隨著光伏系統(tǒng)走進(jìn)千家萬戶，普通人接觸光伏的機(jī)會(huì)越來越多。作為光伏工作者，遇到“光伏知識(shí)小白”也是高概率事件。做分布式項(xiàng)目前期開發(fā)的工作人員幾乎都遇到過以下類似問題：

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　　隨著光伏系統(tǒng)走進(jìn)千家萬戶，普通人接觸光伏的機(jī)會(huì)越來越多。作為光伏工作者，遇到“光伏知識(shí)小白”也是高概率事件。做分布式項(xiàng)目前期開發(fā)的工作人員幾乎都遇到過以下類似問題：

   在我家屋頂安裝光伏組件，會(huì)不會(huì)有輻射影響健康？

   你們說光伏是綠色能源，我聽說生產(chǎn)過程污染很嚴(yán)重，消耗的能量比電站發(fā)的電還多。

   ……

   相對(duì)于常規(guī)的火電，光伏電力的節(jié)能、減排能力到底有多大呢？

   先看著名的溫室氣體CO2。

   這個(gè)數(shù)據(jù)最權(quán)威的發(fā)布渠道，應(yīng)該是“中國清潔發(fā)展機(jī)制網(wǎng)”每年公布一次的基準(zhǔn)線排放因子。根據(jù)《2013中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子》，各地區(qū)的排放因子數(shù)值如下表.

     進(jìn)行一下單位換算，以北京所在的華北電網(wǎng)為例，1kWh的清潔電力相當(dāng)于減排917.1g的CO2。

  再看節(jié)能（節(jié)約標(biāo)煤）量。

   這個(gè)數(shù)據(jù)最權(quán)威的發(fā)布渠道應(yīng)該算是中國電力企業(yè)聯(lián)合每年發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)了。根據(jù)中電聯(lián)網(wǎng)站的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，6000千瓦及以上電廠，2012年的平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為305g/kWh，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為325 g/kWh。發(fā)電廠一般采用發(fā)電煤耗，用電戶一般采用供電煤耗。

   同時(shí)，中電聯(lián)的網(wǎng)站還給出了2012年全國電廠發(fā)電時(shí)排放的煙塵、二氧化硫排放量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分別為0.4 g/kWh和2.3g/kWh。

   綜上所述，以北京為例，裝機(jī)量1萬千瓦的光伏項(xiàng)目（年滿發(fā)小時(shí)數(shù)為1000h）的年發(fā)電量為1千萬kWh，則相對(duì)于常規(guī)火電，節(jié)能減排量如下：

   節(jié)約標(biāo)煤：3050噸；

   減排：CO28570噸，煙塵4噸，SO223噸。

   光伏組件本身在發(fā)電時(shí)并不產(chǎn)生任何電磁輻射，但是為了將光伏組件所發(fā)的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴?shí)現(xiàn)和電網(wǎng)的連接，通常需要很多的電力設(shè)備和電子器件，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)影響周圍的電磁環(huán)境。

   這里用光伏發(fā)電系統(tǒng)和電磁環(huán)境指代存在于光伏系統(tǒng)周邊的由于光伏系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象的總和。

   經(jīng)科學(xué)測定，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電磁環(huán)境低于各項(xiàng)指標(biāo)的限值。在工頻段，太陽能光伏電站電磁環(huán)境甚至低于正常使用的常用家用電器時(shí)產(chǎn)生的量值，不會(huì)對(duì)人身健康產(chǎn)生影響。

   工頻下光伏電站與常用家用電器電磁環(huán)境測試結(jié)果對(duì)比，如下圖。

   生產(chǎn)制造過程中會(huì)產(chǎn)生一定的廢氣、廢水或固體廢物，統(tǒng)稱三廢，晶體硅光伏制造過程也不例外。下圖展示了晶體硅光伏制造過程中產(chǎn)生“三廢”種類、主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)及處理措施。光伏制造過程中產(chǎn)生的絕大部分污染物經(jīng)簡單護(hù)理后即可達(dá)到國家安全排放標(biāo)準(zhǔn)，處理過程簡單且工藝成熟，對(duì)環(huán)境影響比較?。粋€(gè)別集中光伏生產(chǎn)行業(yè)持有的污染物，如四氯化硅、廢砂漿以及氟化物，如下圖所示。

   光伏系統(tǒng)幾年內(nèi)能把自己生命周期內(nèi)消耗的能力回收回來。光伏系統(tǒng)的能量回收期不僅考慮了光伏制造過程的能量消耗，也考慮了光伏組件外其他部件的能量消耗。顯然，回收期越短越好。能量回收期是判斷可再生能源的指標(biāo)之一。

   該測算的邏輯及邊界條件為：

其中，

   按照每生產(chǎn)1千克太陽級(jí)硅需要1.3千克金屬級(jí)硅，每生產(chǎn)1千克晶體硅電池需要1.25千克太陽級(jí)硅，而每千克規(guī)定可生產(chǎn)190瓦太陽電池計(jì)算，得出沒生產(chǎn)1W太陽電池需要太陽級(jí)硅6.58克、需要金屬級(jí)硅8.55克，進(jìn)而可以計(jì)算得出：

   按照國家住宅與居住環(huán)境工程技術(shù)研究中心推算數(shù)據(jù)，2020年我國建筑總面積將達(dá)到700億平方米，其中可利用的南墻和屋面面積為300億平方米，按照可利用面積的20%用于安裝光伏系統(tǒng)計(jì)算，則屆時(shí)可安裝光伏系統(tǒng)的面積約為60億平方米。根據(jù)每20平方米安裝1kW光伏系統(tǒng)計(jì)算，2020年建筑光伏系統(tǒng)最大裝機(jī)容量可高達(dá)3億kW。由于80%的屋面面積位于我國中東部地區(qū)，因此建筑光伏的主要建設(shè)區(qū)域在中東部地區(qū)。按照中東部地區(qū)平均年等效利用小時(shí)數(shù)為1300h，2020年建筑光伏年發(fā)電量約為：

   3億kW×1300h=3900億kWh

   約相當(dāng)于5個(gè)三峽電站的全年發(fā)電量。（按照三峽電站2013年全年發(fā)電量828.27億kWh計(jì)算）

本文版權(quán)屬于“中國可再生能源學(xué)會(huì)光伏專委會(huì)”。