高效分布式系统的设计与应用-智汇光伏主编王淑娟

分布式光伏项目降低度电成本的设计思路 王 淑 娟 2 0 1 6 . 7 . 1 8- 22.4% 148% 2017年1季度，分布式在新增装机中的比例， 由13.7%上升到33.7%！（2016年底，累计装机中分布式占13.3%） 预计到2017年底，分布式项目将会有9GW以上的新增装机；相对于2016年的4.23GW，同比增长100%以上。 分布式光伏项目迎来爆发期！地面电站土地租金：300~500元/亩/年，折合0.45~0.75元/m 2 /年 分布式项目屋顶租金：4~8元/m 2 /年 “某光伏投资企业为抢占珠海银隆的屋顶资源，报出9.5元/ 平方米·年的租金，并提供八五折电费折扣。 “中储粮仓库屋顶的某次集中招标中，有企业报 出10元/平方米·年的租金。 屋顶，尤其是优质屋顶越来越难得，屋顶租金越来越贵 ！ “单位面积的发电量” “度电成本”提高 “单位面积的发电量” 最优 “度电成本” 假设项目 位于山东烟台，水平面年总辐射量为1460kWh/m 2 ； 项目规模为3MWp，10kV并网， 工业混凝土屋顶，年租金为6元/m 2 ； 采用60片型号为270Wp的光伏组件。 如果全额上网，则电价为0.85元/kWh（含税，下同）； 如果自发自用、余电上网，则 自用部分按照山东10kV的工商业电价0.7489元/kWh九折 考虑，为0.674元/kWh； 上网部分按照0.3729元/kWh；全部电量考虑0.42元/kWh 的国家补贴。 70%+30%时，综合电价为1.00367元/kWh提高 “单位面积的发电量”提高“单位面积的发电量” 优化倾角设计：方阵 倾角对“单位面积发电量”的影响 146 87.84 60 80 100 120 140 160 5° 10° 15° 20° 25° 30° 32° 单 位 面 积 发 电 量 由32°降低到5° “单位面积发电量”提高了66%！提高“单位面积的发电量” 使用高效组件：光电 转换效率“单位面积发电量”的影响 270Wp的光电转换效率16.5% 300Wp的光电转换效率18.3% 功率密度相差11% 每平米输出165W 每平米输出183W 80 100 120 140 160 180 5° 10° 15° 20° 25° 30° 32° 单 位 面 积 功 率 输 出 270W 300W 13降低光伏方阵倾角 使用高效组件 提高“单位面积的发电量” “单位面积的投资”增加 增加投资实现高发电量是否划算？ 性价比如何？最优“度电成本”最优“度电成本” 优化倾角对 “度电成本”的影响 项目规模确定3MW 降低光伏方阵倾角 初始投资不变 减少占地面积 减少支架、电缆、桥架等辅材用量 减少屋顶租金 线损等降低，系统效率提高，发电量增加最优“度电成本” 优化倾角对“度电成本”的影响 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 5° 10° 15° 20° 25° 30° 32° 电 费 降 低 租金降低 净 收 益 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 5° 10° 15° 20° 25° 30° 32° 电 费 降 低 租金降低 净 收 益 彩钢瓦项目虽然装机容量高于混凝土项目，但收益不如混凝土屋顶项目； 条件允许情况下，彩钢瓦项目小幅提升角度，有利于提高收益率最优“度电成本” -50000 -30000 -10000 10000 30000 50000 70000 20° 21° 22° 23° 24° 25° 26° 27° 28° 29° 30° 31° 32° 全 额 上 网 电 费 降 低 租金降低 净 收 益 -60000 -40000 -20000 0 20000 40000 60000 20° 21° 22° 23° 24° 25° 26° 27° 28° 29° 30° 31° 32° 自 发 自 用 、 余 电 上 网 电 费 降 低 租金降低 净 收 益 26°时净收益最高， 与32 °比，年收益多0.38万元/MW； 相当于度电成本下降0.28分。 27°时净收益最高 与32 °比，年收益多0.33万元/MW； 相当于度电成本下降0.25分。最优“度电成本” 使用高效组件对 “度电成本”的影响 使用高效组件 减少占地面积，降低屋顶租金 组件投资增加 并联直路减少，BOS成本降低 初始投资发生变化 使用高效组件是否有更高的性价比？ 线损等降低，系统效率提高，发电量增加最优“度电成本” 使用高效组件对 “度电成本”的影响 P V i n f ol i n k 单、多晶的价格差缩小到0.1元/ W， 并且差距会进一步缩小。最优“度电成本” 使用高效组件对 “度电成本”的影响 初始投资差距匡算 高效组件的初始投资仍比普通 组件贵16.35万元，折合5.45分/Wp 按照30%资本金、70%银行贷款 资本金增加：4.905万元，按照15%折现，相当于每年7836元 贷款增加：11.445万元，按照5.5%的贷款利率，首年利息为6295元，逐年减少 每年增加1.413万元最优“度电成本” 使用高效组件对 “度电成本”的影响 不同效率组件对租金的影响 3MWp项目的年租金大约降低2.987~3.306万元，角度越大，租金节省越明显。 采用高效组件，相当于每年增加1.413万元投资 因此，高效组件年综合成本降低1.547~1.893万元，折合度电成本下降0.4~0.48 分。 最优“度电成本” 使用高效组件对 “度电成本”的影响 其他影响因素 1）并联支路变少，单一支路电压升高，直流电缆的线损降低，系统效率提高，发电量增加 2）300Wp组件多为perc技术，弱光发电性能更好。 数据来源：中国电器科学研究院有限公司工业产品环境适应性国家重点实验室 按照发电量增加3%考虑，度电成本下降1分钱。小结 1）方阵倾角由32°降低到5°，“单位面积发电量”提高了66%； 2）300Wp高效组件相对于270Wp常规组件， “单位面积发电量”提高了13.9%。 在前文假设条件下： 3）采用“全额上网”、“自发自用、余电上网”时，相对于发电量最高的32 °， 方阵倾角为26 °、 27 °时净收益最高，年收益多0.38万元/MW、 0.33万元/MW ； 相当于度电成本下降0.28分、0.25分。 5）300Wp高效组件相对于270Wp常规组件，年综合成本降低1.547~1.893万元， 折合度电成本下降0.4~0.48分， 倾角越大，度电成本下降越大。 6）高效组件的实际发电量高出普通组件3%以上，相当于度电成本下降1分。 考虑到租金影响， 发电量最高的倾角时， 度电成本并非最低 高效组件虽然价格较高， 但综合收益明显由于普 通组件。 4）条件允许情况下，彩钢瓦项目小幅提升角度，有利于提高收益率结论扩展 对计算结果影响的因素： 项目场址纬度 纬度越高，倾角对发电量影响越大，降低角度损失的发 电量越多，电费损失越大 项目场址资源条件 纬度越高，影子倍率越大，降低角度、使用高效组件时 面积减少越大，节省租金越多 太阳能资源越好、发电量越高的地方，降低角度损失的 发电量越多，电费损失越大 项目电价水平 项目电价越高，降低角度的电费损失越大 屋顶租金水平 屋顶租金水平越高，降低角度、使用高效组件的效果越明显