色拉龙水光互补并网光伏发电项目的探索
（刊登于《云南电业》2020（4）：25-28）
邹仕华
（云南省能源投资集团有限公司 云南 昆明 650228）
摘 要：能源企业创新是现代经济实体永恒追求的主题，企业求生存、谋发展，从经济和技术方面入手，分析和研究能源技术的可行性和能源经济的合理性。本文探索水光互补并网光伏电站之路，以此扩大实体经济的装机规模，控制项目投资成本，提高水光互补并网光伏电站的综合效益。比照国内最大规模水光互补并网光伏电站和类似光伏电站的良好做法，分析相关指标，为项目决策和实体发展作参考，实际指导意义深远。
关键词：色拉龙；水光互补；并网；光伏发电；探索
中图分类号：F414
Zou Shihua：The innovation of energy enterprises is the eternal pursuit of modern economic entities. In order to survive and develop, enterprises should analyze and study the feasibility of energy technology and the rationality of energy economy from the aspects of economy and technology. In this paper, we explore the way to expand the installed scale of the real economy, control the investment cost of the project, and improve the comprehensive benefits of the photovoltaic power station. Compared with the best practices of the largest scale photovoltaic power plants and similar photovoltaic power plants, the analysis of relevant indicators is of far-reaching practical significance for project decision-making and entity development.项目的起因和设想
（ Kunming 650228）Summary
Key words:Xelanong; Water light complementary; Grid connection; Photovoltaic power generation; Exploration
【收稿日期】【作者简介】邹仕华（），男，湖北潜江人，双硕士，正高级工程师，高级职业经理人，省级电力市场监管咨询专家，研究方向是水能动力工程、传统能源经济。
1.
色拉龙水电站的2.国内同类项目的现状和主要建材
2.1.最大规模的水光互补光伏项目
数数全中国的光伏电站，属青海省境内的龙羊湖水光互补并网光伏电站规模最大，装机容量85万千瓦，生产运行期25年，占地面积9.16平方千米，2013年竣工I期工程32万千瓦，2015年竣工II期工程53万千瓦，建设成本约60亿元，单位造价7060万元/万千瓦。
投产以来，龙羊峡水光互补光伏电站每年发电14.94亿千瓦时，实际年利用小时1758小时,是目前全球最大的水光互补项目，为中国清洁能源提供了水光互补的新型发展模式，为全球开创了传统能源与新能源协调运行的先河。
龙羊峡水光互补电站[2]作为龙羊峡水电站128万千瓦的“编外机组”，通过水轮机组的快速调节，节约西北电网旋转备用容量70%，增强龙羊峡水电站调峰调频能力18%（晴天）、9%（阴天）和5%（雨天），提高龙羊峡输电送出能力22.4%，提高西北电网电能质量，将原本不稳定的锯齿型光伏电源调整为均衡、优质、安全、更加友好的平滑稳定电源。
2.2.云南省境内的石林光伏项目
以人们熟知的云南省境内的石林太阳能并网光伏二期电站为例，说说可供参考的光伏相关指标。其装机容量5.6万千瓦，2014年底开工建设，2016年初投产发电，工程投资4.97亿元，单位造价8875万元/万千瓦。
投产以来，石林太阳能并网光伏二期电站年发电量7280万千瓦时，其实际年利用小时为1300小时，超出设计预期50小时，享受着电力市场化交易政策前后的上网电价水平分别为0.95元/千瓦时和0.80元/千瓦时，致使年收益成微利。形成了光伏与农业一体化[3]，提高土地综合利用价值，破解了云南光伏电站土地桎梏难题。
2.3.光伏发电的主要原材料“发电玻璃”成为热搜
现有光伏发电站[4]的主要原材料--电池板以单晶硅、多晶硅、碲化镉CdTe等为常见，从材质、功率、单块面积、生产成本、发光发热、使用年限等综合因素考量，碲化镉薄膜太阳能电池[5]成为发展趋势。在广泛深入的应用研究基础上，国际上许多国家的CdTe电池已走向了规模工业化生产。
碲化镉太阳能电池就是世人熟称的“发电玻璃”，并且成为网上热搜，由五层结构组成:背电极、背接触层、CdTe吸收层、CdTe窗口层、TCO层。如图1所示。碲化镉薄膜太阳能电池的生产成本大大低于晶体硅和其他材料，并且与太阳光谱很一致，可吸收95%以上的阳光。
图1.碲化镉薄膜太阳能电池结构示意图
Figure 1. Structure of CdTe thin film solar cell
“发电玻璃”主件CdTe吸收层中的Te为碲元素，是所有非金属元素中最具金属性的元素，是非常好的半导体材料，具有非常好的传热和导电功能。其中的Cd为是镉元素，呈银白色，略带淡蓝色光泽，质软耐磨，有韧性和延展性。
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3.所在国水光互补项目的存在价值和发展趋势
色拉龙水电站位于中南半岛，在湄公河的二级支流上，老挝境内。如果色拉龙水光互补光伏项目能够成立，自然也是分布在该区域，与色拉龙水电站形成互补态势。
色拉龙河流域的气候特殊，位于东七区时段，每年仅仅两个季节，雨季和旱季，也契合一位能源投资管理者持有“四季惟夏炽常在，歌晚电力满江红”的水电情怀。经过三年测试，并求证当地气象部门，得出一个规律：每年6-9月四个月为雨季，10-5月八个月为旱季，旱季的时候每天日照强光8-10小时，进而每年日照时间在1920-2400小时，太阳能光伏资源优良[6]。
据悉，老挝境内现在还没有光伏发电站。虽然属于区域清洁能源[7]空白，但若收益可嘉，还是具备长期发展方向的。
4.项目可行性分析
4.1.可用的土地资源
经当地政府土地资源部门审核的色拉龙水电站临时用地32.05公顷，付费认定的永久用地2510.19公顷，其中，库区淹没2493公顷，余下17.19公顷用于电站大坝、厂房、开关站、运维办公楼和业主营地等。
核算和评估10%、20%、50%土地利用率的相关指标，对应的土地征用[8]面积分别为49240平方米、98480平方米、246200平方米。如果条件具备，2493公顷库区淹没水面能够建立有效漂浮平台荷载“发电玻璃”，灵活度和效益更高。
按照可用平台的有效面积进行估算，安装每块平方米的碲化镉太阳能电池板累计块数为块、块、块。咨询厂家，每块电池板的功率设计至瓦，对应安装、、功率的发电玻璃，每年发电量为万千瓦时、万千瓦时、万千瓦时。依据与老挝政府的供电协议水电上网电价和概算期间的汇率，估算每年发电收入分别为万元、万元、万元，暂且按照年核计。比较龙羊湖水光互补光伏电站和石林光伏电站的单位造价值万元万千瓦（）、万元万千瓦（）。再咨询发电玻璃专利生产厂家，色拉龙水光互补光伏项目造价为元瓦（包含组件、支架、逆变器、变压器、汇流箱、电缆、升压站、接入系统设备、其他电气设备等），即万元万千瓦，估算整体投资额为万元、万元、万元。如果水上安装，估算元瓦（不含组件，需要另行组价）。前后对比，暂按年估算收益，年收回成本，协议到期时，整体收益为万元、万元、万元。如表所示。表色拉龙水光互补并网光伏项目指标估算一览表
Table 1. List of index estimation of selalong water light complementary grid connected photovoltaic project
4.3.可利用光伏平台分布
根据当地气象资料和水电站三年建设期的实测结果，色拉龙区域每年日照时间在1920-2400小时，太阳能光伏资源优良。色拉龙水电站建成投产之后，大坝的坝顶（▽米）、坝后边墙、坝后厂房的顶棚和侧边墙、下游边坡（▽米）以上、右坝肩、左坝肩、砂石骨料加工基地、混凝土加工基地、钢材加工基地、取料场、弃料场、业主营地等区域的非林地片区，以及上游库区湖面，如果漂浮设施足够荷载的区域，均在强光暴晒之下，都属于可以安装太阳能电池板的地方，如图、图所示。水电站的征用土地得到合理再利用，水光互补时可不必再次报批，节省办事程序，也节省项目投资。如果能够成立，水光互补项目区域管理半径以大坝为中心，控制在平方千米范围内，管理成本极优。图色拉龙水电站全景图（） 图色拉龙水电站全景图（）5.亟待解决的几个问题：陈肖华，探讨地面光伏电站项目建设集体用地取得模式，光伏系统工程，2015（5）：刘戊元，光伏电站总承包在控制工程造价方面的研讨，山东工业技术，（）：曹石亚，李琼慧，黄碧斌，王乾坤，光伏发电技术经济分析及发展预测，中国电力，（）：秦晓霞，光伏发电并网关键技术及对策研究，通信电源技术，（）：
（1）水光互补并网光伏项目在老挝属于新型能源项目，需要得到老挝政府的合法许可，需要签订相应的开发协议。
（2）争取上网电价优惠政策，至少获取与色拉龙水电站PPA协议持平的电价，最好能够享受类似于国内扶持补贴的电价政策。
（3）该区域丰富的太阳能资源需要得到权威机构的认证和确认，并应聘请权威设计机构进行可行性研究及完善后续设计工作。
（4）完善内部和外部决策程序之后，进入招投标阶段，将建设工期控制在一年以内。
6.企业求发展在狭缝中看到曙光
从经济学角度，该水光互补光伏项目能够增添企业收益，即便只有微利，也让企业发展在敬业中看到曙光。有效分配和充分用好光伏发电的三部分电量，自用、存储和并入电网。当夜晚来临或水电站机组检修时，局部用户可以使用白天蓄电池所存储的电，来实现局部负载的正常运行[10]。
从工程技术角度，该水光互补光伏项目带给企业生机与活力，为社会效益增添技术保障。光伏发电并网关键技术[11]的应用，体现企业创新，是政府倡导，也是企业发展所为，寻求国内类似项目的技术支撑，促进国际能源健康、优质、创新的发展。
该水光互补并网光伏电站利用水电站优越的调峰性能，通过水电站补偿调节后，滤掉单纯光伏电站随机性、间歇性和周期性特点，减少电网为吸纳新能源电量所需的旋转备用容量，能够提高电网消纳及送出能力，能够提高电网电能质量，将原本不稳定的锯齿型光伏电源调整为均衡、优质、安全的平滑稳定电源。而且还可以节约发电用水，提高光伏电站和水电站的综合发电效益。
7.结论
（1）该探索成果可以作为项目建议书，推荐6MWp、12MWp、31MWp三种装机规模的水光互补并网光伏电站方案，提供给有关机构决策参考。
（2）文中数据来源于权威机构和实际发生的测试成果，与基层零距离接触，具有较强的实践指导意义。
（3）该探索成果采用了能源市场上现代社会先进的研究产品—碲化镉太阳能电池，也是非能源行业人们熟称的“发电玻璃”。
（4）指标估算过程严谨，尊重权威，征得厂家同意，参考国内成熟的技术工艺、专利产品和国际最大规模水光互补并网光伏电站的实际运营指标。
（5）该水光互补并网光伏项目可以弥补水电站的弱项指标，并顺接水电站的建设期，合理建设工期。
（6）该水光互补项目能够获得水电站征用土地的合理再利用，提高土地使用效率。
（7）该探索成果中的有些具体工作还有待于进一步深入，达到可研和项目建设实施程度还有一定距离。包括没有纳入成果估算的2493公顷水库淹没区有多少面积的湖面能够合理利用、实际造价和收益关系等，都需要进一步深入实际工作。
参考文献
邹仕华，色拉龙工程坝体变态混凝土设计与施工的研究，浙江水利水电学院学报，（）：王瑛，龙羊峡水光互补并网光伏发电项目的探讨，读与写 下旬版，高连生，许兰刚，刘世俊，光伏发电项目后评价技术方法探讨，中国能源，（）：刘平，分布式光伏发电示范性项目应用探讨，黑龙江科技信息，2017（4）：范文涛，朱刘，碲化镉薄膜太阳能电池的研究现状及进展，材料研究与应用，（）：杨云，权继梅，丁蕾，边泽强，程兴宏，太阳能资源观测仪器（总日射表）性能测试办法，气象科技，（）：林爽，王笑梅，光伏发电工程全过程项目管理应用探讨，工业C，2016（11）