关键词:光伏发电:建筑一体化;建筑节能
中图分类号:TM914
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2010)01-0135-03
1 建筑节能与BIPV技术
建筑能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的30%,而这30%还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源,和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46-7%。根据预测,若能达到国家50%的建筑节能目标,到2020年,我们可以把建筑能耗控制在7、54亿t标准煤,这相当于英国或法国的全年能耗。(图1)。
可再生能源在建筑中的应用可把消耗能源大户变为生产能源的新兴力量。是创建资源节约型和环境友好型社会的重点领域和关键环节。
目前建筑节能应用最广的是太阳能光伏建筑一体化(Buliding Integrated PV,BlPV)技术,即把太阳能利用纳入建筑的总体设计,把建筑、技术和美学融为一体,使太阳能设施成为建筑的一部分。为此提出的“建筑物产生能源”的新概念,是目前建筑节能技术的研究热点。
2 太阳能光伏发电与建筑一体化发展背景。
2、1 国家能源政策与“十一五”规划要求
根据世界能源组织公布,预计本世纪末太阳能发电量要占总发电量的50%,可见太阳能在今后能源发展中的重要性。我国政府对光伏发电在政策方面给予了很大的扶持,也采取了相应的行动。主要表现在支持开展技术研发和示范、对产业化项目进行扶持、对光伏市场和产业进行培育、对无电地区光伏发电通电建设实施财政补贴、进行国际合作、推动市场发展等方面。更为重要的是,国家非常重视法律体系的建立,在制定的《中华人民共和国可再生能源法》中,对于并网光伏发电和离网光伏发电都有明确的支持条款。同时,国家在“十一五”规划纲要(草案)中,明确提出我国到2010年GDP单位能耗要降低20%。为了配合《可再生能源法》的实施,实现“十一五”节能减排的目标。国家建设部、财政部专门发表了关于推进可再生能源在建筑中的应用意见。意见指出:推进可再生能源在建筑中的应用是贯彻落实科学发展观,是调整能源结构,保证国家能源安全的重要举措,是实现两型社会持续发展的重要战略措施。
2、2 湖南太阳能资源
湖南位于长江中游南岸,地处东经108°47′-114°15′,北纬24°39′-30°08′之间,全省年日照时数为1300-1800h,以洞庭湖为最多,岳阳可达1840h,南部江华只有1360小时,长沙、平江、常德全年有1 700h以上。安化及西南通道日照时数1400h(图2)。湖南平均日照强度为5000左右MJ/m2・年,属于太阳能资源较丰富地区。就全年平均来说,日照百分率,湖区可达40%以上,其他各地都在30-40%之间。从季节上来说,夏秋日照率大于春冬。七、八月日照时数在200h以上,日照率多在50%以上。二月份日照时数大部份地区均不足80h。大致是日照时数东半部多,西半部少。全省太阳辐射量86-109Kcal/cm2・年,是同纬度中光能比较充分的省份,年总辐射量以洞庭湖区最大,次为湘南和湘中,湘西最小。太阳辐射量与日照时数的地域分布基本一致。从图2可以看出,湖南太阳能资源较丰富,充分利用太阳能,将有利于湖南太阳能资源的合理利用,从而推动湖南太阳能产业的发展。
2、3 研究开发太阳能光电幕墙
随着BIPV技术的发展,一种极具发展潜力的集合太阳能光伏发电技术与幕墙技术的新型功能性建筑幕墙,即。太阳能光电幕墙”模块结构正成为国际建筑界的新宠。由于应用双玻璃封装工艺,取代传统建筑幕墙玻璃,一方面保持了幕墙玻璃的透光性与装饰性,达到玻璃幕墙同样的美观效果;另一方面,利用太阳能电池实现光伏发电技术,产生新能源,而且其双层玻璃夹层结构克服了传统建筑幕墙玻璃保温性差的缺陷,太阳光电幕墙代表着国际上建筑光伏一体化技术的最新发展方向。
中建五局自筹资金建设的“中建大厦”中,开发研制了“百页式非晶硅太阳能光伏发电幕墙”,该项目已申请相关国家专利,在探索光伏发电与建筑一体化过程中取得了较好的经济效益和社会效益。
2、4 研究开发晶体硅电池片
2008年8月中电科技集团第48所100兆瓦晶体硅太阳能电池片生产线一期工程竣工投产暨二期奠基仪式在长沙举行。这标志着湖南省太阳能电池产业化项目取得重大进展。按照规划,48所将进一步加大投入,在两年内建设400MW规模级的太阳能电池片(图3),带动和提升湖南省太阳能光伏产业链。
3 湖南太阳能光伏建筑一体化案例――中建大厦
3、1 项目概况
中建大厦玻璃幕墙是国际首创的百页式非晶硅太阳能光伏发电幕墙(图4)。中建大厦的光伏发电幕墙约有2000m2左右面积,装机功率100KW,年发电约10万度。基本满足中建大厦照明用电。它是将非晶硅薄膜电池裁成酉页片后,嵌入中空玻璃中形成建筑幕墙用太阳能发电玻璃组件。比较其他太阳能幕墙,中建牌百页式太阳能发电幕墙有很多先进性,目前拥有4项国家专利,并申请了国家专利保护。2008年被评为“2008年度国家可再生能源建筑应用示范工程”。
3、2 经济效益分析
中建自主研发生产的非晶硅光伏幕墙与晶体硅光伏幕墙和晶体硅屋面就50KWp系统容量就安装成本、年发电量、结算成本等指标进行比较,见表1。
通过以上数据分析:非晶硅光伏幕墙与晶体硅光伏幕墙和晶体硅屋面在设计寿命都为25年和总装机容量为50KWp的情况下,按照国家相关财政补助政策非晶硅光电幕墙系统能获利330万元,并在7,8年回收全部成本。
4 湖南光伏发电与建筑一体化产品研究
在我省开发的太阳能光伏发电建筑产品特征如下:
4、1 高效率高保温百页式非晶硅发电玻璃幕墙
特点:集光伏发电、保温节能、阳光控制、不影响室内采光、不影响外立面装饰效果等多功能于一身,同时比较早期的光伏幕墙同等电池片功率下发电量提高50%。中建牌光电幕墙传热系数K=1、5W/(m2・k):保温性能比普通幕墙提高260%,相当于每1干平方米幕墙年节约电费14―16万元。财政部补助的标准完全满足。
造价:光伏部分增加造价2500元/m2,
装机功率80~50WP/m2(根据百页密度)。
4、2 晶体硅光伏发电玻璃幕墙
特点:单位面积装机功率高,但因垂直面安装,同等电池片功率下发电量下降50%。晶体硅电池板功率的温度衰减系数高,是非晶硅的一倍。所以晶体硅光伏发电玻璃幕墙不能是中空玻璃的,否则功率衰减严重。保温性能比较差,使用中不节能。
造价:光伏部分增加造价5000元/m2,装机功率120WP/m2左右。
4、3 晶体硅光伏发电玻璃采光顶
特点:单位面积装机功率高,电池片功率发挥充分发电效果好。因晶体硅电池有热斑效应(局部遮挡电池片时,自发热烧毁电池)所以注意经常清洗采光顶。
造价:光伏部分增加造价5000元/m2,装机功率120WP/m2左右。
4、4 简易式墙面与屋顶太阳能电站
特点:―般采用太阳能电池标准组件,单位面积装机功率高,造价相对低廉、工期短。但与建筑―体化程度极低,不满足财政部补助的标准。
造价:光伏部分增加造价30元/WP,装机功率140~160WP/m2。
5 发展太阳能光伏建筑一体化的建议
为走出一条低能耗、低污染、高产出的新型工业化道路,大力发展太阳能光伏建筑一体化,以湖南为研究对象建议如下:
5、1 由政府出面将省内与光伏――建筑一体化工程相关企业给以一定形式的整合,从电池片制造、光伏工程设计、安装、到地产开发形成一条完整的产业链。
5、2 对有条件或能耗大的公共建筑及大型房地产开发项目采取强制政策要求其实施光伏――建筑一体化工程。
5、3 在注重发展光伏――建筑一体化工程体量时,一定需严格监督其工程安装质量,必须符合国家建筑外维护结构设计施工规范。事关公共人身安全,光伏――建筑一体化工程从设计、施工、调试、到后期维护各各环节必须交给有相关资质的企业,否则不能验收交工。
5、4 尽快出台省光伏――建筑一体化项目地方支持与补贴政策方案:
方案一:在国家发改委、国家能源局光伏发电政策扶持与补贴措施实施前,先行对在湘光伏――建筑一体化项目发电量按照4元/度电价来收购。在国家政策实施后,地方额外增加0、5~1元电价补贴。
方案二:对计划实施光伏――建筑一体化项目评估,因其增加的建造费用政府给予一定比例一次性补贴。
方案三:利用免税形式,将实施光伏――建筑―体化项目增加的建造费用分批补贴给建设方。
6 结语
太阳能光伏发电是一种洁净、可再生的新型发电形式,大规模应用光伏发电将为子孙后代提供可持续发展的空间。我国拥有大规模发展光伏发电的有利条件,BIPV和大规模的光伏电站的示范和实际应用已经启动。大规模并网光伏电站能有效解决供电不足问题与环境问题。BIPV实现了太阳能光伏系统与现代建筑美学的完美结合,使大规模光伏系统进入城市成为可能,具有广阔的发展前景。
据了解,湖南还将有30多个光伏产业项目在建设和推进中,预计五到七年时间内,湖南的光伏产业销售收入将突破干亿元。
然而,大规模应用太阳能光伏发电在造价、人才、技术、产业和政策等方面仍然存在一系列问题。同时BIPV的技术层面还有待研究,我们坚信随着太阳能光伏发电系统技术的提高和应用的增多,一个新能源时代将离我们越来越近。
参考文献:
[1]仇保兴中国建筑节能模式的创新[R],智能与绿色建筑文集4m第四届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会,中国建筑工业出版社,1―23、
【关键词】 中小光伏 分布式光伏 通信接入 光伏政策
一、概述
电力通信系统为电力系统正常运行提供全面的支撑,如调度和站用内线电话,2M及光纤通信等。其主要作用是为保护、自动化等设备提供优质可用的通道,供站与站之间的设备进行通信,并将站内信号上传到局端。
所有的发电以及受电项目都需要将升压站或变电站的站内信号通过电力通信系统接入至各供电公司局端,本文称此为电力通信接入系统。
对光伏电站而言,通信接入系统也是光伏发电并网系统的重要组成部分。
二、光伏电站通信接入系统现状
以往传统地面光伏电站建有专门的升压站,通信接入系统的建设方案一般参考主网变电站的建设方案,,即采用SDH光通信的方式接入至供电公司SDH光纤通信网,设备网管信息也传入地调网管平台进行统一管理。
c地面光伏电站不同,中小光伏以及分布式光伏面对的是广大的用户端市场,具有装机量小、数量多、安装便捷等特点,主要是通过10千伏及以下电压等级接入当地供电公司的配网。
考虑到中小电站及分布式光伏电站投资小,数量多的特点,以及配网目前采用的主流通信技术(PON、工业以太网、电力载波通信、无线专网、无线公网等)也不再包含SDH光纤通信技术,中小光伏及分布式光伏电站的通信接入系统的建设很难照搬地面光伏电站的建设方案。如果照搬SDH光通信的建设方案,将会出现以下几个问题:
1、SDH设备预算高,中小光伏以及分布式光伏项目难以承受。
2、如果所有的光伏电站的新建SDH设备全部纳入现有的SDH通信设备网管,现有网管的网管节点将越来越多,给主网光传输系统的正常运行维护带来干扰。
3、现在的SDH核心网容量难以满足越来越多的站点接入要求。
综上所述,由于分布式光伏发电站点众多、分布广泛、安置环境复杂,针对中小光伏电站以及分布式光伏电站的通信接入问题,单一通过新增SDH光传输设备的方式无法解决中小光伏电站及分布式光伏电站的通信接入问题。
三、配网通信接入主流技术说明
目前我国电网系统中,省级、市级电网的调度系统基本实现了自动化。相对而言,电力系统配网自动化建设还处于比较薄弱、落后的环节。
配电网自动化系统需要依靠通畅的通信管道将控制中心的命令准确快速地传送到众多远方配电终端,并且将反映远方设备运行状况的实时数据信息反馈到控制中心,以便于集中监控。而信息通道问题是目前实现配网自动化的瓶颈,但传统的通信解决方案又很难适应大规模配电通信网络的要求。
前几年,关于配网通信接入技术的讨论非常多,经过几年时间的沉淀和积累,目前业界认可的主流配网通信接入技术有:PON、工业以太网交换机、电力载波、无线专网、无线公网。
以下就各类接入技术的优缺点进行简单对比。
PON 无源光网络:具有带宽大,系统可靠,传输距离远等特点,目前工业PON 的建设成本已大幅降低,成为配网通信的主流技术。但由于配网通信网络覆盖广泛,接入环境复杂,一些偏远站点不具备敷设光缆的管道资源,或单独敷设光缆成本过高,需要其他通信方式作为有效补充。
工业以太网:以太网技术的优点在于在国际范围内标准统一,具备高带宽、环网保护、扩展性好、容易安装以及高可靠性等特点。但在配网自动化通信中,工业以太网技术难以满足点到多点通信、扩容性、抗多点失效等要求,不适于接入端大规模应用。
电力载波通信:由于配电线路情况复杂,分支线路多,配电网开关、断点众多,电力线载波传输速率低,因此,配网电力线的传输特性时变性强,波动较大,噪声干扰复杂,信号衰减快,受上述技术的局限,基于配电线路的载波通信技术的大规模应用还比较少。
电力无线专网:无线通信技术架设方便,结构简单,配置安装灵活,可以很好地解决配电网架变动频繁对配电通信系统建设造成的困难。但容易受到地形限制和环境影响,且无线专网投资较大。
无线公网:投资小、建设速度快。但安全性很低,长期租用运营成本高,接入运营商公网,设备易被攻击、数据易遭篡改;实时性差,由于与普通无线终端客户共享带宽,延时、拥塞现象日趋严重;可靠性不高。无线公网通信方式较适合作为配网通信的补充通信方式。
通过对几种通信技术作了较详尽的比较,可以看出不同的通信技术有其不同的性能、特点和应用,其系统造价、工程维护等较敏感指标也有差异,而这些对配网通信系统来说是很关键的问题。
四、中小光伏及分布光伏电站通信接入方案选择
考虑到小中光伏电站及分布式光伏电站站点众多、分布广泛、安置环境复杂。在实际建设中,各类光伏电站的通信接入方案也需要根据现场情况因地制宜,同时考虑应用需求、经济成本、安全等因素,综合采用最适宜的通信方案。
根据光伏接入容量不同及接入线路等级不同,可根据以下原则采用相应的解决方案:
1、大中型光伏电站,仍旧沿用新增SDH光传输设备的方式进行接入。
2、中小型光伏电站,可采用SDH与PCM设备合设的光端机设备,在不违背现有电网通信系统运行规程的基础上节约投资预算。
3、分布式光伏电站,可采用配网目前采用的主流通信技术如PON、工业以太网、电力载波通信、无线专网、无线公网等因地制宜,灵活接入。
方案1在现网已有大量使用,方案3与对端配网设备配置一致即可,本文对方案2中用到的设备选型及组网方式进行详细说明。
4、1中小光伏电站接入方案组网及说明
供电公司调度侧:
地调配置1台SDH与PCM合设的光端机设备,专用于接入中小型光伏电站的业务及设备网管信息,中间可通过155M光口或2M接口与传输的SDH光传输设备互联互通。
各光伏电站的设备网管信息可以通过E1连接透传至地调侧的光端机设备,从而对数量众多的接入设备进行统一网管。
光伏电站侧:
(1)如果对端站的SDH设备有多余的光口可以扩容,可以在光伏电站侧配置1台带155M光接口的PCM设备,上行与现有的中兴、华为等主流厂商的SDH设备进行互联互通。下行可提供E1/语音/232/EM/以太W等各类需要上传的数据接口供光伏电站的各类业务系统接入。
(2)如果对端站光口资源匮乏,可以在对端站及光伏电站各配置一台PCM设备进行互联互通,对端站的PCM设备与现有SDH光传输设备通过E1进行对接,两台PCM设备之间通过光纤接口互联。
目前主流的PCM设备都可提供SDH系统要求的155M光口,同时可提供E1/语音/232/EM/以太网等各类低速信号。相关设备的网管信号也可通过与SDH设备对接的E1接口透传至供电公司地调侧进行统一管理。
4、2方案优势说明
上述组网方案具有以下优势:
1、节约用户投资。
2、中小电站及分布式光伏电站数量众多,采用上述通信接入方案后可将数量众多的相关设备单独统一网管,以减轻现网SDH传输网管的运维压力。
3、如果采用在对端站2M落地再对接的方式,可以有效节约现有SDH核心环网的容量压力和对端站SDH设备的光口扩容压力。
4、所有相关设备采用统一网管后,后期运维过程中可全程网管,以减少运维死角。
5、现有的SDH设备配置方案中,同时也配置有PCM设备,两种设备也需要分开单独设立网管,两种设备合设后可减轻后期运维压力。
五、各类技术方案总结
针对20MW以上的大型光伏电站,可仍然采用SDH光传输设备的接入模式,以保证系统的兼容性、安全性、可靠性。
针对20MW及以下的中小光伏电站,可考虑采用可采用SDH与PCM设备合设的光端机设备,在不违背现有电网通信系统运行规程的基础上节约用户投资预算。
针对小于6MW,接入等级在10KV及以下的分布式光伏电站,可采用配网目前采用的主流通信技术如PON、工业以太网、电力载波通信、无线专网、无线公网等进行接入。从通信的可靠性、安全性要求考虑,优先采用光纤网络,选用技术可根据具体情况采用PON或工业以太网技术。在光纤不易到达的地区,采用无线专网或无线公网的方式进行接入。
综上所述,即在实际建设中,各类光伏电站的通信接入方案应根据现场情况因地制宜,同时考虑应用需求、经济成本、安全等因素,综合采用最适宜的通信方案,而不应该一概而论,简单的一刀切。
当然,无论以何种通信方式接入,通信设备下挂的二次安防设备的配置仍应满足电力监控部门关于二次安防的配置要求,配置对应的加密装置及隔离装置,从而保证电力通信系统及调度系统的安全性和可靠性。
参 考 文 献
[1]郑伟军,冯晓真,分布式光伏发电并网接入配网通信技术,农村电气化,2014
[2]国家电网公司关于促进分布式电源并网管理工作的意见,国家电网,2013
[3]分布式电源接入配电网相关技术规范,国家电网,2013
[4]DLT 544-2012 电力通信运行管理规程,2012
关键词:太阳能利用、光伏发电、市场现状、发展前景、经济价值
中图分类号:TK511文献标识码: A
引言
太阳能是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作集热或发电。太阳能是可再生能源,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。自1995年以后,世界太阳能利用进入一个新的发展期,太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合;在加大太阳能研究开发力度的同时,注意将科技成果转化为生产力,加速商业化进程,扩大太阳能利用领域和规模,经济效益逐渐提高。
当今世界,化石能源日趋紧张,环境污染日益严重,为了顺应节能环保、绿色低碳的能源利用趋势,本文从太阳能发电系统组成入手,分析了太阳能光伏发电的投资费用、运营成本、政策补贴、发展前景等问题,对太阳能发电的前景做出展望。
太阳能系统介绍
2、1太阳能光伏发电系统组成
太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。各部分的作用为:
(1)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
(2)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。
(3)蓄电池:一般为铅酸电池,一般有12V和24V这两种,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。
(4)逆变器:在很多场合,都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。
太阳能相关政策
国家相关政策
2013年8月31日,国家发展改革委出台《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》(发改价格[2013]1638号),对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。
通知明确,对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。根据各地太阳能资源条件和建设成本,将全国分为三类资源区,分别执行每千瓦时0、9元、0、95元、1元的电价标准。对分布式光伏发电项目,实行按照发电量进行电价补贴的政策,电价补贴标准为每千瓦时0、42元。 通知指出,分区标杆上网电价政策适用于今年9月1日后备案(核准),以及9月1日前备案(核准)但于2014年1月1日及以后投运的光伏电站项目;电价补贴标准适用于除享受中央财政投资补贴之外的分布式光伏发电项目。标杆上网电价和电价补贴标准的执行期限原则上为20年。国家将根据光伏发电规模、成本等变化,逐步调减电价和补贴标准,以促进科技进步,提高光伏发电市场竞争力。
北京市太阳能光伏发电经济价值分析
北京市气候条件
根据调查北京市历年气候条件得知,北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,年平均日照2780、2小时,属于比较优质的太阳能发电区域,平均每年为115、84天,平均每天约7小时40分钟。
经济测算补充说明
1、 分布式太阳能发电享受0、42元/度的光伏发电补贴政策;
2、 对于屋顶放置的分布式光伏发电项目来说,1MW的装机容量大概需要1、2万-1、5万平米的屋顶面积;
3、 目前太阳能发电的投资成本在8-10元/W左右,本测算中取9元/W;
4、 对于北京市来说,适用于光伏发电的全年满发小时数为1100-1300小时,鉴于北京市雾霾天气严重,而雾霾对于太阳能发电的影响较大,所以本测算中取1100小时;
5、 光伏发电项目的后期维护成本很低, 10MW的光伏发电项目,其每年的维护费用约为50万元(包含人工费用)。
太阳能光伏发电经济价值数据分析
以北京地区为例,根据北京市气候条件及能源公司到京仪集团和中材天华国际光伏工程技术有限公司调研的数据得知,目前北京市分布式太阳能发电相关数据如下表所示:
由上表计算得出,在比较理想的光照条件下,1MW光伏发电项目经济分析如下:
下面列举北京某太阳能项目经济分析的实际案例,进一步佐证本文中对太阳能发电经济价值分析的结果。
北京某影视产业园屋顶光伏电站项目
项目地址:北京东五环外,可利用屋顶面积约3800平米。项目所在地太阳资源辐射量在120-140千卡/cm2(5020-5840MJ/m2 )之间。鉴于光伏行业现状综合考虑,计算发电量时,太阳能年辐射量取4000-4650MJ/㎡,峰值日照时数取1250h。
初步估算可安装光伏发电容量350kW,本工程实际安装容量为348、4kW,得出本工程第一年理论发电量为43、55万千瓦时。电池组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减,按系统每年输出衰减0、8%计算,25年累计发电量为783、46万kwh,平均每年发电31、34万kWh/年。
下表为该项目经济价值分析:
根据两个太阳能项目的对比结果可知:理论研究得出的数值与实际案例相符。不同项目条件下,太阳能屋顶光伏发电项目的投资回收期一般为6-9年左右,在现有补贴政策下,太阳能发电具有较好的经济收益和投资价值。
结语
分布式光伏电站工程的建设,符合我国可持续发展能源战略规划,也是发展循环经济模式,建设和谐社会的具体体现。对于促进节能减排、打造低碳城市将产生积极的推动作用,同时对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义。
自1995年起,太阳能光伏发电进入了一个新的发展阶段,由于技术水平的提高,太阳能项目初投资的关键——太阳能板的造价平均每五年降低一半,由此发展下去,太阳能发电必将迎来发展的黄金期。
参考文献:
[1] 王亦南、对我国太阳能热发电的一点看法[J]、中国能源,2006(8)、
[2] 刘静静,杨帆,金以明、太阳能热发电系统的研究开发现状[J]、电力与能源,2012(6)、
[3] 孙德胜,陈雁、太阳能热发电技术最新进展与前景研究[J]、电源技术,2010(8)、
[4] 刘爽、太阳能资源利用与太阳能建筑发展、科技成果纵横,2007(6)、
[5] 郑拴虎、2013北京能源发展报告、 2013、
[6] 郑建涛,斐杰、我国聚光型太阳能热发电技术发展现状[J]、热力发电,2011(2)、
关键词:黄土高原;光伏系统;供水系统;循环经济
1引言
我国西北的黄土高原,属于干旱贫瘠的土地,年降雨量仅400mm,农业生产基本靠天收成,个别地区人畜饮水都是问题。如何解决好这些地区水的问题,是当前一个重要课题。近些年新兴的太阳能光伏发电,是解决输水动力的一个有效手段。通过小规模光伏发电供水系统的生产性试用,逐步总结和积累经验,便于较大规模的推广。
早期开发太阳能光伏的是欧美国家和日本。自1969年世界上第一座太阳能电站在法国建成,太阳能发电的比例在欧美国家逐渐提高,光伏技术也在不断发展。其中,欧盟是世界上光伏发电量最大的地区,到2008年,该区域占全球光伏发电量的80%。
我国是太阳能资源丰富的国家之一,有76%的国土光照充沛,光能资源分布较为均匀,并有荒漠108万km2,主要分布在光照资源丰富的西北地区。太阳能作为清洁、安全可靠、永不枯竭的新能源,近些年在我国也有了较快的发展。
2黄土高原水资源开发与利用分析
我国黄土高原主要位于甘肃东北部、宁夏南部、陕西北部及山西的西部地区。这些地区经过几百万年的雨水的冲刷,把黄土高原切割成了纵横的沟壑、墚、塬、峁并存的特有地貌特征。这些地区属于暖温带,半干旱季风气候,年降雨量一般在400~600mm,年日照时间约为2400~2500h。该地区降雨主要集中在夏秋季节,冬季少雪,春季基本无雨,可谓春雨贵如油。这个季节,正是冬春农作物需水季节,但此时却很少降水,只有沟壑底部有些小溪流,要想灌溉,就需从沟底将水抽至塬上方可进行。在干旱年份,如遇上春夏连旱,不但农作物会欠收或绝收,就连农民吃水都成为一大问题。因此,解决这些地区水的问题,是一个长期而艰巨的任务。
一般情况下,在该地区水源与用水点距离较远,或者用水点高程高于水源水位80~100m,必须依靠水泵加压输送。现阶段这些区域因经济发展水平和人口、工矿企业比较分散等条件受限,很多区块没有布置市电,所以,需要用独立发电设备(柴油机或用光伏发电系统)带动水泵抽水。
光伏系统是近些年发展起来的绿色新能源,在西北黄土高原地区应用有着下列优势:符合国家节能减排的战略要求。节能减排是我们的国家战略,光伏系统是典型的清洁能源,在不增加废弃物排放量的前提下,有利于开发利用了该地区的水资源;这些地区年日照时间约为2400~2500h,利于光伏系统的应用;价格有不断下降的趋势,在5年前的光伏板价格是现在价格6倍。一块国产200W的光伏板现价550元,这也给它的应用提供了现实可能,而且今后如果需要扩大使用规模,单位成本也将更低;独立发电系统的优势,这些地区多是峁头、墚地,基本比较偏远,很多地点没通市电,拉专线成本很高,用光伏系统就有其成本优势;管理简便,系统简单,管理维护方便,体量小成本低,可大范围推广。同时光伏系统也有一定的缺点:获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关;与市电相比,发电成本偏高。
3案例分析
3、1系统的工作条件概况
有一成功的工程案例用于农业灌溉、生产及生活。它位于陕西省洛川县境内,是黄土高原中部的一个山峁、墚地农场,有平整土地50余亩,加山坡地共100余亩,抽水高差约80m。根据以上土地规模、地形高差,设计光伏供水系统的基本情况如下。
作为系统的供电部分,包括光伏板、控制器、蓄电池及逆变器等部件。它的核心部件是光伏板,8块光伏板年发电总量大于3840kW・h。
作为系统供水部分,水泵抽水流量:2m3/h,扬程:120m。这样每天平均8h抽水,每天可抽16m3,全年250d,抽水总量为4000m3,每亩40m3,相当于60mm的降雨量,用现代节水灌溉方式,每次10~15mm,可灌溉4~6次,基本满足该地区农作物冬春旱季时期的灌溉需求。夏秋季雨水相对较多,基本可满足农作物的生长需求。
3、2光伏系统的辅助功能
光伏电源除满足水泵提水外,还可满足喷灌系统供电,喷灌山坡草地。另有一个功能就是,给农场提供生活用电及用水,养猪场每月可用60m3水,饮用水从蓄水池抽至室内蓄水箱,经过滤器过滤后供生活饮用。该系统可满足一台电脑,一台电视、冰箱及照明需求,总负荷约1000W。
4太阳能光伏发电供水系统设计
4、1可选用电力系统比选
各种电力系统比较详表1。
表1电力系统财务比较表
项目1光伏发电1柴油发电1市电造价/元110600146001120000(增容费)维护费/元120015001200综合折旧率/%11011010年折旧费/元110601460010电费/元101384012304
注:①全年按8块光伏板,2400h的发电量3840kW・h计。②电价:柴油发电按1、0元/kW・h计,市电按0、6元/kW・h计
通过表1的综合分析,市电增容费太高,不可采用;光伏与柴油发电10年的综合费用比较,光伏为12600元,柴油发电为13440元。由此看来光伏发电比柴油发电有综合价格优势,同时,光伏发电有管理方便、绿色无污染的优点,因此,光伏是发电系统的首选。
4、2光伏发电供水系统原理与设计
4、2、1光伏发电的原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池,太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏供水系统工艺框图如图1。
图1光伏发电供水系统
4、2、2光伏发电设备
(1)光伏板。光伏板是发电系统的核心设备,根据我国现有的产品规格,选择了200W的光伏板。外框裙边尺寸:1580mm×808mm×45mm。输出功率:200W;输出电压:36、0V;峰值电流:5、55A,开路电压:43、5V;短路电流:5、85A。
(2)控制器是光伏系统充放电的控制设备。系统电压:24V;系统电流:80A;空载损耗:20mA;光伏板输入电压:55V;超压保护:33V;均衡充电电压:29、2V;工作温度:-25C°~+60C°。
(3)蓄电池。采用免维护铅酸蓄电池,12V-100A 电池4个,每组两个串联,两组并联使用,系统直流电压:24V。
(4)逆变器。主要功能是将直流电转变为交流电。额定输入电压:DC-24V;输出电压:AC-220V;额定功率:4000W;空载电流:1、3A;工作环境:-10C°~+50C°。
4、2、3供水设备
(1)水泵选择及参数。水泵是供水系统的核心设备,目前市场上可供选择的水泵为多级潜水泵、多级离心泵及螺杆泵。系统要求,该水泵为小功率、小流量、高扬程,根据这些特点,多级潜水泵及离心泵的功率、流量普遍偏大,扬程偏小。通过3种泵的比较,螺杆泵特点为杨程高,流量小,功率较小,符合要求。参数为:流量Q=2、0m2/h;扬程H=120m;功率P=750W;电流I=5、2A;电压:220V。
(2)提升管道。根据设计流量、压力、防腐要求及使用条件,系统选择了DN25镀锌钢管,管长250m。管道水力参数为:Q=2、0m2/h,i=0、175,v=1、16m/s。
4、3投资预算及投资效益
投资预算详表2。
表2投资预算表
编号1名称1价格/元1备注11光伏板1520018块21控制器16001一台31逆变器127001一台41蓄电池1220014个51螺杆泵17001一台61电缆线110001300m71光伏板支架1180018套81输水管124001250m91蓄水池11400150m3101零星工程120001取水头部111合计120000
由上表显示,该系统总投资为20000元,每年抽水4000m3,可满足农场100亩土地灌溉需求。其中该农场中有10亩苹果园,原来由于是旱地,亩产只有3500多斤,灌溉后会增收500kg,按2013年当地市场较低出园价1元/kg计,每亩增收2000元,10亩共计20000元,当年即可收回建造成本。至于农业水资源费,现行国家规定,限额内免费,限额外按标准0、002元/m3收取,4000m3为8元,则可忽略不计。这只是农场的部分净收益,随着农场各种经济实体的不断完善,经测算,由此所带来的整体效益至少增加30%以上。
4、4系统设计的几点经验
(1)对于光伏供水系统的设计,由于缺乏经验,农场的需水量与现有市场设备的选用匹配,既要满足需要,又要经济可靠,是一个很麻烦的问题。例如:光伏板选多大,多少块合理,由于无规范,都要经过计算和测算相结合的方式确定;又如:市场上高扬程小流量的水泵非常难找,经反复比选,最后选择了工程中不常用的小型螺杆泵。
(2)由于沟底距塬顶自然高差80m,水泵扬程为120m,在水泵突然停电的情况下,则会产生水锤,易使管道破裂。为了防止水锤的发生,在选择管道时,着重对管材进行比选。目前,可供选择的管材为PE管和镀锌钢管,经比选采用了镀锌钢管,它具有耐压等级高,使用寿命长,系统安全的优点。为了使系统更安全,在供水管的下端处,加装了安全阀。
(3)由于螺杆泵对泥沙的敏感度很强,水中含砂极易造成泵轴的磨损,缩短寿命。所以,取水头部的设计,对进水浊度要求很高,应达到10°以下。既要保证低浊度,又要保证长期不堵塞,这是系统的一个主要控制点,详见图2。
图2取水头部设计
(4)由于黄土高原位于西北,案例所在地冬季较为寒冷,一月份平均气温约为-67°C,极端气温为-254°C,最大冻土深度为750mm。所以,为了防冻,管道必须埋设于800mm以下,同时还要对取水头部作加厚覆土的防护处理。
4、5运行效果
该系统建成后,经过一段时间运行,效果达到了设计要求。系统既满足了农田灌溉,也满足了日常生活需求。在农场里呈现出果树经济林、农作物、牧草、养猪场及沼气池的各种经济形态,形成了一套以水为纽带,功能齐全而完整的循环经济链。
2014年11月绿色科技第11期5结语
太阳能光伏发电供水系统,在西北黄土高原偏远地区的实施,对解决农业灌溉、生活用水是个有效手段。通过一个具体工程案例的实施,介绍了系统的设计原理、设备组成及主要参数,并进行了简要的技术经济分析。采用了节水灌溉的方式,有效节约了宝贵的水资源。用种草植树改变植被的方法,对小流域综合治理而抑制水土流失,起到了积极作用。同时,农户发展多种经营,增加了稳定收入,它既有可观的经济效益,也产生了良好地社会效益。因此,光伏供水系统在该地区有着广泛而重要的推广价值。
参考文献:
[1] 高军武,陶崇勃、国内外光伏产业市场状况与发展趋势[J]、电气技术,2009(8):43~45、
[2] 韩学栋,王海华,李剑锋、小型分布式光电发电系统设计[J]、电力建设,2014(5):63~66、
10月25日,财政部、工信部、商务部等部委在河北保定召开会议,商讨以扩大国内光伏应用规模以解决目前光伏业产能过剩问题。
10月26日,国家电网分布式光伏电站建设及光伏发电并网的有关意见,并公布接入电网的相关标准。
……
光伏产业的拯救行动还在持续。
“对于光伏企业,救还是不救?这已经不需要讨论,光伏牵扯到国家战略、地方政府、银行、就业等等,影响实在很大。”一位资深市场人士认为。“从最近连续出台的措施来看,将来主要从启动国内市场和加快并网入手,这说明中国光伏产业将改变过去错误的发展思路,按照产业的发展规律,转型成为真正意义上的战略性新兴产业。”
“内需”突围
光伏的产业链大致可划分为上游(硅料、硅片)、中游(太阳能电池片、电池组件)和下游(光伏电站等应用系统)三个部分。我国光伏产业一直处于“两头在外”的不平衡局面。原材料硅材料95%都是由国外进口,光伏产品90%都是出口到国外,产品的上下游均极大依赖到国外的市场。
“欧美双反已经给我们敲醒了警钟,而且也这种贸易争端将会长期伴随着光伏产业的发展,所以尽快启动国内市场非常必要。”上述市场人士认为。
要启动国内市场,并网问题一直是难题。业界认为,除了光伏发电本身的质量问题外,最大的阻碍还是在于国家电网的垄断。
我国光伏发电过去主要是以建设大型地面电站和太阳能屋顶工程为主,两大工程均面临着并网运行管理的难题。从各大部委颁布的拯救措施来看,下一步将重点推广分布式发电(分布式发电是指发电功率较小的模块化、分散化,布置在用户附近的高效、可靠的发电单元),或将解决光伏发电的并网难题。
10月26日,国家电网一改以往姿态。正式《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》(以下简称“意见”),提出将对入网电压小于10千伏、装机小于6兆瓦的光伏电站免费入网。这一举措被视为光伏企业转向国内市场发展的一大突破口。
意见称,今年11月1日开始,对符合上述条件的分布式光伏项目提供系统方案制定、并网检测、调试等全过程服务,不收取费用,富余电力将全额收购,且全部并网流程办理不超过45个工作日。
这无疑是一针强心剂。中国可再生能源学会副理事长孟宪淦认为,《意见》指明了将在两个方面突破国内光伏应用的瓶颈难题。
首先是权限下放。即项目核准、电网接入、工程验收等权力下放给地市一级的电网公司,且电网接入及其方案免费。分布式光伏发电项目只要是在300千瓦以上且在1万千瓦以下,相关业主单位只要持有关文件到地市级电网公司营业部客服中心办理手续即可,另外,规定电网公司必须在一定的工作日内完成有关审核工作。
其次明确提出,分布式光伏发电项目接入公共电网的费用由电网公司承担。该政策将让国家电网承担并网费用,彰显了电网支持分布式光伏发电发展的力度。
业内人士指出,此番国家电网公司的态度发生了变化。究其原因,可能与国家当前大力启动国内光伏应用市场的政策导向密切相关。
政策出台后,能否得到很好的贯彻执行,也引发很多人的担心。国家能源局新能源司副司长史立山就认为这些政策是原则性的,不够完善和细化。
史立山认为,目前分布式光伏发电面临两大制约,一是成本仍然很高,主要依靠国家投资补贴和电价政策;二是电力系统的管理约束,我国的电力系统建立在大电源、大电流基础之上,在用户端建大量分布式电源将带来电力系统管理的革命性变化。
变革补贴方式
一位市场人士认为,中国光伏产业的发展,变革补贴方式也是一个很重要的措施。
该人士认为:“以前政府在对光伏企业补贴方式上存在着一些误区,这也成为欧美双反的重要依据。对于光伏这种前期需要大量投资的新兴产业来说,肯定需要政府的大量补贴,欧美国家也不例外,但在补贴方式上确实存在需要改进的地方。”
根据国家能源局于9月28日印发了《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》(以下简称《通知》) ,此番启动国内应用市场政策中一个重要的变化在于,将过去的“事前装机补贴”改为“事后度电补贴”。
即如《通知》提出,“国家对示范区的光伏发电项目实行单位电量定额补贴政策,国家对自发自用电量和多余上网电量实行统一补贴标准。项目的总发电量、上网电量由电网企业计量和补贴。”
补贴方式的改变,将促使光伏项目投资选择光伏产品时,由低价主导变为质量主导。这也是汲取了2009年开始实施的“金太阳工程”的一些教训。根据目前的“金太阳”政策,对并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程投资的50%给予补助,对偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助(包括光伏电站和光电建筑一体化)。主要采取“事前补贴”方式,意即项目投资方在项目开建之前拿到补贴。
“金太阳工程”在促进国内光伏产业发展的同时,弊端也显现出来,一些地方出现了骗补、电站寿命短、监管不力等问题。
孟宪淦认为,“度电补贴”方式也只是一个过渡性的政策选择,最终应该走向通过补贴上网电价的方式来发展光伏发电。
【关键词】风光互补并网型电站 阴影 遮蔽效应 节约土地资源
中图分类号:TV74 文献标识码:A
我国属世界上太阳能资源丰富国家之一,全年辐射总量在3、35×103MJ/m2~8、4×103MJ/m2,平均为5、86×103MJ/m2,该等值线在大兴安岭西麓的内蒙古东北部开始,向南经过北京西北侧,朝西偏至兰州,然后直朝南到昆明,最后沿横断山脉转向南部,此线以西(除新疆北部少部分地区外)都大于5、86×103MJ/m2。并且全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000h,尤其是我国、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙、云南为全国最高。目前,除了和青海地区以外,新疆、甘肃、宁夏、内蒙、云南地区大型风电场兴建项目较多,也为建设大型风光互补并网型电站创造了条件。风电机组布置间距一般在300~1000m之间。虽然风电场均采用点征方式,但是风电机组之间空余之地也无法用于其它工程建设用地,大量空地闲置。用这些土地安置光伏发电设备,不仅能够充分利用风电场内土地资源,集约化设计,并且可以稳定电场的电能输出,保证电能年度内的稳定,真正的达到“风光互补”。然而,在工程建设中有效的解决高耸的风电机组和线路杆塔的阴影会对光伏设备产生遮蔽效应将成为关键。
1 大型风光互补并网型电站初步布置方案
现选择新疆哈密巴里坤三塘湖风区某区域按照风光设备装机容量各50MW为配置进行风光互补并网型电站布置设计。
1、1风力发电机组的布置
风电场代表年70m高平均风速和风功率密度分别为8、14m/s和607W/m2;风功能密度等级为5级,风能资源比较丰富,具有开发价值;70m主风向扇区为WSW、W、WNW ,风能方向集中,有利于风机排布;本风电场应选取IEC 61400-1标准中Ⅱc类风力发电机组。最终确定了33台82/1500风力发电机组,排布方式为3D×12D矩阵排布。从图1-1中可知,两列风力发电机组之间的间距为984m。
图1-1风力发电机组3D*12D布置图
1、2太阳能光伏组件的方阵
考虑到跟踪系统需要维护,而且会增加故障率,因此建议基本采用固定太阳电池方阵。采用S-180C(170Wp)晶体硅组件。
风光互补并网型电站光伏设备总容量为50MW,共分为50个1MW发电单元。根据并网逆变器的MPPT电压和环境温度因素,采用S-180C(170Wp)太阳能电池组件组件16串为一组串,每组串2720Wp;方阵采用4行×8列方阵设计,功率为5440Wp。
1MW共安装368组组串,184座子阵,5888块170Wp组件(S-180C),装机功率1000960Wp。50MW共安装18400组组串,9200座子阵,294400块170Wp组件,装机功率50048000Wp。
1、3风力发电机组及光伏方阵场内布置方案
(一)光伏阵列排布范围的确定
(1)场内遮挡物阴影长度的计算
在安装方阵时,如果方阵前面有树木或建筑物等遮挡物,其阴影会对光伏设备产生遮蔽效应,影响光伏设备功率输出。所以必须首先计算遮挡物阴影的长度,以确定光伏设备与遮挡物之间的最小距离。遮挡物阴影长度计算:
其中:为纬度,为时角,为太阳赤纬,H为遮挡物高度。
对于遮挡物阴影的长度,一般确定原则是,冬至日上午9:00-下午3:00之间,不被遮挡。
在场内风力发电机组和集电线路杆塔的阴影就将影响到光伏设备,确定风力发电机组和杆塔的高度后带入计算公式。82/1500机组高度为111m(轮毂高度加叶片半径),杆塔高度取21m,高度均取最大值以保证光伏设备完全不被遮挡。最后得到冬至日上午9:00-下午3:00之间风力发电机组和集电线路杆塔最大阴影长度分别为435、85m和82、46m。
(2)光伏阵列可排布范围的确定
对场内遮挡物阴影长度的计算,并考虑阴影的面积,可知风力发电机组阴影影响最大。所以,光伏阵列排布范围的确定主要考虑风力发电机组。进一步分析冬至日上午9:00-下午3:00不同时刻风力发电机组的阴影长度以及方向,见图1-2和图1-3。
图1-2 单台风力发电机组阴影长度
图6-3 场内风力发电机组阴影长度
经上述分析可知,场内光伏阵列排布范围为图6-3中所示阴影以外的区域。
(二)光伏阵列的布置
(1)光伏电池组件阵列最佳安装倾角的确定
计算得出(过程略),在倾角为40°时全年接受的太阳辐射量最大,比水平面的数值高约18、76%。确定光伏阵列安装倾角为40°。
(2)光伏电池组件阵列间距设计
计算当太阳能电池组件子阵前后安装时的最小间距D。一般确定原则:冬至当天早9:00至下午3:00 太阳能电池组件方阵不应被遮挡。
计算公式如下:
式中::为纬度(在北半球为正、南半球为负),场址是44、185度;方阵倾角设计为40度;H:为光伏方阵阵列的高度;光伏方阵阵列间距应不小于D。
根据上式计算,求得:D=8、18m。取光伏阵列间距为8、5m。
(3)光伏方阵排布方式
根据并网逆变器的输入要求,采用170Wp组件16块串联为1组串。方阵采用4行×8列方式排列。
1MW太阳能电池共安装170Wp太阳能电池组件5888块(1000960Wp),每阵32块组件,共184阵。
184个子阵组成1MW的太阳能电池组件方阵场。子阵的排布如下图。东西方向放置17子阵、南北方向放置11子阵,占地225×114=28575m2 。
图1-41MW太阳能电池组件阵列排布
50MW由50个1MW系统组成,呈25行×1列和25行×1列方式安装,具体见下图。
图6-2-5100MW风光互补并网型电站排布
2总结
通过对场内遮挡物阴影长度阴影的计算确定产生的阴影范围,光伏方阵有效性的避让,合理有效利用风能、太阳能和土地资源,集约化设计。这样的布置方案使风光互补并网型电站将风电场和光伏电站集合在一起,相应的辅助设施,比如道路、生活和生产建筑等都只需建设一套,无需重复建设,很大程度上降低了投资成本。风光互补并网型电站相对单独的风电场和光伏电站,运行和管理人员大大减少,很大程度上降低了电站的运营成本。
参考文献
[1] Mukund R、Patel 著,姜齐荣,张春朋,李虹 译。 风能与太阳能发电系统——设计、分析与运行(原书第2版)[J]、 机械工业出版社、 2009(01)
近日频传的捷报便是明证:先后宣布获得美国科罗拉多州电站项目、奥地利商业屋顶项目的订单。更值一提的是,中盛光电日前承接到罗马尼亚有史以来最大的总装机容量为50MW的光伏电站项目群的订单,此时,距离中盛光电罗马尼亚分公司在布加勒斯特正式挂牌仅4个月时间。接受记者采访时,中盛光电集团总裁兼首席执行官佘海峰掩饰不住兴奋。
“2012年以来,罗马尼亚作为东欧新兴光伏市场的典型代表,发展势头强劲。此次罗马尼亚光伏电站项目的大规模实施,毫无疑问是中盛光电在全球光伏系统服务业务的又一次重大突破。”佘海峰总结原因认为,是高品质的产品和专业的本地服务打动了客户。
要知道,与国内其他光伏企业一样,中盛光电起初主要从事光伏组件加工,但如今其已果断放弃“产能至上”的传统模式,坚持并创新强化“提供一站式解决方案”模式,并且坚持“全球网络和本地服务”的国际化运营理念,拓展国际市场。
技术创新在中盛光电被排在首位。据了解,中盛光电目前已经建立一支由美国、德国和中国的科学家与工程师共同组成的一流研发团队,多年来一直致力于太阳能系统效率的提升、高安全性与高可靠度产品的开发以及适合各种特殊需求和特殊环境太阳能系统的研发与应用。董事长王兴华承诺,公司技术创新投入占销售收入比重不低于5%。
而“全球网络和本地服务”的运营理念使中盛光电的产品和服务遍及50多个国家和地区。从2005年正式进入该行业至今,在全球雇员总数已达到2800多人,其中海外员工50余人。公司营销总部设在中国南京,在泰州和南京拥有三个生产基地。公司欧洲总部位于德国慕尼黑,北美总部地处美国旧金山,在意大利米兰、法国里昂、韩国首尔和以色列的特拉维夫设有分支机构。在世界各地,中盛光电拥有众多光伏应用的成功案例。
王兴华曾在公开场合发表演讲时表示,“每逢行业逆境,中盛光电都会危中寻机,逆势成长。这得益于各级政府的爱护与扶持,得益于公司独特的商业模式及目标定位。尽管取得了一定的成绩,在行业中也有自己的位置,但基础还不牢固,必须紧紧抓住当前难得的重大机遇,抓紧实施转型升级战略,才能实现企业五年发展目标。”
他说,未来中盛光电还要建立类金融业务平台。“要实现五年发展目标,最需要建立的核心能力是金融服务能力,建立电站投融资金融平台,理顺从电站股权债权的导入到股权债权退出的一整套中介服务机制。这方面我们有比较好的基础。一,启动早,已经拥有了一批投资人合作伙伴、一批有合作基础的专业银行伙伴,并且也已和台湾最大的光伏企业联合成立电站股权投资基金。二,海外工程及服务团队专业,有超过400 兆瓦的工程及服务经验。三,国内金融机构已经实质性介入,中国信保首张工程保单已经出具,国家开发银行等政策性银行也已启动海外金融产品审批。”
《新经济导刊》:光伏产业产能过剩遭遇欧债危机、欧美“双反”调查,国内市场开拓艰难,行业总体情况并不好。中盛的盈利状况、产能情况,市场状况等如何?
佘海峰:光伏行业的发展进入调整期,目前,行业调整已出现分水岭。中盛光电逆势突围,在这轮调整中表现抢眼。2011年至今,中盛光电一直都是中国成长最快、营收表现最佳的光伏企业,也是国内惟一一家具备海外EPC能力的光伏企业,业务量排名世界第七。经过7年的快速发展,我们已是中国最大、全球知名的海外光伏电站一站式解决方案提供商。
2012年是传统光伏市场向新兴市场大幅转移的一年。中盛光电在巩固德国、法国、意大利等传统市场发展的同时,积极开拓东欧、非洲、亚太、南美等新兴市场,充分挖掘市场潜力。在非洲,9月份,中盛光电首个南非屋顶光伏电站顺利并网发电,在新兴的非洲光伏市场取得新的突破;在东欧,今年我们承建了50兆瓦罗马尼亚电站项目群,是该国有史以来最大的光伏电站项目群,也是中盛在全球光伏系统服务业务的又一次重大突破。
《新经济导刊》:为什么中盛光电在行业相对低迷的时期仍然取得不错的发展,有哪些秘笈?在管理提升上有哪些经验?
佘海峰:光伏行业调整期,商业模式上或产品创新上有一定差异化的企业才能在竞争中抢占先机。商业模式和产品的差异化也是我们一直保持稳健发展态势的重要原因。
商业模式上,很多人都知道我们是中国最早的在海外做系统集成业务的公司,并以系统集成业务反过来推动光伏产品的销售。在行业普遍亏损的情况下,我们依然能实现盈利,很重要的一点就是我们的系统业务给我们带来了非常稳定的收益。
产品方面,中盛光电一直紧紧围绕客户进行创新,推出了一系列产品解决方案,差异化的产品带来更多的价值和竞争力,给客户带来更多增值,使我们跳出了同质化竞争红海。
中盛光电重视运营管理创新,加强企业的运营管理工作,对公司整体运作进行严格要求和规范管理,通过多种方式,不断提升企业在技术和成本等方面的管理水平。技术管理方面,我们一贯倡导“技术为先”的理念,因为技术是光伏行业生存与发展的基础,拥有先进的技术,才能赢得更多的市场份额;成本管理方面,除了做好日常的开源节流工作,我们更注重通过技术革新的方式,不断推出在成本和性能上具有竞争优势的产品。
《新经济导刊》:中盛在产业链上怎样布局?是否有从组件到整体电站全产业链的安排?中盛向下游终端转向情况如何?
佘海峰:中盛光电致力于为全球客户提供一站式太阳能电力解决方案,重点发展光伏产业链的下游,不断拓展系统集成业务。我们以光伏电站服务业务为核心,以系统集成带动制造产品销售的独特商业模式,在经营上选择了先做强再谋求做大的战略,避免了同质化竞争,建立了核心竞争力。
多年来,中盛光电一直保持稳健的成长。中盛光电没有经历光伏暴利时代的剧烈起落,即使在行业景气度不高时,中盛光电仍然处于盈利状态。某种程度上,这也源于中盛光电商业模式的优势。未来,中盛光电仍将坚持自己的商业发展模式,走专业化发展道路。
中盛光电一直坚持以系统集成业务带动制造业务,制造业务再反过来支持系统集成业务,很好地实现了产业链各段产能和利润结构的合理分布。在众多的EPC电站项目中,中盛光电都同时身兼工程总承包商和组件供应商两种角色。50兆瓦罗马尼亚项目群,中盛光电不仅负责全面的工程设计、采购和施工,还为项目提供光伏组件和项目建设期融资服务等。
《新经济导刊》:因为泡沫严重,现在资本(包括创投、银行)等开始对行业产生戒心,中盛光电当前的资金情况如何?
佘海峰:当前市场行情下,光伏下游的利润率更高,风险较低,在获得银行贷款等方面更有优势。中盛光电深耕下游,为客户提供一站式解决方案,即便是在市场低迷期,公司依然保持较高的盈利水平,这也是我们屡获金融机构青睐的重要原因。
今年4月,我们与交通银行江苏省分行签订全面战略合作协议,交行将在未来3年给予中盛光电不低于15亿元的授信额度。继去年10月中信银行给予80亿元金融支持之后,中盛光电已累计获得的银行授信支持接近100亿元。
《新经济导刊》:美、欧双反对中盛光电的影响,中盛光电打算如何应对?
佘海峰:美国双反和欧洲反倾销调查目前来讲对中盛光电整体影响不大。中盛光电很早就开始针对美国市场情况提供专门的在双反外的组件产品,同时,中盛光电一直着力发展的系统集成业务从服务内容、团队经验到工程质量日趋成熟,被众多银行和投资者广泛认可,保证了公司的高速成长。
当然,面对双反,中盛光电与国内同行一起努力,积极应诉,寻求政府、行业协会等相关部门的支持和帮助,将可能带来的影响降到最低,维护中国光伏企业的合法权益。我们也呼吁光伏行业、政府机构共同行动起来,妥善处理反倾销问题,避免贸易壁垒。
《新经济导刊》:行业的趋势如何?光伏的出路何在?中盛光电是如何考虑的?
近日,李俊峰就“国家发改委价格司《关于完善太阳能发电上网电价政策的通知》对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一标杆上网电价后的进展情况、美国“双反”案对中国太阳能光伏产业带来的影响及2012年中国太阳能光伏产业的前景等问题与《创新时代》记者进行了一次深入探讨。
光伏发电平价上网是市场所趋
《创新时代》:2011年7月24日,国家发改委价格司《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一的标杆上网电价(以下简称“《太阳能光伏发电上网电价通知》”)。请问国家发改委出台此项政策的背景是什么?
李俊峰:国家发改委价格司出台太阳能光伏发电项目上网电价,主要是基于以下三方面的考虑:
首先,太阳能光伏发电项目上网电价的出台是落实《可再生能源法》的必然要求。《可再生能源法》要求国家有关部门严格按照有利于促进可再生能源发展的原则制定各类可再生能源发电上网电价。
其次,太阳能光伏发电项目上网电价的出台顺应了光伏业界的呼声,是顺应市场发展的大势所趋。近几年来,尤其是风力发电出台固定上网电价之后,光伏业界一直在呼吁光伏发电应尽早出台固定的上网电价。同时,固定的太阳能光伏发电项目上网电价符合电力行业发展的基本规律,为什么这样说呢?因为发电行业的投资回收是以发电为目的,而不是以发电装机为目的,一个电站安全运行10―20年,主要是通过发电的收入来收回投资者的成本,从而最终使投资者的投资产生最大效益。
再次,太阳能光伏发电项目固定上网电价政策的一个最大好处在于,它可以给投资商规定一个明确的上网电价,即给投资商一个明确的回报预期。有了固定的上网电价之后,究竟能不能赚钱、在什么地方能赚钱、在什么条件下能赚钱,都可以计算清楚,企业可以完全自主地进行风险成本控制,而不是依赖于直接投资补贴,此政策可有效避免企业盲目投资行为的发生。
《创新时代》:你怎样看待中国能源界曾呼吁的“太阳能光伏发电项目上网电价的出台。仍需能源部门招标出一个普遍合理的价格后再确定统一上网电价标准”的观点?
李俊峰:通过2008年、2009年国家能源局连续两年对太阳能光伏发电市场特许权招标的不成功经验看,在当时我国投资严重过剩的市场形势下,寄希望于电价招标的方式来制定太阳能光伏发电的价格是不可取的。2003年,我国风电招标曾出现0、38元的电价、2010年海上风电招标曾出现0、62元的电价、2009年光伏发电招标曾出现0、69元的电价……这些都属于不符合市场规律的畸形电价,即使屡次招标也不能反映合理的电价水平,更不能使企业在正常条件下盈利。此外,我国太阳能光伏资源、价格都是公平、透明的,国家有关部门合理推算电价远比先通过社会招标再确定统一电价,更加科学合理且符合市场规律。这也是太阳能光伏发电项目上网电价推出仅半年时间,就能迅速拉动市场的最大原因。
《创新时代》:《akin能光伏发电项目上网电价通知》自颁布至今的实施情况如何?还有哪些有待完善的地方?
李俊峰:由于国家发改委早在2009年就已开始着手进行“对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一标杆上网电价”的筹划、准备工作,一些善于捕捉商机的太阳能光伏企业很早就已开始进行各自生产项目的安排、部署。因此,当2011年7月24日国家发改委价格司正式《太阳能光伏发电上网电价通知》之后,此政策有利地促进了我国太阳能光伏发电事业的发展,为早已做好项目筹划的投资商提供了发展的平台。据不完全统计,2011年全年太阳能光伏安装量达350万千瓦(此数字相当于中国历史累计太阳能光伏安装量的7倍);并网发电全年太阳能光伏安装量达250万千瓦(此数字已超过中国历史累计并网发电太阳能光伏安装量的5倍)。就目前情况看,《太阳能光伏发电上网电价通知》取得的成效已超过政策制定方和广大投资者的预期。
然而,目前此政策还未充分考虑我国太阳能资源分布广、有区域性差别等特点,它目前只适应于我国西部地区的资源条件。政策制定方还应不断完善、细化相关条款,促进技术进步,并适度控制市场规模。此外,此政策到目前为止,仍没有公布政策执行后的具体细则,比如光伏发电项目的具体核准时间、补贴资金的来源、接入电网的核准条件等。国外曾经有过这方面的经验与教训,例如,前几年西班牙光伏装机容量突然大增,几年之后又忽然骤降,现在德国、意大利等国家都在考虑是否应根据行业发展规模来慎重制定固定的上网电价标准。欧洲各国的经验表明,等到发现光伏装机过量后再采取相关措施,整个行业将为此付出沉重代价,希望我国能从中吸取经验教训。-
总之,《太阳能光伏发电项目上网电价通知》的出台,是中国太阳能光伏界的一次里程碑性质的事件,但它同样存在着诸多函需完善的地方:
首先,国家有关部门应尽快公布太阳能光伏发电项目上网电价实施的年限,保证上网电价的连续性和市场的稳定性。比如去年的光伏发电项目上网电价是1、15元,今年的价格就下降到1元,这个下降幅度是不是过大仍值得我们探讨;其次,鉴于全国各地太阳能资源分布情况千差万别的现状,由于此政策对全国实行统一电价,因此还需要对拥有太阳能资源差的地方给予额外的政策支持,要把分布式发电作为主要发展方向;再次,不能因为出台了上网电价政策,国内太阳能光伏产业就“一窝蜂”似地发展,应注意制定合理的发展规划和发展目标,防止太阳能光伏市场出现大起大落的发展格局;最后,要通过政策扶持,确确实实推动技术进步,促进发电成本和能源消耗的不断下降,使其真正成为老百姓能够承受得起的“绿色电、清洁电”。
《创新时代》:你认为《太阳能光伏发电上网电价通知》的出台将给我国光伏产业带来哪些发展契机?你怎样看待“面对我国未来三年太阳能光伏装机量将大幅增长,但国家资金补贴将出现缺口”这一争R?
李俊峰:由于中国太阳能光伏产业是在国外市场的拉动下才得以迅速发展并形成规模,后又经光伏产品价格的大幅度下降后才慢慢适应了中国发电市场的需求。因此可认为,目前此产业的发展仍需要依赖于国际市场,但未来发展则需要广泛依赖国内市场。预计
《太阳能光伏发电上网电价通知》出台后将使该产业的长期发展获得稳定的政策保障。
对“面对我国未来三年光伏装机量将大幅增长,国家资金补贴将出现缺口”这一观点,我认为值得商榷。我国可再生能源附加属于“以支定收”的政策,存在所谓的“资金补贴缺口”,实属时间差的问题,而非存在真正的缺口:最初可再生能源发电附加每千瓦时只征收1厘,随后又逐步递增为2厘、4厘、8厘……相信今后国家相关部门还将根据市场的实际需要继续提高可再生能源附加。
据悉,2011年国家控制了货币投放量,严格限制了各大银行的贷款规模,最终导致了全社会资金链的紧张,企业之间、上下游之间延迟付款的现象也在不断增加。由此,近年来出现的风电和太阳能光伏资金补贴延后的现象是由我国在一段时期内的宏观经济政策造成的,而不是由于光伏补贴资金短缺造成的。
应理性看待美国“双反”案的影响
《创新时代》:2011年10月19日,美国7家太阳能电池制造商向美国国际贸易委员会发起针对中国公司的联邦贸易诉讼,指责中国太阳能企业在美国及全球市场上“倾销”太阳能产品,并要求美国对从中国进口的太阳能产品征收反倾销和反补贴关税(以下简称“双反”)。请问目前美国“双反”案的进展情况如何?
李俊峰:目前美国“双反”案件仍在进展之中,之所以出现“双反”调查和判决一再推迟现象,是由以下四方面原因造成的:
一是“双反”案在逻辑上是站不住脚的:首先中国政府对光伏产品的补贴力度远远低于美国政府对国内光伏企业的补贴力度,因此美国7家光伏企业提出的“要求美国政府对中国光伏企业征收反补贴关税”诉求是没有道理的;其次由于目前中国大部分光伏企业为上市公司,并没有按照低于成本价的方式销售光伏产品,故也不存在倾销行为。
二是“双反”案不利于美国国内的整体利益:如果“双反”案一旦立案成功,势必会提高中国光伏产品出口美国的关税,这也将间接提高美国国内使用中国光伏电池产品商家的成本。由此可见,“双反”案只对美国国内的少数电池生产商有利,对大部分美国国内消费者并无利处。
三是美国联邦巡回上诉法院对美国政府以中国非市场经济国家地位为由判决中国企业反倾销罪名不予支持,而“双反”案恰恰运用的是美国国内的法律制度,因此同样也不会得到美国联邦巡回上诉法院的支持。
四是美国和共和党都把对中国的贸易争端作为炒作的口实,但两大党派具体如何运用这一口实目前尚不明朗,“双反”案最终能否立案还要看美国国内大选的走势。
《创新时代》:2011年11月2日,美国总统奥巴马强硬表态:“中国能源公司的贸易行为存在问题,故美国政府支持美国光伏公司要求政府向中国光伏组件征收惩罚性关税的诉求”,为何美国诸多太阳能光伏企业反对“双反”调查,而奥巴马却对此表现积极呢?
李俊峰:奥巴马政府非常重视绿色就业问题,曾拿出将10多亿美元的财政补贴专门支持Solyndra等5家美国国内太阳能光伏制造企业,在经历了SolarWorld等公司的一系列破产事件后,共和党立刻将其作为攻击的代表性案例,指责胡乱花纳税人的钱补贴企业,并要求调查奥巴马在其中所起的作用。由此看来,“双反”案的初衷,不仅是为了保护美国国内太阳能光伏制造企业,更是奥巴马政府为当初的决策失误寻找的一个理由。而奥巴马本人也一直对“双反”案表现积极,甚至强硬表态:“中国能源公司的贸易行为存在‘问题’,其支持美国光伏公司要求政府向中国的光伏组件征收惩罚性关税的诉求。”
《创新时代》:“双反”案将对中国国内太阳能光伏企业带来何种影响?
李俊峰:这次美国对中国能源产品启动“双反”调查,涉及到数十万就业人员、上千家企业及近百亿美元等诸多领域。一旦立案不仅伤害中国企业,也伤害美国企业,中国的太阳能光伏企业自美国进口的原材料和设备金额超过50亿美元,而出口美国的光伏产品则不足20亿美元。此外,中国在美上市的众多光伏企业利益受损,也将使美国投资者和电力开发商的利益接连受损。
我们应对“双反”案持理性分析的态度。首先,尽管目前中国太阳能光伏产品对美国出口量只占总生产量很小的一部分,但从长期发展来看,美国、印度等国家将是中国太阳能光伏产业的重要市场,放弃美国市场将对整个产业发展不利。其次,由于“双反”案本身就是一个极不公平的诉讼,因此中国政府和中国太阳能光伏企业适时予以反击也是正常的。建议中国广大太阳能光伏企业不要过分在意“双反”案对自身带来的各种影响,要相信中国在“双反案”还是有胜算的。即使“双反”最终立案,我们也会积极应对。
“凤凰涅”后的产业曙光
《创新时代》:伴随着浙江、江苏等地中小型太阳能光伏企业的限产、停产现象的发生,业内Jk,-~普遍认为,太阳能光伏企业将面临重新洗牌的格局。你如何看待这个观点?
李俊峰:纵观我国太阳能光伏企业出现的种种困局,我认为既不是欧洲光伏产品需求、补贴力度下降造成的,也不是美国“双反”调查造成的,而是由于我国太阳能光伏行业过度投资、产能过剩造成的。具体体现在:一是在过去相当长的一段时间内,太阳能光伏作为一个暴利行业,曾在一夜之间造就了数个亿万富翁。2007年、2008年,多晶硅的利润曾高达2000%,在高利润的诱惑与驱使下,投资者趋之若鹜也属正常。2008―2011年下半年,我国太阳能光伏产业过度投资的现象更为严重:在当时全球总计1200余家的太阳能光伏企业当中,中国就有728家,产值、产量更是占据世界总量的60%以上;二是某些地方政府的政策推手也在一定程度上起到了推波助澜的作用。2008年,在全国多个省市自治区都把太阳能光伏产业作为优势产业予以政策支持。迄今为止,全国31个省级行政区均把其作为战略性新兴产业重点发展。可以说,各地方政府过度的政策引导,也在一定程度上促使该产业出现了产能过剩的局面。
太阳能光伏产业在过度投资、过度发展的基础上,必然导致同行之间相互“挤压”现象的发生,投资泡沫也会随之形成。当泡沫破碎之后,此类企业将不可避免地走向破产,甚至最终被挤出市场。
而企业破产、出局恰恰是符合市场经济规律的表现。我坚信,优秀的产能永远不过剩,跟风的产能永远过剩,在任何一个行业里,企业只有精益求精地做到最好,才能永远立于不败之地。盲目跟风发展,虽然可在市场形势良好时获得短暂繁荣,但一旦市场环境转坏将极有可能走向失败。
《创新时代》:你预计太阳能光伏行业的整个洗牌周期将会持续多久?
李俊峰:中国企业由于存在各种各样的背景因素,总体来说,让企业破产很困难。尤其是各地政府往往把龙头企
业视为标杆企业重点保护,因此更不会轻易允许企业走破产重组的道路。在中国,企业想通过破产重组实现“凤凰涅”很困难。具体可从以下两方面进行分析:
首先,中国企业具有“发展好不容易,死掉更困难”的生存特点,企业倒闭的成本很高,勉强生存的成本较低,这与欧盟等国企业的生存方式存在根本差异。这从美国通用汽车公司在经过劳资谈判失败后不得不申请破产保护的案例中可见一斑,由于美国既不允许企业随意降低工人工资,更不允许企业随意解雇工人,所以破产是不得已而为之的无奈之举,但破产的后果则是企业家和股东利益的一无所有。相比中国,企业解雇工人不需要为此付出极高的代价,大多数企业可通过限产、减产,甚至歇业等方式勉强生存。
其次,从中国企业家的生存特点方面分析,中国企业家“永争第一”的思想根深蒂固,宁可耗尽“最后一滴血”也不会轻易宣告破产,更不能忍受被人兼并的耻辱。由此,对待市场需求不足,中国大多数企业家往往采取裁员、减产、停产等方法,却轻易不会采取破产保护的方式,这使得此类企业在很长一段时间内半死不活。在耗尽最后一滴血之前,也就是银行断贷的时候,他们也不会轻易倒下。等到上市、增发、举债、抵押贷款等各种企业融资之路都已走尽之时,企业才不得不黯然退市。也许只有到这时,才是中国太阳能光伏行业获得新生的时候。
《创新时代》:在目前国内现存的400余家太阳能光伏企业中,你认为哪些企业将首先被淘汰?
李俊峰:我认为有三类企业将被首先淘汰:第一类是盲目跟风的企业。即只想在太阳能光伏市场中狠捞一把就马上退出的企业,此类企业最初就未树立长远发展的目标,当发现这个行业无利可图的时候就会迅速退出改行;第二类是技术、市场均不完备的企业。此类企业由于不具备适合太阳能光伏市场的品牌效应,所以也将很难继续生存下去;第三类是产品质量较差、产品价格较高的企业。相反,只有具备太阳能光伏市场较好的品牌效应、质量较高、价格公道的企业才能最终存活下来,建议此类企业一是需要不断创新,时刻铭记“先进的产能永远不会过剩”的发展理念;二是要建立牢固的上下游关系,树立良好的市场信誉;三是要采取多元化的经营策略,分散风险,不要只局限于整个太阳能光伏产业链的各个环节。
《创新时代》:在我国太阳能光伏产业的发展历程中,涌现出一批以尚德为代表的优秀民营企业,你怎样看待民营企业在光伏产业发展中所起的作用?你对业界提出的“国进民退”呼声是否认同?
李俊峰:在中国太阳能光伏产业发展的初期,有高达80%的企业均来自民营企业,正是此类民营企业,在大型国有企业还未顾及到光伏产业这样的新兴产业之时,就率先嫁接了国际资本与技术,迅速捕捉市场信息,并在引领中国太阳能光伏行业快速走上国际化发展道路上,起到了先锋带头作用。
后来,随着产业的迅速发展和政府的大力支持,一些大型国有企业也开始陆续进入这个市场,目前该行业虽然也出现了所谓的“国进民退”现象,但在中国太阳能光伏企业“十强”当中,绝大多数还是来自民营企业。今后,伴随着大量国企乃至央企的大规模进入,中国太阳能光伏产业将朝着哪种格局发展,在中远期内还尚不明朗。
《创新时代》:你怎样看待中国太阳能光伏市场的发展前景?
李俊峰:我国太阳能光伏产业只用了短短几年的时间就缩短了与国际的差距,且形成了众多自主品牌:多晶硅在过去几年内百分之百需要进口,但如今却占到了世界总产量的50%以上;中国太阳能光伏产业更占据了世界总产量的60%以上;尤为一提的是,2011年中国太阳能光伏新增市场占世界第三位,累计市场占世界第六位。可以说,该产业产销两旺的局面已逐渐形成。中国太阳能光伏产业的整体发展趋势和政策导向都是一片光明的,整个产业发展形势可长期看好,相信在经过整个行业市场的重新洗牌之后,会有一批睿智的企业家继续坚持,也会有一批“睿智”的企业家理智退出。