潘 沛

上海申能新能源投資有限公司

1 背景介紹

2014年年中的時(shí)候，筆者定下了在自家屋頂投資建設(shè)分布式太陽能光伏電站的計(jì)劃。當(dāng)時(shí)光伏發(fā)電市場(chǎng)面臨兩大利好，主流光伏組件的價(jià)格在2014年初的時(shí)候已經(jīng)降至4．0～5．0元/W左右，恰逢上海出臺(tái)了《上海市可再生能源和新能源發(fā)展專項(xiàng)資金扶持辦法》，針對(duì)個(gè)人的自發(fā)自用分布式光伏電站將享受所發(fā)電量每度電0．4元/kWh的補(bǔ)貼，期限為五年。經(jīng)初步測(cè)算，光伏電站可以在6～9年內(nèi)收回投資，按照電站壽命25年計(jì)算，項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率可以達(dá)到10%以上，投資效益良好。

2 太陽能光伏電站介紹

圖1 從左往右依次為光伏組件、逆變器和支架

分布式太陽能光伏電站一般是由光伏組件、光伏支架和逆變器組成（見圖1）。采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”形式，電站無需配套建設(shè)電能存儲(chǔ)設(shè)備，可節(jié)省相應(yīng)的投資。

白天電站發(fā)電時(shí)，若住戶有家用電器使用，則優(yōu)先使用光伏電站產(chǎn)生的電能，若所用電器功率小于電站發(fā)電功率，則有相應(yīng)的電能送上電網(wǎng)；若用電器功率大于電站發(fā)電功率，則差額部分由電網(wǎng)供應(yīng)。夜晚光伏電站不發(fā)電，住戶用電由電網(wǎng)供應(yīng)。

采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”形式的光伏電站（見圖2）一般安裝兩個(gè)電能計(jì)量表，電表由電網(wǎng)公司提供。電網(wǎng)公司將用戶進(jìn)戶電表更換為雙向電表，用以計(jì)量電站送上電網(wǎng)的電量；另外在光伏電站逆變器至進(jìn)戶電表之間安裝補(bǔ)貼電表，用以計(jì)量光伏電站所發(fā)電量，作為補(bǔ)貼依據(jù)。

圖2 家庭光伏電站示意圖

3 前期準(zhǔn)備工作

項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作，包括資源分析、已建項(xiàng)目調(diào)研、政策分析和項(xiàng)目申請(qǐng)與備案。

3.1 資源分析

上海位于北緯31度14分，東經(jīng)121度29分，屬北亞熱帶季風(fēng)區(qū)，年平均氣溫16．5℃，氣候溫和濕潤(rùn)，降水豐沛，四季分明。日照條件較為充足，年日照時(shí)間2014小時(shí)左右，太陽輻射量在4565MJ/m2·a左右。

表1 上海市主要?dú)庀笠乇?/p>

上海市進(jìn)行太陽輻射要素觀測(cè)的單位為氣象部門，且僅有寶山氣象觀測(cè)站進(jìn)行太陽輻射要素觀測(cè)。該站建于1980年，位于寶山區(qū)吳淞地區(qū)。根據(jù)寶山氣象站1995年～2007年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其多年平均太陽總輻射量為4565MJ/m2·a。上海地區(qū)太陽總輻射量歷年變化情況見圖3，各月輻射年平均值變化過程見圖4。

圖3 寶山氣象站太陽年總輻射量

圖4 月輻射量多年平均值

同時(shí)收集了2011年至2013年太陽輻射的衛(wèi)星遙感資料（見圖5），與氣象站觀測(cè)資料趨勢(shì)基本一致，輻射值略高。

圖52011 至2013年太陽輻射衛(wèi)星資料

從多個(gè)渠道獲悉的上海地區(qū)太陽能資源較豐富且年際變化不大，各年發(fā)電量較穩(wěn)定。

3.2 已建項(xiàng)目調(diào)研

筆者先后走訪并參觀了幾個(gè)已建的個(gè)人光伏電站，通過與業(yè)主溝通交流，了解了項(xiàng)目的操作流程，同時(shí)調(diào)研了上海某光伏電站項(xiàng)目的發(fā)電情況。2010年至2013年電站年上網(wǎng)電量等效利用小時(shí)數(shù)的平均值為1050小時(shí)，見圖6。上海地區(qū)光伏電站的平均利用小時(shí)數(shù)基本在1100小時(shí)左右。

圖6 某光伏電站利用小時(shí)數(shù)

3.3 政策分析

目前國(guó)家鼓勵(lì)個(gè)人在自家屋頂建設(shè)光伏電站，采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式。

2018年1月國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于2018年光伏發(fā)電項(xiàng)目?jī)r(jià)格政策的通知》（發(fā)改價(jià)格規(guī)（2017）2196號(hào)）,2018年1月1日后投運(yùn)的、采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”模式的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，給予0．37元/kWh補(bǔ)貼，（較上一年度減少0．05元/kWh）,期限為20年。上海市在2016年發(fā)布了《上海市可再生能源和新能源發(fā)展專項(xiàng)資金扶持辦法》（滬發(fā)改能源[2016]136號(hào)），在2016年-2018年投產(chǎn)發(fā)電的個(gè)人分布式光伏電站，將獲得0．4元/kWh補(bǔ)貼，期限為5年。

在分布式光伏電站政策出臺(tái)的同時(shí)，要求各地配套相應(yīng)的政策和簡(jiǎn)化審批流程，使申請(qǐng)建設(shè)家庭光伏電站較為簡(jiǎn)便。

3.4 項(xiàng)目申請(qǐng)

上海地區(qū)個(gè)人安裝太陽能光伏電站目前只需要去當(dāng)?shù)貐^(qū)縣供電所營(yíng)業(yè)廳填寫光伏電站備案表,表上的主要內(nèi)容為安裝住址、安裝形式（屋頂、陽臺(tái)）、容量、設(shè)備等信息。提交材料時(shí)需要帶上戶主個(gè)人身份證、房產(chǎn)證、戶口本等材料，然后自行采購(gòu)設(shè)備安裝，安裝完畢請(qǐng)供電部門驗(yàn)收（驗(yàn)收的時(shí)候需要通電測(cè)試），驗(yàn)收完畢后電力公司派遣施工隊(duì)伍安裝雙向表計(jì)和電站發(fā)電表計(jì)。然后與電網(wǎng)公司簽署購(gòu)銷電合同后就可以正常發(fā)電了。一般情況下整個(gè)周期在1至2個(gè)月左右。

需要注意的是，若是公寓樓頂公共面積建設(shè)光伏電站，需要取得同一樓層的所有業(yè)主的同意才能安裝，需向供電部門出具證明文件；在自家別墅、獨(dú)立私房等屋頂建設(shè)，則不需要。在提交光伏電站備案表時(shí)，同時(shí)需要居委會(huì)或村委會(huì)同意安裝光伏電站的證明，并且承諾由電站施工和運(yùn)行對(duì)公共設(shè)施產(chǎn)生影響的，將對(duì)此負(fù)責(zé)（自擬承諾書）。

4 方案設(shè)計(jì)

4.1 項(xiàng)目規(guī)模及安裝方式

項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)為平屋頂，現(xiàn)場(chǎng)安裝條件較好，可以安裝固定式或者追蹤式光伏電站。經(jīng)了解，追蹤式光伏電站發(fā)電量較固定式高約20%左右，但是相應(yīng)的建造成本要高出不少，而且市場(chǎng)上也沒有成熟的光伏追蹤支架品牌產(chǎn)品，于是采用固定式支架方案。

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，上海地區(qū)的光伏發(fā)電項(xiàng)目安裝傾角都為22度。若屋頂為斜屋頂，則安裝傾角與屋頂?shù)膬A斜度一致。

根據(jù)屋頂面積和安裝傾角、間距等情況測(cè)算，現(xiàn)場(chǎng)屋頂面積為100m2左右，可以安裝的光伏電站約為8000Wp。最終根據(jù)項(xiàng)目面積及資金情況，確定安裝16塊250Wp容量的組件，整個(gè)電站規(guī)模為4kWp。由于技術(shù)進(jìn)步轉(zhuǎn)換效率提高，目前同樣規(guī)格的光伏組件可達(dá)到280Wp以上，相應(yīng)的裝機(jī)容量將提高12%以上。

4.2 項(xiàng)目成本及效益分析

按照2017年底價(jià)格水平，初步測(cè)算了相應(yīng)容量電站的投資及初步效益，（見表3）。

5 光伏電站投資實(shí)際效果

光伏電站于2014年9月30日正式建成發(fā)電，總?cè)萘?000Wp，總投資約為2．5萬元左右（不含安裝費(fèi)）。截至2017年1月16日（電站碰到房屋拆遷而拆除）總發(fā)電量9715．1kWh，減排二氧化碳約 9．7 噸。2015年全年發(fā)電量 4196．6kWh，年利用小時(shí)數(shù)為1049小時(shí)，2016年全年發(fā)電量4487．6kWh，年利用小時(shí)數(shù)為1122小時(shí)，總體達(dá)到預(yù)期。統(tǒng)計(jì)兩個(gè)整年電站各月發(fā)電量見圖7，電站現(xiàn)場(chǎng)見圖8。

當(dāng)前，大多數(shù)逆變器廠家都免費(fèi)為用戶提供網(wǎng)頁(yè)版和手機(jī)移動(dòng)端監(jiān)控軟件。網(wǎng)頁(yè)版監(jiān)控軟件軟件如圖9，手機(jī)移動(dòng)端監(jiān)控軟件如圖10，很方便查詢電站當(dāng)前信息及發(fā)電量情況。

圖7 光伏電站各月發(fā)電量

圖8 光伏電站

表3 上海家庭光伏電站不同裝機(jī)容量效益分析

圖9 網(wǎng)頁(yè)版電站監(jiān)控軟件軟件

圖10 手機(jī)App電站監(jiān)控軟件軟件

6 項(xiàng)目實(shí)際造價(jià)及收益分析

經(jīng)向多個(gè)設(shè)備供應(yīng)商詢價(jià)，經(jīng)比較，電站的實(shí)際投資（2014年下半年價(jià)格水平）如表4。

表4 項(xiàng)目實(shí)際造價(jià)情況

電站從并網(wǎng)至拆除共28．5個(gè)月，運(yùn)行相當(dāng)穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)故障停機(jī)現(xiàn)象。太陽能電站運(yùn)行壽命為25年，由于沒有傳動(dòng)裝置，設(shè)備故障率很低，且都為電氣故障。而戶用分布式光伏電站的主要電氣設(shè)備為逆變器，使用壽命在10年左右，可每年計(jì)提一部分利潤(rùn)作為逆變器更換的費(fèi)用。而且逆變器的技術(shù)不斷提高，價(jià)格將逐步下降，待十年后更換成本較低。

按照電站實(shí)際情況，測(cè)算了25年發(fā)電量及效益情況見表5，項(xiàng)目投資收益率可以達(dá)到14%以上，效益較好。

表5 太陽能電站投資和收益情況分析表

7 結(jié)論

1)個(gè)人分布式太陽能光伏電站屬于清潔能源項(xiàng)目，在目前設(shè)備價(jià)格明顯下降、仍能享受國(guó)家和地方補(bǔ)貼政策情況下，能取得很好的效益，投資收益率明顯高于銀行理財(cái)產(chǎn)品，投資回收期在5年以內(nèi)。

2)在目前政策下，分布式光伏電站申請(qǐng)方便，方案簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短，效益良好，對(duì)于節(jié)能減排，提高家庭消費(fèi)可再生能源比例具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

3)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）電站建成后未對(duì)逆變器進(jìn)行調(diào)試。逆變器初始狀態(tài)交流測(cè)電壓設(shè)置范圍過窄，只有220-240，逆變器一直過壓自動(dòng)跳到保護(hù)狀態(tài)，影響發(fā)電量。后來咨詢逆變器廠家，按照廠家提供的設(shè)置方法，將交流測(cè)電壓設(shè)置成220-268V之后未出現(xiàn)這種現(xiàn)象。所以電站建設(shè)完成后需要專業(yè)人員對(duì)設(shè)備調(diào)試，并試運(yùn)行一段時(shí)間。

（2）經(jīng)常打開手機(jī)App查看電站狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

（3）定期清洗電池板，建議每個(gè)月清洗一次。