等参数上传到控制中心并可以远程操作开关。汇流箱的安装位置应就近安装在组件串的附近，从而减少电缆铺设长度和线损。箱体的安装高度满足各限制的要求，箱体底部留有足够空间用来安装、维修，箱体的防护等级应根据现场环境确定。
2 光伏系统运行方案
2.1 独立运行系统
独立光伏系统即离网光伏发电系统，系统所发出的电能提供本建筑物内电器使用，与公共电网隔离。负荷类型可以是直流负荷，交流负荷或者交直流混合的负荷。系统可分为有蓄电池和无蓄电池系统。在有蓄电池系统中，当发电功率大于本地负荷，可以将电能存储于蓄电池中，在发电低谷时使用。当发电功率低于负荷，并且蓄电池提供的电量仍不满足要求时，可以使用公共电网提供负荷。系统中需要安装光伏控制器，在蓄电池充满电时，光伏系统停止发电，防止蓄电池过充，当蓄电池低电量时，停止蓄电池放电，有效保护蓄电池。
2.2 并网运行系统
并网运行是通过并网逆变器将所发的电能直接并入电网，光伏发电系统可以看做是一个分布式的电源，在建筑的公共电网接入点，电能可以是由电网流入建筑，也可以由建筑流向电网。相比独立运行系统，并网运行可以不采用蓄电池和光伏控制器，但需要并网逆变器和防孤岛运行系统。并网运行可以充分利用光伏电能，不会造成能量浪费，系统的固定成本比独立运行系统小，使用寿命一般按25年设计，而独立系统受制于蓄电池的使用寿命一般为10年左右，并网系统的运行维护成本也相对较低，目前并网技术已经成熟，建筑周边的电网接入点较多，因此，在设计建筑光伏发电系统时，一般重点考虑并网运行方案。并网逆变器配置以太网通讯和RS-485接口，把数据传输到计算机上观察、操作，监控系统应对下列参数进行监测和显示：光伏阵列直流侧的电压和电流、交流侧电压和电流、当日发电量、实时发电功率、总发电量、太阳辐射量、环境温度等系统参数、光伏组件温度，减少的二氧化碳排放量和故障状态等信息。
2.3 系统接线的设计方法
以并网运行系统为例，并网接入电网的方式有：专线接入和支线接入方式。在设计系统前应先统计光伏组件的总数，选择串联个数和总串数，根据串数选择合适的光伏汇流箱型号和个数，组成光伏系统直流侧的接线。为保证系统电压稳定，每一串组件个数必须相同，而每个汇流箱接入的串数可以不同，要以节省汇流箱个数为原则进行分配。统一连接到室内直流配电柜，直流电压接入光伏逆变器逆变后连接到公共电网中。并网型建筑光伏发电系统是典型的分布式电源，为保证并网后对公共电网的冲击影响不超过限值，要求分布式电源的装机容量不超过上一级变压器容量的20%。
3 经济效益分析
在设计建筑光伏系统时，经济效益是衡量项目是否可行的一个重要指标，需提供经济效益的评估表，确定投资回收周期和收益。建筑光伏系统输出功率相对较小，一般而言，一个建筑光伏系统项目的容量在数千千瓦以内，相比集中式电站，免去了土地价格，降低了安装费用和输配电费用。建筑光伏系统项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染，环保效益突出，因此，发电系统的外部效益同样不可忽视。
光伏系统的实际收益为：寿命期内发电量上网的总收入加上政府补贴收入，扣除设备采购安装费用和维护保养费用。每块太阳能光伏组件年发电量W1为：
W1=■×？浊1×S×103 （1）
式中：E-安装地点的年太阳辐射量，MJ/m2，根据气象资料取值；η1-光伏组件能量转换效率，%，根据样本资料取值；S-光伏组件面积，m2。光伏系统年发电量W2为：
W2=W1×N×？浊2×？浊3 （2）
式中：N为系统中光伏组件的总数；η2为逆变器效率，%；η3为计入其他传输损耗加上光伏设备维修保养停运损耗的系统效率，%；《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》国家光伏上网补贴价为0.42元/kWh，期限为20年，各地还有不同的地方性补贴政策和电价，设计使用寿命内的总收益为：
式中：Pgt：光伏发电上网功率，kWh；Pct：光伏发电自发自用功率，kWh；Pg：国家补贴，元/kWh；Pl：地方性补贴，元/kWh；Pk：工商业或民用电价，元/kWh；Pc：脱硫燃煤电价，元/kWh；t1：国家补贴期内总时数，h；t2：地方性补贴期内总时数，h；t3：设计寿命期内总时数，h；R1：设备的平均损耗率，%；R2：平均供电可靠率，%；Ig：光伏发电系统的初始投资，元；Mei：光伏系统第i年的运行维护费用，元。随着中国光伏产业链的完善和普及，光伏组件和光伏逆变器的价格不断下降，安装成本也逐步降低，电能不需要远距离输送，降低了网损，因此建筑光伏系统的投资回报率不断提高，成为绿色建筑的一个重要应用技术。
4 案例
以上海地区一个绿色建筑示范工业园屋顶光伏系统的设计为例，选择并网运行模式，可利用的屋顶面积约为5000m2，采用1496块1.6m*1m的光伏组件，最大输出功率为250W，装机容量374kWp。22块组件为一串，共68串，每12串接入同一个汇流箱，不同建筑之间不宜共用汇流箱，所以项目总计使用7个汇流箱。所有直流线路接入园区的配电间的直流配电柜内，采用一个550kVA的三相逆变器，满载MPPT电压范围为450-850V，最大输入电流为1200A。
光伏组件分别安装在2个车间、1个办公楼的屋顶以及停车场顶棚上，组件的安装倾斜角度为25°。上海地区的年太阳辐射量约在4700MJ/m2[4]，则每块太阳能光伏组件年发电量为421.2kWh，1496块光伏组件的年发电量为630115kWh。逆变器平均效率为96%，其他传输损耗加上光伏设备维修保养停运的损耗，系统的效率按80%计算，光伏系统的年发电量可以达到500000kWh以上。根据《上海市可再生能源和新能源发展专项资金扶持办法》，分布式光伏的“度电补贴”金额为工、商业用户0.25元/kWh，补贴时间为5年，上海市的脱硫燃煤电价为0.4593元/kWh。《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》国家补贴为0.42元/kWh，期限为20年。本项目光伏组件设计使用寿命为25年，系统设计使用年限为25年。预计7～8年可收回投资，其余工作年份收入即为收益。
5 结束语
（1）光伏发电系统的设计需要遵循可靠性、合理性、经济性的原则，既保证可以长期可靠运行，满足预计的发电量需求，又以经济合理的方式配置整个系统，以最小的投资达成设计的目标。系统设计可分为两个阶段，第一阶段选型和布置光伏组件，确定直流侧电能的参数。第二阶段完成整个系统的设计，对系统中用到的电力电子设备选型，匹配第一阶段设计的参数。
（2）总结了对光伏系统设计中重要设备的选型，在建筑光伏发电系统中，可按照预算投资和发电量需求选择采用单晶硅或多晶硅光伏材料，计算出最优光伏组件串并联组合。逆变器的选型需要根据光伏阵列的串并联数，选择最大电压，最大电流和容量，而直流电压输入范围需与MPPT控制器结合，范围尽量宽。保护系统至少监测到每一串光伏组件的工作状况，配置过流、过压、雷电、浪涌等保护单元，并网运行需安装防孤岛运行保护。光伏组件的安装和布置原则是尽量多地收集太阳能，同时考虑到电压恒定和遮挡的问题。
（3）采用离网型式的光伏系统时，需要配置蓄电池和光伏控制器，能量利用率较低。而并网系统对并网条件要求较高，需配置相关继电保护系统，双向电能表和足够容量的并网接入点。目前，并网设备已较为成熟，城市电网容量和规模越来越大，为追求更高的发电效率和经济效益，优先考虑采用并网发电系统。
（4）目前光伏发电可以享受上网电价和政府补贴，一般7～10年可收回投资，其余十多年寿命期内的收入都是利润，随着光伏产业技术升级，市场扩大，设备的成本已大幅降低，即使补贴政策今后退出，光伏系统仍然可以盈利。合理地设计建筑光伏系统可以提高发电效率，减少能量损耗，提供更稳定可靠的电能，减少污染排放。
参考文献
[1]GB 50797-2012.光伏发电站设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.
[2]郑诗程，丁明，等.光伏发电系统及其孤岛效应的仿真与实验研究[J].系统仿真学报，2005.
[3]黄克亚，尤凤翔，李文石.组合模糊控制技术与扰动观察法提升光伏发电MPPT性能[J].测控技术，2012，31（7）：130-135.
【关键词】 并网光伏电站 太阳能 运维管理 路径
随着社会经济的快速发展和人类对能源需求的越来越大，世界性的能源危机日益突出，因此人们在能源的发展利用上把眼光转向了可再生资源。其中光伏发电作为发展速度最快的一种发电方式，因其独特的优势而倍受青睐。据国家发改委预测，2015年新增光伏装机量约15GW，累计总量43GW，未来5年内平均年装机将达到20GW。随着光伏电站大规模建设并陆续并网，如何保证光伏电站长期平稳运行、达到规划设计的发电目标并实现盈利，运维管理自然而然成为光伏电站的重中之重[1]。
一、并网光伏电站的特点
当前，石油、煤炭等传统资源日趋短缺，而可以利用太阳能进行发电的光伏电站，因其绿色、可再生的优势，成为人们理想的替代选择。其中，并网光伏发电系统作为当前主流发展趋势，已经成为国际上光伏发电的发展潮流。
从定义上说，光伏发电并网就是利用半导体界面的光生伏打效应把光能直接转变为电能，并直接接入公共电网的过程。其形式主要包括集中式并网和分布式并网两种，其特点为：前者通常建设投资大、周期长、占地面积大，目前在国内尚未有太大的发展；而后者因为具备投资小、建设快、维护简单、政策支持力度大等优势，成为了光伏发电并网的主流。
二、并网光伏电站的运维管理路径
运维管理水平如何，事关并网光伏电站能否正常运行，基于此，下文将就如何确保整个服务的高可用性进行相关的路径分析。
2.1建立健全电站管理制度
做好并网光伏电站的运维工作，要牢固树立安全意识，并在制度管理层面加以完善。近年来，光伏发电得到快速发展，但仍面临维护员工少而工作量大的现实困难，这就可能使故障发生概率较高而直接影响电站最大发电效益[2]，鉴于此，笔者认为需要进一步提高安全生产监管规范化水平，建立健全电站安全生产制度体系，从而增强安全生产管理工作的质量效益。既要强化安全教育，让员工形成良好的安全理念与认真负责的工作态度，又要从工作实践入手，结合运维管理、设备检修等环节，形成严格的管理规章制度，确保各项工作做到专人负责、专人考核。
2.2做好档案的日常运行维护
档案记录即包括技术层面的，如设备参数、安装操作步骤、故障排除等，又涵盖了日常运行的各类报表、分析总结等。它直接反映着各项设备的运行情况，是做好光伏电站维护的重要参考，因此，务必做好档案的日常维护工作。如在逆变器室建立数据库，做好供电信息记录；又如当电站设备有异常情况发生时，就需要操作人员及时根据故障现象、故障原因、处理手段等情况做好记录，以便后期尽快处理与监查。同时，要做好有关电站技术文件资料的整理工作，以备不时之需。
2.3深化电站运行的对比分析
要结合日常档案的记录情况，对各项电能参数、数据指标、检修方法等进行定期对比分析，如设备故障、损失电量原因以及所采取的措施等，根据研究结论以对下阶段工作作出预测，了解可能会出现的主要问题与存在的安全隐患，未雨绸缪，从而及早采取相应措施，实现有效预防。这种对比不仅有利于提高光伏电站的安全性与可靠性，还为光伏电站的扩建、设备的选择或是未来新项目的建设提供了具体参考。
2.4提高专业人员运维管理水平
一方面，要做好工作人员的培训工作，并形成机制。特别要考虑到工作地点偏僻、工作条件艰苦的现实条件，做好心理调节。既要制定详尽的学习计划，又要采用多元化的培训方式，如现场求解、技能竞赛、外出学习等，让工作人员在学习中感受乐趣，在乐趣中提升技能。同时，考虑到电站维护的实践性特征，可以定期开展事故演练，让工作人员在参与中直观感受事故现场，提高应急应对能力。另一方面，针对光伏电站影响范围内的农村电工要特别做好特种作业培训和实际操作培训，使他们掌握并网光伏发电系统的基本工作原理[3]，从而具备应对一般故障的处理能力。
三、结语
总而言之，要提升并网光伏电站运行的可靠性和稳定性，必须从运维管理入手，做好制度、技术、人员等方面的路径优化工作。相信随着运维管理经验的不断积累和光伏电站在我国更大范围内的推广，光伏发电一定能够在人们的生产生活中发挥更大的积极作用，为资源友好型和环境节约型社会的构建贡献力量。
参 考 文 献
[1] 王斯成. 关注光伏五要素 实现收益最大化 [N]. 中国能源报 ， 2014-02-10（24）.
关键词：光伏产业；“双反”调查；可再生能源
在国内外利好政策的推动下，我国的光伏产业经历了2002年至2010年近十年的快速发展期，带动了一大批光伏企业的发展，特别是2010年，各企业加大投资争夺国际市场，各地纷纷打造“太阳能光伏中心”，但是，2011年国际市场情况却急转直下，2011年10月美国对我国多晶硅光伏电池产品发起的“双反”调查，更使我国的光伏产业遭到了毁灭性打击。大批中小企业破产退出了光伏市场。大企业也面临着市场萎缩，被迫转型升级的窘境。
一、我国光伏产业发展现状和存在的问题
（一）光伏产业一体化程度低，对国际市场依存度较高。我国光伏产业存在“中间大，两头小”的畸形产业结构，原料靠进口和成品靠出口这种两头在外的生产格局过分依赖国际市场。一旦国际市场有变，我国企业就会受到较大冲击，缺乏应对危机的主动性。在多晶硅的供应方面，2005年我国多晶硅国内供应占总需求比率5%左右，绝大部分的多晶硅需求要依靠进口，2010年，多晶硅进口需求比率降低到60%左右，进口需求仍占总需求的大部分。在太阳能电池及组件供需方面，由于我国光伏系统安装量小，绝大部分的光伏组件都出口国外，2011年我国光伏组件出口量占产量的92.42%，严重依赖国际市场。在光伏系统安装方面，光伏发电市场主要集中在欧洲，其光伏系统装机量占全球比例接近80%。从产业链上的企业分布来看，我国光伏企业主要集中在产业链的中下游环节，多晶硅生产、硅锭铸造和光伏系统安装环节企业较少。越往下游竞争越激烈，这主要是由于下游产品生产投资少、建设周期短、技术和资金门槛低、最接近市场，因此吸引了大批企业的进入。但是这种缺乏核心技术的竞争，并不能促进产业的健康发展。
（二）产能规划过剩，产业发展不平衡。虽然我国太阳电池生产的年增长率远远超过世界水平，然而我国光伏市场却大大落后于世界光伏市场的发展。例如，2007年我国光伏电池产量占世界的27.2%，而光伏系统安装量仅占世界的0.71%，光伏市场和产业之间的发展极不平衡。以光伏产业的上游产业多晶硅环节为例，据中国有色金属工业协会硅业分会统计，在A股上市的7家多晶硅企业中已有3家停产。全国目前已投产的43家多晶硅企业中，仅剩下七八家企业尚在开工生产，停产率超过80%。直接原因是多晶硅价格及其下游的电池组件价格已经接近甚至低于生产成本。
（三）产业发展受国际市场波动影响严重。受欧债危机的影响，欧洲各国纷纷削减光伏补贴，原本占据世界光伏装机70%以上的欧洲市场需求大幅下降。2011年，世界光伏市场安装量预计同比增长仅20%，需求大幅萎缩导致了光伏产品价格的急速下滑。多晶硅产品从2011年最高90美元/公斤，跌到34.5美元/公斤；硅棒价格变化为800元/公斤跌到近400元/公斤。2012年3月德国大幅削减光伏补贴，使得欧洲光伏市场大幅萎缩。由于此前2010年的爆发式增长再加上对国际市场的严重依赖，我国光伏产业在2011年以及2012年初面临了极大的困境，多晶硅产业中80%以上的企业亏损，一大批中小光伏企业倒闭，迫切需要政府出台相关政策对光伏产业进行引导和扶持，促进我国光伏产业健康平稳发展。
（四）技术应用创新不足。光伏产业目前正在经历产能相对过剩阶段，随着业内努力提高技术水平、突破技术壁垒，合理发展，光伏产业的未来发展空间极其广阔。技术的创新和进步是调整产业结构、促进产业转型升级的重要源泉。中国的光伏制造企业必须掌握核心技术，增强竞争力。以太阳能光伏技术为代表的新能源，已经从传统的晶硅电池发展到第二代薄膜电池。薄膜电池具有成本低，生产能耗低，能源回收期短，无环境污染等优点。目前国内已有高度专业化的企业通过自主研发和技术并购等方式达到该领域的最高技术水平。一个产业要想在世界范围内有真正强大的竞争力，就必须解决技术创新问题。如果没有核心技术，产业就会面临巨大风险。遭遇“双反”调查后，有的光伏企业通过出售资产渡过难关的方式是不可取的，关键还是提高自身实力，练好内功。
二、政府对光伏产业的扶植政策
（一）五项举措促进光伏产业发展。2012年12月，国务院出台了五项举措扶持太阳能光伏产业：（1）加快产业结构调整和
技术进步。善加利用市场“倒逼机制”，鼓励企业兼并重组，淘汰落后产能，提高技术和装备水平。严格控制新上单纯扩大产能的多晶硅、光伏电池及组件项目。（2）规范产业发展秩序。加强光伏发电规划与配套电网规划的协调，建立简捷高效的并网服务体系。建立健全技术标准体系，加强市场监管，对关键设备实行强制检测认证制度。（3）积极开拓国内光伏应用市场。着力推进分布式光伏发电，鼓励单位、社区和家庭安装、使用光伏发电系统，有序推进光伏电站建设。加强国际合作，巩固和拓展国际市场。（4）完善支持政策。根据资源条件制定光伏电站分区域上网标杆电价，对分布式光伏发电实行按照电量补贴的政策，根据成本变化合理调减上网电价和补贴标准。完善中央财政资金支持光伏发展的机制，光伏电站项目执行与风电相同的增值税优惠政策。（5）充分发挥市场机制作用，减少政府干预，禁止地方保护。完善电价定价机制和补贴效果考核机制，提高政策效应。发挥行业组织作用，加强行业自律，引导产业健康发展。光伏企业应充分利用国务院出台的新举措，找到促进自身发展的新举措。
（二）地方政府推动太阳能发电进入普通家庭。2013年6
月，中国光伏产业大省江西宣布实施万家屋顶光伏发电示范工程，计划在三年内让一万户普通家庭实现光伏发电。示范工程在宜春、赣州等地市陆续启动，江西省将按照每户最大不超过5千瓦、平均3千瓦的装机水平建设户用光伏发电示范工程。工程采取居民自建、合同能源管理和政府统一组织建设三种建设模式，并鼓励各地因地制宜创新探索其他有效率建设运营模式。
近年来，分布式电源是世界各国能源战略的重要内容。以分布式光伏项目为例，其倡导就近发电、就近并网、就近使用的原则，可降低电力传输过程中的损耗，可应用在工业厂房、公共建筑以及居民屋顶。根据中国能源发展“十二五”规划，到2015年，中国分布式太阳能发电达到1000万千瓦，将建成100个以分布式可再生能源应用为主的新能源示范城市。
（三）扶植骨干企业，发展农村光伏并网发电工程。“十二五”期间，政府将集中支持骨干光伏企业，最终形成1―2家5万吨级多晶硅企业，2―4家万吨级多晶硅企业；1―2家5GW级太阳能电池企业，8―10家GW级太阳能电池企业；3―4家年销售收入过10亿元的光伏专用设备企业。光伏发电的暴利时代已经结束，未来发展将基于合理利润，行业逐渐走向成熟，优胜劣汰决定光伏厂商命运。节能、清洁是未来发展的方向。2012年11月初开始，浙江省富阳市郊的洞桥村和三桥村已有17户村民家的楼顶上安装了光伏陶瓷瓦，并开始并网试运行，预计年发电量达11637度。“中国首例成片农村民居屋顶分布光伏并网发电系统”示范工程投入试运行。
光伏陶瓷瓦系统设计寿命为25年，每片光伏陶瓷瓦的发电功率约为每小时16瓦。以浙江的平均日照计算，50个平方的屋顶光伏陶瓷瓦一年可以产生4200多度电，足够普通家庭一年的用电量。屋顶光伏的应用正是新型城镇化绿色环保的实践，它使得建筑告别了高污染、高消耗、低效率的旧式城镇化的发展模式，极大地解决了城镇居民对绿色能源的需求，符合新型城镇化发展方向。
三、推动我国光伏产业发展的应对措施
（一）排除制度障碍。我国光伏产业发展中面临的一个问题是部分地方上此类项目的时候，投资一哄而上、重复引进和重复建设问题，没有考虑到地区的环境容量和资源供给。今后多晶硅项目应当符合国家产业政策、用地政策及行业发展规划，严格控制在能源短缺、电价较高的地区新建多晶硅项目，对缺乏综合配套、安全卫生和环保不达标的多晶硅项目不予核准或备案。健全现有法律法规，规范准入制度，规范生产。2012年2月，我国了《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》，这是新能源领域第一个出台的细分规划，《规划》对项目审核、产能产量提出了严格的要求，提高了多晶硅生产的准入门槛，有利于产业的健康发展。
（二）推进屋顶光伏系统建设。我国是一个光伏产品制造业大国，却是光伏发电市场小国。我国太阳电池产量在2009年已占全球产量的40%，但光伏系统安装容量仅占全球总量的2.4%。屋顶光伏电站利用形式目前约占全球并网光伏发电系统的90%。很多发达国家制定了“太阳能屋顶计划“，如英国“绿色住宅”建筑计划、美国“百万太阳能屋顶计划”、德国“十万太阳能屋顶计划”等。我国现有房屋建筑中，可利用的光伏发电系统面积约186亿平方米。继财政部2009年推出“太阳能屋顶计划”与“金太阳示范工程”，很多地方也制定了配套的太阳能光伏发电补贴政策和屋顶计划。江苏淮安楚州开发区1.5MW太阳能光伏屋顶项目、天津滨海新区北塘社区服务中心25.1MW光伏发电建筑示范项目、北京市“阳光校园”光伏屋顶项目相继开始实施。但是，屋顶太阳能发电系统在国内的推广仍显不足。
屋顶太阳能发电的发展将带来晶硅和薄膜等光伏电池技术的市场调整。光伏产业存在不确定性主要有以下三点原因：国内光伏制造业竞争格局已经形成。一大批国有企业与民营企业进入光伏制造业领域，在海外市场萎缩的情况下，对光伏制造商是不小的考验。在国内市场启动后，很可能对光伏行业带来比较大的变化。充分估计电网的输配成本，是避免光伏出现类似风电的上网难问题的重要保证。随着光伏发电的规模发展，对电网安全稳定运行的影响将不断加大。未来光伏产业市场还存在不确定性，不能将目光完全放在扩容产量上。
（三）借鉴其他行业经验，成功应对“双反”调查。2010年10月，美国对中国出口的多层木地板启动反补贴反倾销调查，中国169家企业涉案，一旦败诉，中国相关企业将被迫缴纳高达242.2%的惩罚性反倾销税。浙江裕华木业针对美国的“双反”调查积极应对，提供了详细的数据，应答了美方4000多页的问卷，配合美国商务部进行实地核查，并聘请了中美双方两个律师团队十余人进行应诉。浙江裕华木业最终凭借企业完善的产业链、产品的高附加值、新工艺和新技术的应用和21项的专利技术，最终获得“双反”的完胜。2011年10月，美国商务部做出最终裁决，浙江裕华木业的反倾销和反补贴税率均为零，这是我国民营企业成功应对海外“双反”调查的经典案例，值得我国光伏企业借鉴。
参考文献：
