分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益分析

文/吳暢（國(guó)能龍?jiān)措娏夹g(shù)工程有限責(zé)任公司）

一、分布式光伏發(fā)電概念

目前，我國(guó)有兩種利用太陽(yáng)能的方法，一是利用太陽(yáng)能建設(shè)大型發(fā)電廠，二是利用太陽(yáng)能發(fā)電。第一種光伏通常從傳輸線(xiàn)到傳輸線(xiàn)連接困難，傳輸線(xiàn)長(zhǎng)度長(zhǎng)，建設(shè)所需的容量非常高。第二種存在很大的缺點(diǎn)是發(fā)電量小，受建筑物方向限制，材料的放置和傾斜不能適當(dāng)調(diào)整到陽(yáng)光下，導(dǎo)致分布較少。

（一）光伏發(fā)電分析

分布式光伏發(fā)電是一種高效發(fā)電形式，當(dāng)光伏電站并網(wǎng)后，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的繼電保護(hù)、系統(tǒng)的可靠性、燃?xì)鈾C(jī)組的輸出電壓等產(chǎn)生一定的影響。針對(duì)電力線(xiàn)路的影響，光伏電站應(yīng)配備AC控制系統(tǒng)、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器等。分割的光伏網(wǎng)絡(luò)必須接入電網(wǎng)，電網(wǎng)公司必須監(jiān)控光伏電站的運(yùn)行情況，因此必須安裝通信和維修設(shè)備、銷(xiāo)售自動(dòng)化控制、調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備等，滿(mǎn)足光伏電站的運(yùn)行要求。首先必須收集數(shù)據(jù)，然后識(shí)別和測(cè)量，在數(shù)據(jù)收集時(shí)收集的數(shù)據(jù)應(yīng)驗(yàn)證所涉及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性。這是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)分析的基礎(chǔ)，在對(duì)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注所選用的材料和性能特點(diǎn)是否符合要求，工藝施工是否滿(mǎn)足組織計(jì)劃的需要。雖然生產(chǎn)設(shè)施、批區(qū)等符合要求，但在施工過(guò)程中還應(yīng)采取安全預(yù)防措施，在項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，需要與發(fā)電工作人員進(jìn)行全方位的溝通，了解發(fā)電過(guò)程、項(xiàng)目成員及項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中的財(cái)務(wù)影響。這通常包括以下信息：電氣數(shù)據(jù)生成、完成狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)操作和監(jiān)管監(jiān)督、網(wǎng)絡(luò)許可訪問(wèn)、銷(xiāo)售合同、電氣設(shè)備、制造設(shè)施和操作手冊(cè)。通過(guò)光伏方案的經(jīng)濟(jì)性和行業(yè)性分析評(píng)估，可以減少無(wú)盈利性的投資，提高光伏配電方案的使用經(jīng)濟(jì)性。

1.特點(diǎn)

一是輸出功率比較低。一般來(lái)說(shuō)，分布式太陽(yáng)能項(xiàng)目的容量在幾千瓦以?xún)?nèi)。與集中式電站不同，光伏電站的規(guī)模對(duì)發(fā)電效率的影響較小，因此經(jīng)濟(jì)影響也較小，而且小型光伏系統(tǒng)的投資回報(bào)率高于大型光伏系統(tǒng)。二是污染小，環(huán)保效果好。在分布式光伏項(xiàng)目中，發(fā)電過(guò)程中沒(méi)有噪音，沒(méi)有空氣或水污染。三是在一定程度上緩解了地區(qū)電力短缺問(wèn)題。但是分布式光伏的能量密度比較低，一個(gè)分布式光伏系統(tǒng)每平方米的功率只有100瓦左右。此外，適合安裝光伏組件的建筑物屋頂面積有限，電力短缺問(wèn)題無(wú)法從根本上解決。四是發(fā)電與用電并存。大型地面發(fā)電廠產(chǎn)生的電力被升壓并網(wǎng)，僅作為發(fā)電廠運(yùn)行。分布式光伏并網(wǎng)，由于發(fā)電和使用并存，我們盡可能就地吸收。分布式光伏系統(tǒng)，也稱(chēng)為分布式發(fā)電或分布式能源供應(yīng)，在用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)或發(fā)電廠附近具有較小的光伏系統(tǒng)，以滿(mǎn)足特定用戶(hù)的需求并支持他們的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)發(fā)電系統(tǒng)的配置，運(yùn)行現(xiàn)有的配電網(wǎng)或同時(shí)滿(mǎn)足這兩方面的要求。分布式光伏系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、其他設(shè)備和電力系統(tǒng)，包括監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備。其工作方式是在太陽(yáng)輻射條件下，光伏系統(tǒng)的光伏組件陣列將太陽(yáng)能輸出的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)直流匯流箱送至直流配電柜，并進(jìn)行逆變。再通過(guò)電網(wǎng)的逆變器連接到交流電源，通過(guò)連接到電網(wǎng)來(lái)調(diào)整建筑物本身的負(fù)載，對(duì)過(guò)?；虿蛔愕碾娏ν娺M(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.光伏配電財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)原則

燃煤發(fā)電一直在污染環(huán)境，這也讓新能源的開(kāi)發(fā)力度進(jìn)一步加大，其中以太陽(yáng)能配電應(yīng)用最為廣泛。電網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)作，為光伏系統(tǒng)的配電創(chuàng)造了具有成本效益的測(cè)量解決方案，每個(gè)產(chǎn)品都有不同的財(cái)務(wù)評(píng)級(jí)。我們需要區(qū)分優(yōu)劣，并提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以生成整體業(yè)務(wù)結(jié)果，商業(yè)化的好處是能有更宏觀的效率和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的成本效益。將能量轉(zhuǎn)化為電能，它具有光伏發(fā)電減少排放的優(yōu)點(diǎn)，投資回報(bào)應(yīng)根據(jù)光伏發(fā)電成本和儲(chǔ)能系統(tǒng)容量成本計(jì)算，光伏應(yīng)用帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)變化也是其中之一，影響商業(yè)利益的因素分析示例，必須在計(jì)算中確定金額才能完成匯率。

二、光伏配電設(shè)計(jì)的發(fā)展

近年來(lái)，太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)和消費(fèi)規(guī)模迅速擴(kuò)大，技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)，價(jià)格有所下降，已成為全球電力轉(zhuǎn)型的重要組成部分?！笆濉逼陂g，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)不斷提升，技術(shù)進(jìn)步明顯，光伏發(fā)電和應(yīng)用規(guī)模位居世界前列。2013年，國(guó)家委員會(huì)發(fā)布了《促進(jìn)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的多方戰(zhàn)略》，建立了通過(guò)費(fèi)率、補(bǔ)貼、稅收和線(xiàn)路連接等幾個(gè)層面來(lái)闡明太陽(yáng)能政策。地方政府正在進(jìn)一步制定政策。支持光伏應(yīng)用。據(jù)測(cè)算，光伏產(chǎn)業(yè)在政府扶持下進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。

三、分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益分析

（一）選擇上網(wǎng)模式

在光伏項(xiàng)目建設(shè)和設(shè)備及監(jiān)控成本不變的情況下，電力成本水平是光伏設(shè)備能效業(yè)務(wù)的決定性因素。因此，在選擇電網(wǎng)的過(guò)程中，如果是并網(wǎng)型，則效用水平應(yīng)按并網(wǎng)型計(jì)算。居民選擇在線(xiàn)類(lèi)型，結(jié)果按照“私人消費(fèi)，過(guò)剩電力并網(wǎng)”模型計(jì)算，個(gè)人用電量與個(gè)人用電量之比計(jì)算所有發(fā)電機(jī)組用電量，發(fā)電量0.870元/千瓦時(shí)，全網(wǎng)最低電費(fèi)0.756元/千瓦時(shí)。與全在線(xiàn)模式相比，“可選專(zhuān)用電源”的最大功率和模式的外部電壓都低于全在線(xiàn)模式，在申請(qǐng)光伏一體化項(xiàng)目的過(guò)程中，居民必須在線(xiàn)接收整個(gè)樣本。

（二）工業(yè)上網(wǎng)模式的選擇

結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，按照“特殊設(shè)計(jì)自用、綜合用電設(shè)備”模型，按照自發(fā)電和個(gè)人能源用于全部發(fā)電的比例，用電成本最高。將增加光伏配電系統(tǒng)私用0.863元/千瓦時(shí)，每次上網(wǎng)最低電費(fèi)0.756元/千瓦時(shí)。與全上網(wǎng)模式相比，“私發(fā)電/私余電上網(wǎng)”模式的成本高于全上網(wǎng)模式。在光伏能源設(shè)計(jì)項(xiàng)目的應(yīng)用過(guò)程中，太陽(yáng)能設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)布局應(yīng)采取“自發(fā)/自用”的方式，其余電源線(xiàn)接“電網(wǎng)”型。

（三）商業(yè)上網(wǎng)模式的選擇

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，按照“自用自發(fā)，余電上網(wǎng)”的方式，利用各種配電光伏用電的最大利用率更為明顯，對(duì)于分散式光伏項(xiàng)目，在申請(qǐng)時(shí)，分散式光伏行業(yè)可能需要開(kāi)發(fā)基于私人使用占總發(fā)電量的比例的在線(xiàn)模型，需要選擇合理的上網(wǎng)形式。這是應(yīng)該選擇的。

（四）運(yùn)行期太陽(yáng)能分配成本估算

運(yùn)營(yíng)成本包括折舊、利息、水電費(fèi)和維護(hù)成本、保險(xiǎn)費(fèi)和租金。隨著市場(chǎng)平均使用壽命的增加，折舊也在增加。折舊年限為25年，保留率為5%。這些成本僅用于計(jì)算總成本，不包括運(yùn)營(yíng)成本，包括項(xiàng)目投資回報(bào)成本。工作利率包括長(zhǎng)期利率、短期利率。長(zhǎng)期利息是指償還建設(shè)項(xiàng)目的利息。短期貸款是指在收益不佳時(shí)需要補(bǔ)充短期貸款。工作利率是指當(dāng)前貸款支付的利率。2018年配電設(shè)備運(yùn)維成本0.06元/W/年，地面站平均0.05元/W/年。未來(lái)幾年，太陽(yáng)能發(fā)電廠和發(fā)電機(jī)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本將保持在這一水平，預(yù)計(jì)會(huì)略有下降，電廠保險(xiǎn)項(xiàng)目包括公共責(zé)任保險(xiǎn)和家庭保險(xiǎn)，以英達(dá)保險(xiǎn)為例，手冊(cè)公保31萬(wàn)元/年，住房保險(xiǎn)0.06%/年。不同的保險(xiǎn)公司有不同的費(fèi)率。屋頂租金是貿(mào)易商支付給業(yè)主工廠的價(jià)格。建立電廠。目前市場(chǎng)價(jià)約為5元/m2。2016年，可以在不支付租金的情況下以?xún)?yōu)于電費(fèi)的成本進(jìn)行支付。

（五）太陽(yáng)能配電的計(jì)算效益

分布式光伏項(xiàng)目收入一般包括可再生能源項(xiàng)目收入和政府補(bǔ)助。夏季，太陽(yáng)能發(fā)電量大，性?xún)r(jià)比高，會(huì)受到政府支持。該項(xiàng)目還具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和可觀利潤(rùn)。如發(fā)現(xiàn)光伏設(shè)備存在問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)采取措施解決，提高電網(wǎng)效率和并網(wǎng)效率。從壽命分析評(píng)價(jià)來(lái)看，光伏項(xiàng)目的布局對(duì)行業(yè)也非常有利?；谀壳靶履茉吹陌l(fā)展，發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電站是可行的。

四、評(píng)價(jià)經(jīng)營(yíng)成果的特征

為了識(shí)別光伏配電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益，這里根據(jù)以下模型建立光伏項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益：發(fā)電量Q=W*e*r其中Q代表年份。光伏配電系統(tǒng)總發(fā)電量，W為光伏系統(tǒng)最大容量，e為最大太陽(yáng)能效率，r為光伏系統(tǒng)總效率?？偸杖?電網(wǎng)收入*（0.42+水電費(fèi)）+私人電費(fèi)*（0.42+水電費(fèi)）節(jié)能=電費(fèi)*私人電網(wǎng)售電收入=電費(fèi)脫硫*平衡上網(wǎng)電費(fèi)=0.42*（內(nèi)部電網(wǎng)+可選常規(guī)使用）固定投資還款期=首次投資/年項(xiàng)目收入IRR收入。

五、分布式太陽(yáng)能發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益案例分析

為充分實(shí)現(xiàn)分布式太陽(yáng)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，支持這一新型發(fā)電系統(tǒng)，28座5KW電機(jī)的住宅發(fā)電設(shè)施用于太陽(yáng)能發(fā)電研究。研究的主要情況如下。配電系統(tǒng)一年平均發(fā)電量為3977.5度。光伏配電過(guò)程的最大太陽(yáng)能持續(xù)時(shí)間為3.3小時(shí)。用上述發(fā)電方法測(cè)算年平均耗電量：Q=5KW*80%*365*3.3h=4818度?？梢?jiàn)，光伏配電設(shè)備年發(fā)電量約為估算值的82.56%，前者比后者低840.5度。分析表明，5KW容量年發(fā)電量受用電、出行、停電等因素影響，年發(fā)電量與預(yù)測(cè)存在差異。由于本研究的目標(biāo)包括28種不同的電子設(shè)備，為了便于分析，這里計(jì)算平均值作為市場(chǎng)價(jià)值的衡量標(biāo)準(zhǔn)。其中，平均總收入3864元，節(jié)能736元，網(wǎng)上售電收入1325元，國(guó)家補(bǔ)貼1592元。另外28款光伏電機(jī)的發(fā)電、收益、節(jié)能等劣勢(shì)分析可以說(shuō)光伏配電設(shè)備受總收入影響較大。光伏電機(jī)的發(fā)電量將進(jìn)一步增加，總收入將逐步增加。如果電網(wǎng)中的電力成本高于消費(fèi)者的成本，則消費(fèi)者更容易受到電網(wǎng)中電力和電網(wǎng)中電力的影響。根據(jù)光伏電機(jī)產(chǎn)生的能量是固定的假設(shè)，節(jié)能獲得的百分比之間存在相關(guān)性。這意味著，隨著個(gè)人能源消耗的持續(xù)下降，節(jié)能百分比將逐漸下降，但來(lái)自電網(wǎng)電力和延長(zhǎng)線(xiàn)的收入將繼續(xù)增長(zhǎng)。在本次調(diào)查中選擇的用戶(hù)將獲得國(guó)家發(fā)展援助和國(guó)家撥款。在這種情況下，光伏消費(fèi)者的投資回收期很短。使用測(cè)量模型，我們可以得出結(jié)論，28臺(tái)光伏電機(jī)的平均充電時(shí)間為7.9年，其中最短的投資回收期為5.5年。項(xiàng)目的平均回報(bào)率為10.2%。配電系統(tǒng)的使用壽命雖然超過(guò)20年，但操作系統(tǒng)始終可用。光伏系統(tǒng)用戶(hù)可以在線(xiàn)銷(xiāo)售更多的電力，因此光伏系統(tǒng)的市場(chǎng)份額是較高的。但是，如果光伏配電系統(tǒng)只有國(guó)家補(bǔ)貼（0.42元/千瓦時(shí)）且沒(méi)有繳費(fèi)期，則光伏過(guò)程平均還款期將由前7.9年延長(zhǎng)至13年。近6年來(lái)，光伏系統(tǒng)的回收率從10.2%下降到5.1%。雖然光伏配電系統(tǒng)已經(jīng)使用了20年，但這種發(fā)電方式在經(jīng)濟(jì)上仍然可行，適合擴(kuò)展應(yīng)用。如果沒(méi)有補(bǔ)助，平均投資回報(bào)可達(dá)25年，項(xiàng)目投資沒(méi)有吸引力。

六、結(jié)束語(yǔ)

以上就是針對(duì)分布式光伏發(fā)電等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行的論述，簡(jiǎn)而言之，在綠色能源設(shè)計(jì)、節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的大背景下，光伏系統(tǒng)的應(yīng)用就是按照這個(gè)概念來(lái)劃分的。分布式光伏系統(tǒng)的應(yīng)用減少了環(huán)境污染，提高了可再生能源的成本。電網(wǎng)企業(yè)要加強(qiáng)光伏接入網(wǎng)研究，完善光伏并網(wǎng)服務(wù)體系布局，加快分布式光伏發(fā)展，讓其能夠走可持續(xù)發(fā)展的路線(xiàn)，同時(shí)，給人們的日常生活也帶來(lái)更多的便利，讓人們保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，可以將可再生資源充分利用起來(lái)。