1需求分析
中国是世界上最大的能源消费国之一，不可再生能源稀缺及环境污染问题的日益凸显，为新能源产业的迅速崛起创造了良好机遇。到2050年，中国可再生能源占总能源比重将从目前的9%提高到40%，逐步进入主导行列，因此，作为取之不尽、分布最广泛的太阳能将作为重点和优先发展领域。将光伏发电与建筑结合具有以下明显优势：a)与建筑有机结合，避免了放置光电阵列额外占用宝贵的建筑空间降低建筑耗能；b)发电上网比较方便，不需要架设输电线路，既可省去输电费用，又可降低电力输送的损耗；c)省去了单独为光电设备提供的支撑结构，并可代替常规建筑材料，节省材料费用，充分利用发挥物资多种功能；d)减少城市热岛效应。由于光伏组件可安装在屋面和墙面上，并直接吸收太阳能，降低了墙面温度和屋顶温度，减轻了空调负荷，并改善室内环境；e)光伏发电系统可安装在任何地方，可利用闲置空间进行安装，与风力发电相比，对整个环境没有产生影响，更能被人们接受；f)分布式建设，就近就地分散法供电，进入和退出电网灵活，有利于增强电力系统抵御外力破坏的能力。
2项目设想
2.1项目范围贵港供电局光伏发电示范项目，用于建设太阳能光伏电站的建筑共计2幢，建筑物层高为5层～6层，充分利用办公楼顶1200m2建筑屋顶，可利用屋面建设结合型光电建筑材料项目，铺设优质光伏发电组件，不占用任何土地资源。2.2并网方式近几年并网光伏发电系统逐渐成为光伏技术的研究热点，随着光伏发电系统的性价比提高，其应用范围越来越广，并网光伏发电系统开始从试验示范项目逐步向商业化应用发展。从发电角度分，目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类：离网光伏蓄电系统、无蓄电池光伏并网发电系统及带蓄电池的光伏并网发电系统等。其中，光伏并网发电系统又分为中小型光伏并网系统（系统容量＜1MWp）和大型光伏并网系统（系统容量≥1MWp）。2.2.1离网光伏蓄电系统这是一种常见的太阳能应用方式，在国内外应用已有若干年。离网光伏蓄电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要适用于无电网的边远地区和人口分散地区，如通讯基站、边防哨所及偏远地区的乡村等。该系统比较简单，适应性广。离网光伏蓄电系统中蓄电池的体积偏大，在光伏系统中蓄电池的工作条件非常苛刻，蓄电池始终处于时断时续频繁的充放电循环中，这就使蓄电池的实际使用寿命大大缩短。目前蓄电池价格相对昂贵，在复杂环境下的运行和维护费用都比较高，因此限制了单个离网光伏蓄电系统的大规模应用。2.2.2无蓄电池光伏并网发电系统与离网光伏蓄电系统相比，在有公共电网的地区，无蓄电池光伏发电系统直接与电网连接并网运行。所发电能输入电网，以电网为储能装置，比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达25%～45%，从而使发电成本大为降低，且减少蓄电池后，可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染，具有更高的发电效率和更好的环保性能。该系统的逆变器只有单一的并网工作模式，当电网失电时停止工作。2.2.3带蓄电池的光伏并网发电系统这是介于上述2个方案之间的系统。该系统带有少量备用蓄电池，逆变器同时具有独立工作和并网工作两种模式，当电网断电时，仍可在短时间内向重要负载输送电力。该系统具有更大的灵活性，适应性较强，但是其造价和运行成本较上述两种方案高。按照光伏系统安装环境分类，光伏系统主要分为光伏建筑集成系统（BIPV）、地面光伏电站（包括荒漠、盐碱地、滩头等地面电站）及能源综合应用系统等。综合上述条件，并网发电方式无需蓄电池进行储能，相比较而言，并网发电较便宜，且完全无污染，并网发电系统采用的并网逆变器拥有自动相位和电压跟踪装置，能非常好地配合电网的微小相位和电压波动，不会对电网造成影响。因此，贵港供电局光伏建筑一体化项目利用办公大楼屋顶面积，采取不带蓄电池的低压并网方式比较经济合理。2.3太阳能电池组件太阳能组件（太阳能电池）是光伏发电系统中的核心部分。目前，全球光伏发电产业中使用的组件材料主要有晶体硅材料、非晶硅材料、多元化合物材料（包括CdS、GaAs、CIGS等）。从制造工艺、使用寿命、转换效率上综合考虑，晶体硅材料是当前最成熟的光伏发电材料。在未来10a，晶体硅材料仍将为主流光伏发电材料，这类太阳能组件转换效率为14%～16％，使用寿命可达到25a。在选择晶体硅组件过程中，对常规组件和光伏建筑一体化组件两种组件的特点进行了对比（见表1）结合各种因素，更倾向价格低、使用性广、交货周期短的常规组件，故在本项目中拟采用常规组件产品。2.4光伏直流交流并网逆变器以装机容量约为100kW作为前提条件，在逆变器的选择上，存在2个方案：方案一采用传统的集中式逆变器，方案二采用分布式逆变器。a)集中式逆变器结构主要由光伏阵列、逆变器及直流母线构成。它是光伏发电系统最早采用的逆变器形式。在该系统中所有的光伏器件通过串并联构成一个光伏阵列，该阵列的能量通过一个逆变器集中转换为交流电，因此称这种结构为集中式逆变器。集中式逆变器输出功率可达到兆瓦级，便于检修，单位发电成本低，主要用于光伏电站等功率等级较大的场合。为了获取足够的功率和电压，它的光伏阵列由光伏模块串、并联构成；b)分布式逆变器采用户外壁挂式安装，一定程度上可减小对空间的需求。发电可靠性高，发生故障后，直接更换故障逆变器即可。无需汇流箱、直流配电柜及粗的直流电缆，分布式逆变器1个输入只接1个组件串，无需直流侧汇流，所有的监控与保护都集成在逆变器内部。对两种逆变器的性能特点进行全方面对比，归类见表2。基于表2，得出结论如下：本项目装机容量约为100kWp，属于小型规模光伏电站，且是在现有办公大楼基础上建设，根据本项目特点，考虑逆变器的安装及运行效率，现阶段推荐采用分布式逆变器方案。2.5项目目标本项目采用低压并网发电方式，将太阳能电池阵列所发出的直流电通过逆变器转换成交流电能输入到低压电网，无需蓄电池进行储能，并网逆变器具备自动相位和电压跟踪功能，能够非常好地适应电网的微小相位和电压波动，不对电网造成任何影响。项目建成后，总规模达到100kWp，该项目的建设将在节省燃煤方面起到积极示范作用。按平均消耗标煤335g/（kW·h）的标准计算，年理论上网电量约10×104kW·h，项目总发电预计达250×104kW·h，可节省标煤837t，减少CO2排放3068t。
3项目效益分析
3.1社会效益城乡建设领域是太阳能光电技术应用的主要领域，利用太阳能光电转换技术解决建筑物的照明、办公、亮化等用能需求，对替代常规能源、促进建筑节能、发展低碳经济具有重要推动作用。光伏建筑一体化是未来光伏应用中最重要的领域之一，其发展前景十分广阔，且有着巨大市场潜力。项目的建设在当地具有非常好的示范效应。在全国大力推进节能减排工作的形势下，供电企业带头做好节能工作，推动节能办公改造，切实增强“节能降耗，节约用电”的责任感和紧迫感，促进全社会形成节能节电的良好氛围，将有限的资源用在经济社会发展最急需的地方。3.2管理效益光伏建筑一体化项目目前在贵港市尚属首例，也是南网系统办公大楼第一个光伏项目，在施工及项目管理上积累了一定经验，对南网五省区供电局、贵港市推广光伏建筑一体化项目具有很好的指导和借鉴意义。
4结语
通过对光伏建筑一体化项目现状发展等多方面进行调查研究，充分分析了项目的建设需求与建设条件，在国家的相关标准指导下确定了项目的建设规模，下一步，将对项目的实施进度、投资估算及经济、社会评价等进行较为深入的研究，拟定详细的项目建法律期刊设方案，以便项目早日启动实施，早日建成发挥效益。
作者：刘滔 单位：广西电网公司贵港供电局
