光伏技术在水利领域的需求及发展.docx

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1、光伏技术在水利领域的需求及发展广西地处祖国西南部，社会经济发展比较落后，是老、少、边、 山、穷地区，农村人口众多，零星分散，农村水利的能源问题、环 境问题在广西表现十分突出，利用太阳能技术解决农业灌溉或边远地 区农村人饮提水问题，是一条既经济又可行的途径。它不仅对改善区 域生态环境和节约能源起到一定的促进作用，还对广西能源可持续发 展、调整能源结构、改善农民生产生活条件、提高农民生活质量起到 很好的作用。1太阳能光伏技术在广西水利领域的需求分析1.1农 村人饮工程太阳能提水泵站 广西地处云贵高原东南边缘，地形以中 山、丘陵为主，占广西总面积的68. 30%,石灰岩分布很广，特别是 桂西北岩溶地

2、区，岩石裂隙、溶洞极为发育，地下水比降较大，埋藏 较深，河谷深切，多呈V型峡谷，山体岩石裸露，土地分布零星， 土壤覆盖层薄且多为砂壤土，保水性差，降雨大部分通过岩溶裂隙和 石灰岩漏斗流入地下，地表水资源十分有限。加上地域覆盖范围广, 耕地分布零星，农民群众居住分散，都是造成广西农村饮水不安全的 主要原因。根据广西农村饮水安全工程十二五规划，在十二五 期间，广西计划总投资1321780万元，解决广西农村饮水不安全人 口 1506. 90万人（含农场13. 20万人、林场9. 40万人），解决农村学 校饮水不安全人口 272. 74万人。修建提水工程是解决农村饮水安全 问题的主要措施之一，提水的关

3、键是动力，但在缺电无电边远地区, 交通不便，lOkV以上供电线路造价超过10万元/km,通过牵线引电 提水成本较高，这种小负荷、长距离的输电方式显然是不合理和不经 济的。广西农村年日照时间在2000h左右，太阳能资源相对丰富，加 之采用太阳能水泵提水可日出而作、日落而歇，无需专门人员看管, 可提高农村饮水安全工程自动化管理水平，节约能源，对促进广西 资源节约型及环境友好型社会建设具有深远影响和重大意义。1.2农业灌溉太阳能提水泵站根据调查，结合2010年广西统计年 鉴、广西农业发展十二五规划大纲以及广西多年来实施高效节 水灌溉的经验，广西适宜发展高效节水灌溉的主要农作物有糖料蔗、 玉米、蔬菜、

4、水果等，其中水果主要有香蕉、葡萄、柑桔、芒果等, 广西适宜发展高效节水灌溉面积1761万亩。根据广西壮族自治区 高效节水灌溉项目十二五实施方案，广西在十二五期间计划发 展高效节水灌溉面积300万亩，其中，大田粮食作物高效节水灌溉面 积65. 2万亩，甘蔗高效节水灌溉面积141. 0万亩，设施农业53. 3万 亩，水果高效节水灌溉面积40. 5万亩。发展高效节水灌溉工程要依 赖水泵提水加压提供足够的水压，加上广西高效节水灌溉主要集中在 坡耕地，离乡镇、村庄比较远，采用变压器从电网接电难度大、成本 高。相对而言，通过采用光伏提水系统把太阳能转换成电能提水，是 解决高效节水灌溉工程能源问题是有效手段

5、之一。1.3应急抗旱提 水泵站广西多年平均降雨量为1537mni,但由于地形起伏和大气环流 的影响，降雨时空分布极不均匀，降雨多集中在4-9月，占全年总降 雨量的80. 9%。因此，春秋易旱、夏涝冬干的特点十分明显，素有十 年九旱之称。据比较完整的资料记载，广西1700-1945年共发生大小 旱灾152次，全自治区性的大旱有12次。根据建国后的统计资料显 示，广西受旱面积1000万亩以上的旱灾，1951-1980年平均4. 3年 发生一次，1981-2000年平均1. 7年发生一次，2001 -2007年平均1. 4 年发生一次。特别是大石山区，群众居住零星分散，用电用水比较困 难，遇到干旱年

6、份，更是无电无水可用。旱灾的出现，往往导致灾民 无水可饮，农作物无水可灌，通过修建移动式应急抗旱提水泵站，可 以因地制宜、及时地解决群众的生活生产用水问题。2推广的可行 性分析2.1太阳能光伏技术在水利应用现状太阳能提水泵站已在我 国西藏、新疆、甘肃、青海、宁夏、海南、内蒙古、河南等省份推广 应用，广西桂林市兴安县修建了 2座农村饮水工程和灌溉工程的太阳 能提水泵站，其中农村饮水工程太阳能提水泵站已成功运行。根据其 他省份的研究成果，结合广西实际情况，广西年日照小时数 1063-2263h,桂南沿海和桂东南在2000h以上，桂北则在1400h左右； 年太阳辐射总量为90-110kcal/cm2

7、 ,即年均太阳能辐射总量 4190-5016MJ/m2•ao IkW太阳能光伏提水一般出水时间为 8:50-17:50,以扬程110m为标准，平均出水流量为4n13/h,冬季最 大流量5n13/h,夏季最大流量达到12nl3/h,最小流量3n13/h。从出水 量指标看，推广光伏提水技术可行。据调查，目前太阳能光伏技术在 广西水利领域主要应用在桂林市兴安县的农村人饮提水泵站和农业 灌溉提水泵站。2010年兴安县严关镇马头山村饮水工程采用了太阳 能辅助抽水系统，该工程解决农村人口 346人的饮水不安全问题，总投资21. 30万元（其中，中央预算内资金14万元，自治区配套资金 2万元，县配

8、套5. 3万元）；其中太阳能辅助抽水系统投资7. 2万元， 人均投资208元。2011年，桂林市兴安县界首镇兴田村柑桔滴灌工 程也应用了太阳能光伏技术。该工程设计灌溉面积300亩，主要作物 是柑桔，工程总投资61. 1万元，即亩均投资2037元/亩；其中太阳 能辅助抽水系统6. 5万元，即亩均217元。另外，广西水利厅计划在 南宁市上林县，桂林市兴安县、全州县、永福县以及河池市都安县, 选取8个村屯开展农村饮水安全工程太阳能水泵试点工作，计划总投 资279.17万元，项目受益人口 3126人。2. 2太阳能光伏技术发展 日臻成熟 太阳能光伏产品主要由太阳能电池板、控制系统、应用端 器具等部件组

9、成。单晶硅太阳能电池板寿命最高达10-25年以上，控 制系统无故障使用期为5-7年，经维修可用15年，水泵可用15年。 目前，广西生产的太阳能电池板光电转化率已达到17%-18%、虽然与 世界先进水平的25%的转化率还有一定的差距，但技术已经相当成熟; 对提高系统效率、可靠性、系统寿命、降低成本起关键作用的核心部 件控制器、逆变器也已实现自行生产。另外，广西发展太阳能光伏有着得天独厚的优势：一是广西硅矿储量居全国之首，占全国 总储量的50%,地下硅矿储量在2亿吨以上，而且资源禀赋较好， 大部分矿体类型简单、纯度高、矿脉大、开发便利、价值高；二是广 西地处低纬度，属副热带季风气候，长夏短冬，阳光

10、充足，太阳辐射 强烈，日照时间较长。#p#分页标题#6# 2.3太阳能光伏提水经济可 行目前，太阳能供水系统（含太阳能电池板、控制器、防雷汇流箱、 支架、线缆及配件）21元/W,比常规能源每千瓦多投入2.1万元， 但也节约了大量的电力及劳动力。以兴安县已经实施的两座太阳能光 伏提水泵站为例，每座泵站装机功率均为15kW,即太阳能供水系统 投入32万元。相同功率的常规能源泵站年均用电5. 48万kW•h, 目前农业电价为0. 4元/kW•h,水利工程运行年限取15年，即 需要电费33万元。同时，利用常规能源需要安排专人管理,根据2010 年广西统计年鉴，水利行业年均工资1.0

11、8万元/人，即15年需要管 理费16万元。因此，修建太阳能光伏提水泵站在经济上是可行的。2.4太阳能光伏技术效益良好将太阳能光伏技术应用在农村人饮、 农业灌溉和应急抗旱上，会带来良好的社会效益和经济效益。一是通 过农村饮水工程，增加了农户收入，主要为3个方面：降低发病率 而减少医疗、医药支出；节省取水设施、工日而增加的收益，包括 原来取水费用的节省和原先用于取水的劳动力外出务工的收入；发 展家庭经济的收益，包括供水增加后发展养殖业和庭院经济以及发展 传统小型工商业的收入；二是实施高效节水灌溉，节水增收：粮食作 物亩均节水112m3,经济作物亩均节水64m3,林果草亩均节水57. 6m3； 粮食

12、作物亩均增产64kg,经济作物亩均增产1410kg,设施农业亩均 增产28. 8kg,林果草亩均增产320kg；亩均节地0.015亩；三是广西 旱灾发生比较频繁,特别是大石山区，十年九旱,群众居住零星分散， 用电用水比较困难，采用移动太阳能光伏提水泵站，可以在该区域发 生旱情时，为老百姓提供及时水、救命水。3结论与建议（1）广 西开发的太阳能光伏产品性能与技术不断成熟，目前成本较高的障碍 正在随着技术进步和大规模生产而减小，其后续运行成本低廉的优势 明显，适合于农村地区对农村饮水、应急抗旱和节水灌溉等方面的现 实需要，特别是能够解决无电区域群众的用电难问题，促进边远地区 的经济社会又好又快发展；（2）太阳能光伏产品推广应用可以缓解传 统电能不足的压力，对节能减排、生态环保和能源安全具有极深远的 战略意义；（3）由于太阳能光伏技术一次性投入较大，如这部分投入 由受益群众承担，对目前尚未算富裕的农村居民来说，要筹集这部分 资金难度较大。因此，建议政府研究制定太阳能光伏产品补助标准和 补贴政策，通过消费补贴、贴息贷款、政府采购的方式补贴消 费，使广大农村地区和群众买得起、用得上。