一种太阳能聚光光伏光热联产系统成本以及回收期的计算方法

摘要

一种太阳能聚光光伏光热联产系统成本以及回收期的计算方法，按照系统输出能量中的电功率比率和热功率比率对光伏设备的成本与光热设备的成本进行分配，可准确计算出系统中光伏设备单元成本和光热设备单元成本；以已有太阳聚光光伏光热联产系统为基准，引入规模化因子，可以预测出拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的设备总成本以及成本回收期，在完成拟建系统的建设后，可准确获得该系统的光伏设备单位成本、光热设备单位成本以及系统成本回收期。根据所得的系统成本及回收期可判断是否可以投资建设采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统，同时能够指导实际建设采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的资金投入额度与分配办法。

主权项

一种太阳能聚光光伏光热联产系统成本以及回收期的计算方法，其特征在于，包括以下步骤；1)对于采光面积为A_S的基准太阳能聚光光伏光热联产系统，按照部件成分将基准系统分为：聚光器、光伏组件、光伏电池散热器、跟踪器、机械支架、光伏附件、光热附件，基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本：聚光器的成本为TC_CO，光伏组件的成本为TC_PV，光伏电池散热器的成本为TC_HS，跟踪器的成本为TC_TR，机械支架的成本为TC_MA，光伏附件的成本为TC_PV‑A，光热附件的成本为TC_PT‑A；2)将基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本除以采光面积A_S，获得采光面积1m²的基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本，分别是：聚光器的成本为TC_CO1＝TC_CO/A_S，光伏组件的成本为TC_PV1＝TC_PV/A_S，光伏电池散热器的成本为TC_HS1＝TC_HS/A_S，跟踪器的成本为TC_TR1＝TC_TR/A_S，机械支架的成本为TC_MA1＝TC_MA/A_S，光伏附件的成本为TC_PV‑A1＝TC_PV‑A/A_S，光热附件的成本为TC_PT‑A1＝TC_PT‑A/A_S；3)在恒定气象条件：太阳总辐照度为G，直射比为R_DNI，环境温度为T_AM，环境风速为V和初始运行条件：散热介质进入光伏电池散热器的温度为T_IN，散热介质离开光伏电池散热器的温度为T_OUT，散热介质质量流率为q下，采光面积为A_S的基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出的电功率为P_PV，热功率为P_PT以及热电总效率为η，将电功率、热功率分别除以A_S，获得采光面积为1m²的条件下，基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出的电功率为P_PV1、热功率为P_PT1，则基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出热电的总功率为P_T1＝P_PV1+P_PT1，另外，基准太阳能聚光光伏光热联产系统电功率比率为电功率与总功率比值，因此电功率比率为R_PV＝P_PV1/(P_PV1+P_PT1)，该系统热功率比率为热功率与总功率比值，因此热功率比率为R_PT＝P_PT1/(P_PV1+P_PT1)；4)根据电功率比率R_PV和热功率比率R_PT，利用步骤2)中采光面积1m²的基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本，分别组合出采光面积1m²的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本TC_PVE1和光热设备成本TC_PTE1，计算公式如下：光伏设备成本：TC_PVE1＝R_PV(TC_CO1+TC_PV1+TC_TR1+TC_MA1)+TC_PV‑A1；光热设备成本：TC_PTE1＝R_PT(TC_CO1+TC_PV1+TC_TR1+TC_MA1)+TC_HS1+TC_PT‑A1；将采光面积1m²的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本TC_PVE1除以步骤3)中的电功率P_PV1，获得基准太阳能聚光光伏光热联产系统光伏设备单位成本TC_PVEU，同理，将光热设备成本TC_PTE1除以步骤3)中的热功率P_PT1，获得基准太阳能聚光光伏光热联产系统光热设备单位成本TC_PTEU，计算公式如下：光伏设备单位成本：TC_PVEU＝[R_PV(TC_CO1+TC_PV1+TC_TR1+TC_MA1)+TC_PV‑A1]/P_PV1；光热设备单位成本：TC_PTEU＝[R_PT(TC_CO1+TC_PV1+TC_TR1+TC_MA1)+TC_HS1+TC_PT‑A1]/P_PT1；5)将步骤4)采光面积1m²的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本TC_PVE1和光热设备成本TC_PTE1求和，获得采光面积1m²的基准太阳能聚光光伏光热联产系统设备总成本TC₁，计算公式如下：TC₁＝TC_PVE1+TC_PTE1＝TC_CO1+TC_PV1+TC_TR1+TC_MA1+TC_HS1+TC_PV‑A1+TC_PT‑A16)拟建太阳能聚光光伏光热联产系统光电光热总功率为P_T，引入太阳总辐照度G以及步骤3)中基准太阳能聚光光伏光热联产系统的热电总效率η，计算出拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的采光面积A_T，计算公式如下：A_T＝P_T/(G×η)7)对应于步骤1)中采光面积A_S的基准太阳能聚光光伏光热联产系统，引入规模化因子R_C，用于根据基准系统预测采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统设备总成本TC_TE；规模化因子R_C由如下公式计算：$R_C=\frac{R_{CCO}{\mathrm{TC}}_{CO}+R_{CPV}{\mathrm{TC}}_{PV}+R_{CHS}{\mathrm{TC}}_{HS}+R_{CTR}{\mathrm{TC}}_{TR}+R_{CMA}{\mathrm{TC}}_{MA}+R_{CPV-A}{\mathrm{TC}}_{PV-A}+R_{CPT-A}{\mathrm{TC}}_{PT-A}}{{\mathrm{TC}}_{CO}+{\mathrm{TC}}_{PV}+{\mathrm{TC}}_{HS}+{\mathrm{TC}}_{TR}+{\mathrm{TC}}_{MA}+{\mathrm{TC}}_{PV-A}+{\mathrm{TC}}_{PT-A}}$其中：TC_CO、TC_PV、TC_HS、TC_TR、TC_MA、TC_PV‑A以及TC_PT‑A分别为采光面积A_S的基准太阳能聚光光伏光热联产系统聚光器的成本、光伏组件的成本、光伏电池散热器的成本、跟踪器的成本、机械支架的成本、光伏附件的成本以及光热附件的成本；R_CCO、R_CPV、R_CHS、R_CTR、R_CMA、R_CPV‑A以及R_CPT‑A分别为根据采光面A_S的基准太阳能聚光光伏光热联产系统建设采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统时，聚光器的规模化因子、光伏组件的规模化因子、光伏电池散热器的规模化因子、跟踪器的规模化因子、机械支架的规模化因子、光伏附件的规模化因子以及光热附件的规模化因子；8)将步骤5)、6)、7)分别获得的采光面积1m²的基准太阳能聚光光伏光热联产系统设备总成本TC₁、拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的采光面积A_T以及规模化因子R_C三者相乘，计算出拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的设备总成本TC_TE，计算公式如下：TC_TE＝TC₁×A_T×R_C9)在步骤8)的基础上，计算出采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的总成本TC_T，计算公式如下：TC_T＝TC_TE+TC_TA其中，TC_TA为采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的其他成本；10)计算采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的平均每年总收益M_Y，计算公式如下：M_Y＝Q_PV×UP_PV+Q_T×UP_T‑Q_M×UP_M‑Q_PA×UP_PA其中：Q_PV为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统平均每年产电量；UP_PV为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统产电的单位电价；Q_T为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统平均每年产生热介质的量UP_T为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统产生的热介质的单位价格；Q_M为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统平均每年需用的散热介质，比如，利用自来水对光伏电池进行散热，可将平均每年的自来水使用量作为此值；UP_M为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统散热介质的单位价格；Q_PA为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统平均每年维持运行的附加耗电；UP_PA为拟建太阳能聚光光伏光热联产系统平均每年附加耗电的单位价格；11)在步骤9)、10)分别获得的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统总成本TC_T与平均每年总收益M_Y的基础上，计算出采光面积为A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统成本回收期N，单位：年，计算公式如下：N＝TC_T/M_Y根据基准太阳能聚光光伏光热联产系统光伏设备单位成本TC_PVEU、光热设备单位成本TC_PTEU、采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的设备总成本TC_TE以及成本回收期N，判断是否可以投资建设采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统，同时能够指导实际建设采光面积A_T的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的资金投入额度与分配办法。