沙漠公路防護林灌溉發展思考范文

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1沙漠公路防護林太陽能光伏發電系統介紹

防護林太陽能光伏發電系統由太陽能電池板（組件）、光伏控制器、逆變器、變頻器和蓄電池構成。太陽能電池組經日光照射后，形成低壓直流電，電池組并聯后的直流電采用電纜送至匯流箱，經匯流箱匯流后采用電纜引至光伏控制器，由光伏控制器實現對蓄電池組的充放電控制，蓄電池組的直流電壓輸出至逆變器，逆變后的三相交流電經電纜引至變頻器，最后經變頻器啟動水泵完成抽水。其中正弦波逆變控制器為三相可偏載運行，其輸出可為生活用電設備如照明、電視、監控、采暖器等提供電源[1]。

太陽能電池板（組件）：電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能轉換為電能。太陽能電池板的質量和成本直接決定整個系統的質量和成本。太陽能光伏控制器：光伏控制器是用于太陽能發電系統中控制太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負載供電的自動控制設備。光伏控制器對蓄電池起到過充電、過放電保護作用，其好壞決定太陽能系統的運行安全和使用壽命[2]。

逆變器：所選用的正弦波逆變電源克服了方波和模擬正弦波儀器的不足，其輸出完全可以和市電媲美，能夠提供高質量的交流電，效率高、噪音小，已成為市場中的主流產品。蓄電池：其作用是將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，需要時再釋放。防護林光伏發電系統采用的膠體蓄電池同普通鉛酸蓄電池相比，在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面都優于普通鉛酸蓄電池。

2沙漠公路防護林太陽能光伏發電站的建設和實驗

泵房太陽能光伏電站建設塔里木油田公司于2010年選取沙漠公路防護林兩座柴油發電泵站開展太陽能光伏電站的建設和實驗，2010年5月完工進入調試運行與試驗改進階段。井光伏電站光伏方陣初期功率為23.31kW，光伏方陣采用自動追光技術，2010年9月加裝10kW風能發電機開展風光互補試驗，經后期進一步擴容改造后光伏方陣功率提升至37.53kW，電站拖動水泵額定功率為7.5kW。井光伏電站光伏方陣初期功率為19.98kW，經后期進一步擴容改造后光伏方陣功率提升至36.72kW，電站拖動水泵額定功率為7.5kW[3]。泵房太陽能光伏電站實驗2010年5月至10月為項目試驗期，試驗規定使用太陽能光伏發電日灌溉時數與使用柴油發電日灌溉時數相同，均為12h，同時確保防護林長勢和成活率。初期由于對光伏發電設備的擴容、調試，替代率不高，隨著設備的不斷改進，2座太陽能光伏電站穩定性和可靠性逐步增強，從試驗期替代率數據分析，到2010年10月替代率已達88.52%、97.60%。試驗期苗木成活率、長勢達到油田公司綠化主管部門驗收考核標準，試驗結果達到了預期目標，試驗取得成功證明在沙漠公路建設大功率太陽能光伏電站替代柴油機發電具有可行性，具備推廣價值，并從中得到以下認識：在正常天氣條件下（無連續陰雨3天以上），光伏電站系統完全可以滿足每天12h的灌溉時數以及管護人員生活用電需求。

3沙漠公路防護林太陽能光伏發電灌溉效益分析

3.1可靠性

1）柴油機發電：以消耗柴油發電為水泵提供動力，發電不受天氣影響，只要燃料配送及時，柴油機維護保養到位，管護人員精心操作設備，具有較高的可靠性。2）太陽能光伏發電：以太陽能資源發電為水泵提供動力，設計陰天連續工作3~4天，極端惡劣陰雨天氣連續工作3天，通過長期運行證明發電量、水量供應充足；以苗木成活率為考核標準，結果證明無論是成活率還是長勢均達到油田公司驗收標準；由于安裝配備蓄電池，駐井人員24h生活用電均能得到有效保障，尤其在冬季，還能為駐井人員提供采暖用電，提高生活質量。

3.2能源成本

1）柴油機發電：單井柴油發電機組功率24kW，柴油機每天工作12h，日消耗柴油40~50L，年消耗柴油量12t；柴油價格按8600元/t計算，能源消耗成本為10萬元。除此之外，若柴油價格不斷上漲，年度費用將持續增加。2）太陽能光伏發電：太陽能光伏發電建站一次性投資，建成后不消耗能源，初期建站投資100萬元，蓄電池使用壽命7年，控制柜及逆變器使用壽命8年；以20年為周期計算太陽能光伏電站建設總費用190萬元，年費用9.5萬元，年費用略低于柴油發電。隨著太陽能產品的不斷研發和改進，其價格還將有一定下降空間。

3.3節能減排效益

1）柴油機發電：以消耗柴油發電為水泵提供動力，柴油為化石能源產出的二次能源，不可再生，燃燒后CO有毒氣體排放系數為1.52g/L，CO2溫室氣體排放系數為2.73kg/L，對環境有一定影響。2）太陽能光伏發電：太陽能發電系統維護操作簡單，電池板使用壽命20年以上，所配備的膠體蓄電池使用壽命7年，且可回收進行分級處理，提取二氧化硅、鉛錠、聚丙烯等產品，通過太陽能系統的生產過程實現節約和減排。12口柴油機井年消耗柴油140t，實施太陽能改造后年可減排CO2溫室氣體435t，有效保護了環境。

3.4社會及品牌效益

太陽能資源取之不盡用之不竭，因地制宜大力發展太陽能、風能等非化石能源是我國能源結構調整的方向。新疆，尤其是南疆地區，全年日照時數達3000h以上，輻射強度大，具備太陽能規模化發展優勢。沙漠公路防護林生態工程2008年被國家評為“環境友好工程”，在此基礎上實現防護林太陽能光伏發電灌溉，其“環境友好”的豐富內涵將淋漓展現；宏偉壯觀的沙漠公路及其綠化灌溉工程一直都能夠吸引大量人員參觀考察，實現防護林太陽能光伏發電灌溉，已成為提高油田品牌形象、體現油田社會價值的前沿窗口；太陽能光伏發電技術是增強企業自身可持續發展能力的需要，也是節約能源、清潔發展，建設一流國際大油氣田的需要，同時為油田公司在其他領域規模化推廣應用太陽能資源提供寶貴經驗。

4結語

塔里木油田公司在建設“一流國際大油氣田”的進程中,始終堅持把企業的發展放在節能減排的大格局中定位。塔里木沙漠公路生態防護林太陽能光伏發電灌溉項目的試驗成功與推廣應用，是油田突出價值發展、可持續發展的標志性工程，同時也為太陽能等新能源和低碳環保技術在塔里木油田的規模化應用奠定了堅實基礎。沙漠公路生態防護林目前剩余的柴油機發電井85口，塔里木油田公司將用3年時間按照20口、30口、35口的數量建設太陽能光伏電站，到2015年6月全部完成，實現油田的綠色與和諧發展。

作者：何中凱崔永峰王沖祝偉王豐  單位：塔里木油田分公司質量安全環保處