两种公路照明用太阳能接收装置的经济性分析_经济分析

根据前面提出的评价装置的经济指标，下面对非跟踪式和跟踪式太阳能接收装置进行经济性分析。

3.1两种太阳能接收装置的一次性投资成本

在太阳能转换的电能充足时，与传统公路照明相比，太阳能公路照明系统在一次性投资的系统组成方面减少了配电箱安装和线路敷设安装两个环节，所以只需从灯具和安装工程量两方面进行比较。跟踪式太阳能公路照明系统在安装工程量上，比普通固定式即非跟踪式的调试量多出了一部分。两种太阳能公路照明系统一次性投资资金组成如表2所示核心期刊目录。

表2 太阳能公路照明系统一次性投资资金组成

由表2可知，跟踪式一套设备的成本比非跟踪式高两百元左右。在太阳光照很充足的地域，若采用固定式太阳能接收装置并在其效率较低时也能满足照明的电能需求，则固定式装置在一次性投资成本上相对有优势，但为了保证在阴雨天的照明，固定式太阳能接收装置一般还会设置公路照明配电箱、照明线路作为备用电源。

另外，对于太阳光照不太充足的地方，仅用固定式太阳能接收装置来提供照明电能往往是不能满足要求的，而跟踪式装置由于其转换的高效率则可以满足用电需求。

虽然一次性投资成本上跟踪式装置较固定式装置稍高，但固定式接收装置一般要增加公路照明配电箱、照明配线，使得其一次性实际成本远远高于跟踪式装置。

3.2两种接收装置光伏转换率的经济分析。

在太阳能接收装置采光面积相同，蓄电池材料相同，充放电和控制灯具关、开等设备条件相同的情况下，两种装置的光伏转换率相差非常大，跟踪式的光电转换率要高很多，理论上高50%，实际情况一般要高35%。而且就南方地区而言，阴雨天气一般较长，常用固定式的太阳能灯具在电能充足状态下输出只能维持3到5天，所以固定式太阳能照明器不能独立的在南方地区使用，一般还需铺设照明供配电线路，作为在电池电量不足时的备用。如浙江省由于日照相对欠充足，要完全依赖固定式太阳能电池板进行光伏转换来供电，则需要较大容量的太阳能电池板，一般需增加太阳能电池板容量30%左右（约增加12W），这样一来，固定式接收装置的经济性就变得更差。

3.3两种接收装置日常运行维护的经济分析

对于日常运行维护成本中的人力定期巡查成本和产品更换成本，两种太阳能照明器基本相同。在太阳能转换率足够高时，与传统照明相比，两种太阳能接收器都可省去包括供配电系统、灯具能耗两部分的供电成本。表3是传统照明、跟踪式和固定式太阳能照明三种系统运行成本的相关数据，该表是以10公里公路安装666盏路灯的假设条件进行估算的，按每度电1.00元人民币计算供电费用，而且表中数据均为一年费用。

表3 公路照明运行成本

太阳能电池板水平布置以及小倾角布置时，灰尘、雨水等因素对光伏发电产能有较大影响[5]。固定式接收器在日照不充足、梅雨季节或阴雨天气经济分析，将会导致供电不充足。这时就要增加传统的供配电系统，并且在产品更换成本中又不得不加入这部分费用。而太阳能照明自动跟踪控制系统由于其光电转换效率高，可以完全免去供电成本中线路损坏、线路再敷设修护、配电箱维护和更换的成本。总之，跟踪式接收器日常运行维护的经济效益更高。

3.4两种接收装置能源、材料使用的经济分析

在太阳能转换的电能足够时，两种太阳能接收装置自身的电能消耗和金属铜消耗均可以忽略不计。但是因为某些情况下固定式照明器电能转换量不充足，为保证公路照明的正常运行，必须在安装太阳能照明系统的同时安装传统的供配电系统，这样一来，非跟踪式照明器的金属铜消耗量就不能忽略不计了，而且发电量不足的时候，对国家电网上的电能消耗也不能忽略。综合考虑，跟踪式太阳能接收装置较固定式的有着更高的经济效益。

4结论

通过对两种太阳能接收装置的经济性分析可知，虽然在阳光很充足的地区和时节，固定式太阳能接收装置在一次性投资项目的自动控制调节费上低于跟踪式装置，但面对我国这样一个区域广大、气候复杂的情况，从电能转换效率、供电量稳定性及能源和材料消耗等几项经济指标来分析，同等容量大小的电池板，跟踪式装置全面优于固定式装置。跟踪式太阳能接收装置提高了光伏转换效率，即使在太阳能不充足、阴雨天气的时候，高效率转换的电能也足够公路照明使用，所以可以完全脱离电网，不存在化石能源消耗，有效地降低了碳排放量。跟踪式太阳能接收装置在公路照明中的应用所产生的经济效益和社会效益将是无限量的，应予以大力推广。

参考文献：
[1]郑子和.基于ISC模式下的太阳能发电产业发展研究[J].价值工程，2009,28(6):30-32
[2]杨金焕．固定式光伏方阵最佳倾角的分析[J]．太阳能学报，1992，13(1)：86-92.
[3]窦伟，许洪华，李晶.跟踪式光伏发电系统研究[J].太阳能学报，2007，28(2)：169-173.
[4]郑小年，黄巧燕．太阳跟踪方法及应用[J]．能源技术，2003，24(4)：149-151.
[5]陈维，沈辉，刘勇.光伏阵列倾角对性能影响实验研究[J].太阳能学报，2009，30(11)：1519-1522.
 

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