[发明专利]基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电系统，具体涉及光伏发电系统各部分生命周期碳排放计算统计方式。

背景技术

目前，光伏发电由于其灵活性与永续性已成为新能源中的热点技术，科技进步也使得光伏发电技术广泛应用于各种常规和特殊领域。但是，虽然太阳能属于清洁能源，使用时也不会产生碳排放，但从光伏系统全生命周期的角度考虑，情况可能并非如此。由于技术落后、政策不规范等原因，太阳能产业在国内存在严重的环境污染问题。就生产过程来看，多晶硅生产过程会产生大量有毒有害物质，且生产过程产生的废水、废气、废渣等废弃物质得不到有效处理和利用，对大气、水、土地等资源造成严重污染。就是使用后回收过程来看，依然存在废弃物污染问题。光伏系统废弃物对环境也有很大影响。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法，该方法用于评价光伏发电过程中的整个碳排放量。本发明是基于光伏发电系统存在以上问题而产生的，目的在于利用生命周期评价(Life Cycle Assessment，LCA)分析标准，计算得到光伏发电系统在全生命周期内产生的碳排放。利用此种方法可以更加全面地评价系统在其生命周期内的能源需求、原材料利用以及各项活动向环境排放的废弃物。

一种基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据全生命周期理论建立光伏系统碳排放模型，即光伏系统全生命周期的碳排放总量C_tot，单位为kg见下式(1)

C_tot＝C₁+C₂+C₃+C₄+C₅+C₆(1)

其中，C1为光伏组件原材料获取阶段的碳排放量，C2为光伏组件的生产阶段的碳排放量，C3为运输阶段碳排放量，C4为施工阶段的碳排放量，C5为使用维护阶段的碳排放量，C6为拆除清理阶段的碳排放量；

步骤2，确定光伏组件原材料获取阶段的碳排放量C₁，单位为kg，包括光伏板及其组件原材料：多晶硅、铝边框、玻璃面板、接线盒、密封材料、背板、焊带、硅胶、纸箱生成的碳排放量见下式(2)

E_i为生产主线各过程消耗的电量，单位为kWh，

RE为电力的碳排放系数，单位为kgCO₂/kWh，

M_i为第i种材料单位建材内含能量，单位为MJ/kg，

Q_i为第i种材料用量，单位为kg，

RM_i为第i种材料对应能源与碳排放量转换系数，单位为kg(c)/MJ，

W_ari为各生产过程处理的废水量，单位为m³，

C_wc为好氧处理废水的CO₂排放系数，单位为kg/m³；

步骤3，确定光伏组件的生产阶段的碳排放量C2，单位为kg，C2分为光伏板生产过程中的碳排放量C_2-PV和除光伏板以外其他光伏组件生产过程中的碳排放量C_2-OT，而光伏板生产过程中的碳排放量C_2-PV计算公式如下式(3)所示

其中，式(3)中的各参数含义与式(2)中相同，

除光伏板以外其他光伏组件生产过程中的碳排放量C_2-OT计算公式如下式(4)所示

P_i为设备的价格，单位为万元，

RP为工业行业专业设备的碳排放系数，单位为kg/万元，则

C2＝C_2-PV+C_2-OT；

步骤4，确定运输阶段碳排放量C3，单位为kg，它来源于运输光伏组件的过程中交通工具消耗燃料的碳排放量，C3计算公式如下式(5)所示

D为运输距离，单位为km，

H为运输重量，单位为t，

GWP_i为温室气体的全球增温潜力系数，

G_i为燃料油的消耗强度，单位为L/(t·km)，

RG_i为燃料油的温室气体排放系数，单位kg/L；