城市屋顶分布式光伏发电潜力研究——以广东省广州市为例
编号:99
稿件编号:101 访问权限:公开
更新:2021-09-28 09:12:40
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摘要
摘要:国家和城市的碳达峰问题正在获得越来越多的关注,清洁能源的应用可有效降低温室气体排放。2019年广州市的能源消费总量为6294万吨标准煤,总用电量为1005.58亿千瓦时,发电量为348.1亿千瓦时,其中火力发电占88.86%,太阳能发电量占2.13%,可见在城市本地发电中,太阳能发电仍有很大的发展空间。降低发电产生的碳排放,就需要增加可再生能源发电的比重,替换掉部分污染排放高的发电机组,同时也可减少部分的外部电力购入。与地面光伏电站相比,屋顶分布式光伏不受用地限制、建设成本更低、建设周期更短,并且相对于紧缺的城市用地,屋顶资源更为丰富,在屋顶安装分布式光伏发电更贴近消费端,可实现“自发自用,余电上网”,能够有效缓解电网的消纳能力。为此,对城市屋顶光伏发展潜力进行评价,对城市未来能源规划发展具有重要参考。本研究基于ArcGIS(地理信息系统)程序对广州市的屋顶面积进行估算,在卫星地图使用测量工具,在采集大量样本后获得屋顶可利用比例,结合广州地面辐射站点的辐射观测资料,由PVsyst(光伏设计系统)输出广州市的最佳安装倾角和倾斜面接收到的辐射,最后得到广州市分布式光伏发电潜力。结果显示:(1)广州市现有3.3亿平方米的屋顶面积,其中生活建筑占比为50%,工业建筑为33%,商业建筑为12%;(2)广州市屋顶可利用系数,居住区为0.8,工业区为0.92,商业区为0.63,中小学、高校、医院、公共设施等可达0.52-0.61;(3)广州市在光伏板的最佳安装倾角时,接收到的辐射量比水平面辐射多5.54%,朝向正南时,辐射量最大,当光伏组件偏离正南方向0-30°时,接收辐射量会有0.2%-1%的减少;(4)最佳安装倾斜角下,分布式光伏的潜在装机容量为29.91-32.59兆瓦,潜在发电潜力为394.3-424.8亿千瓦时,以2020年广州市全社会用电量为参考,可满足39.56%-42.62%的用电需求。因此,城市屋顶资源仍有很大的利用空间。估算发电潜力只是第一步,之后将结合不同城市的相关政策,筛选出需重点推广屋顶光伏的建筑类型和建筑区域,研究如何在“十四五”、“十五五”规划中增加光伏发电的装机量,为城市优化建筑用能和低碳发展提供科学参考。
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