光伏發(fā)電設(shè)計新思路

根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2017年1季度，分布式光伏裝機達到2.43GW，相對于2016年同比增長了148%；有機構(gòu)預測，2017年全年的分布式裝機在9GW以上，相對于2016年增長100%以上。分布式光伏項目迎來快速發(fā)展期。

地面電站的租金，一般在300~500元/畝之間，折合0.45~0.75元/ m2。而分布式光伏項目的屋頂租金要遠高于這一標準。隨著分布式光伏項目受市場熱捧，優(yōu)質(zhì)屋頂越來越難得，屋頂租金越來越貴。部分企業(yè)在投標中甚至給出10元/m2的屋頂租金。在此情況下，設(shè)計是更多的會追求更高的“單位面積發(fā)電量”，或者更低的“度電成本”。本項目將從這兩個角度進行討論。

前提條件

1、項目場址

假設(shè)項目位于山東煙臺，水平面年總輻射量為1460kWh/m2；

2、項目規(guī)模與屋頂租金

項目規(guī)模為3MWp，10kV并網(wǎng)，工業(yè)混凝土屋頂，年租金為6元/m2；采用60片型號為270Wp的光伏組件。

3、項目電價

如果全額上網(wǎng)，則電價為0.85元/kWh（含稅，下同）；

如果自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，則自用部分按照山東10kV的工商業(yè)電價0.7489元/kWh九折考慮，為0.674元/kWh；上網(wǎng)部分按照0.3729元/kWh；全部電量考慮0.42元/kWh的國家補貼。

提高單位面積的發(fā)電量

1、優(yōu)化傾角設(shè)計

根據(jù)當?shù)靥柲苜Y源的分布情況，當固定傾角為32°時，傾斜面接受的輻射量最大；此時，

3MW項目理論占地面積為（僅考慮通道，前后不遮擋）0.0451km2；

若項目系統(tǒng)效率按82%考慮，則項目的年發(fā)電量為395.88萬kWh；

單位面積的年發(fā)電量為87.84kWh/m2。

降低度電成本分析

單位面積的產(chǎn)出量提高，體現(xiàn)了對有限屋頂?shù)募s化利用；然而，其中一個重要原因是安裝量增加，投資密度加大。因此，單位投資產(chǎn)出比更能體現(xiàn)投資的經(jīng)濟性。

無論是傾角降低還是使用高效組件，都會使項目占地面積減少，因此

1）線纜、橋架等長度會減少，相應投資減少；

2）線損會降低，系統(tǒng)效率提高，發(fā)電量升高。

然而，由于兩項影響較少，下文暫不考慮。

項目投資分初始投資和年運營成本兩部分，改變傾角和使用高效組件，會帶來兩部分的變化，從而改變資金的投入產(chǎn)出比。

1、改變傾角對產(chǎn)出比的影響

由于項目規(guī)模不變，因此初始投資不變。

結(jié)論

由于分布式光伏項目投資快速增加，優(yōu)質(zhì)屋頂受熱捧，租金連年看漲。在此情況下，屋頂租金對項目收益產(chǎn)生較大影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計上的改進，可以提高項目的經(jīng)濟性。

在本文假設(shè)的項目條件下：

傾角為32°時發(fā)電量最大，但將傾角降低到26°、27°時度電成本最低，比32°可降低約0.25分。

使用300Wp的高效組件相對于270Wp的普通組件，20年的度電成本可以降低0.11~0.15分。

可見，在目前的屋頂租金水平下，降低方陣傾角，使用高效組件都可以有效提高單位面積的發(fā)電量，并能提高資金的投入產(chǎn)出比，降低度電成本。