潘 沛

上海申能新能源投資有限公司

1 背景介紹

2014年年中的時候，筆者定下了在自家屋頂投資建設分布式太陽能光伏電站的計劃。當時光伏發(fā)電市場面臨兩大利好，主流光伏組件的價格在2014年初的時候已經降至4．0～5．0元/W左右，恰逢上海出臺了《上海市可再生能源和新能源發(fā)展專項資金扶持辦法》，針對個人的自發(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的補貼，期限為五年。經初步測算，光伏電站可以在6～9年內收回投資，按照電站壽命25年計算，項目投資財務內部收益率可以達到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”形式，電站無需配套建設電能存儲設備，可節(jié)省相應的投資。

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

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

圖2 家庭光伏電站示意圖

3 前期準備工作

項目前期準備工作，包括資源分析、已建項目調研、政策分析和項目申請與備案。

3.1 資源分析

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

表1 上海市主要氣象要素表

上海市進行太陽輻射要素觀測的單位為氣象部門，且僅有寶山氣象觀測站進行太陽輻射要素觀測。該站建于1980年，位于寶山區(qū)吳淞地區(qū)。根據寶山氣象站1995年～2007年數據統(tǒng)計，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），與氣象站觀測資料趨勢基本一致，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 已建項目調研

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

圖6 某光伏電站利用小時數

3.3 政策分析

目前國家鼓勵個人在自家屋頂建設光伏電站，采用“自發(fā)自用、余電上網”的模式。

2018年1月國家發(fā)改委發(fā)布《關于2018年光伏發(fā)電項目價格政策的通知》（發(fā)改價格規(guī)（2017）2196號）,2018年1月1日后投運的、采用“自發(fā)自用、余量上網”模式的分布式光伏發(fā)電項目，給予0．37元/kWh補貼，（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)展專項資金扶持辦法》（滬發(fā)改能源[2016]136號），在2016年-2018年投產發(fā)電的個人分布式光伏電站，將獲得0．4元/kWh補貼，期限為5年。

在分布式光伏電站政策出臺的同時，要求各地配套相應的政策和簡化審批流程，使申請建設家庭光伏電站較為簡便。

3.4 項目申請

上海地區(qū)個人安裝太陽能光伏電站目前只需要去當地區(qū)縣供電所營業(yè)廳填寫光伏電站備案表,表上的主要內容為安裝住址、安裝形式（屋頂、陽臺）、容量、設備等信息。提交材料時需要帶上戶主個人身份證、房產證、戶口本等材料，然后自行采購設備安裝，安裝完畢請供電部門驗收（驗收的時候需要通電測試），驗收完畢后電力公司派遣施工隊伍安裝雙向表計和電站發(fā)電表計。然后與電網公司簽署購銷電合同后就可以正常發(fā)電了。一般情況下整個周期在1至2個月左右。

需要注意的是，若是公寓樓頂公共面積建設光伏電站，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、獨立私房等屋頂建設，則不需要。在提交光伏電站備案表時，同時需要居委會或村委會同意安裝光伏電站的證明，并且承諾由電站施工和運行對公共設施產生影響的，將對此負責（自擬承諾書）。

4 方案設計

4.1 項目規(guī)模及安裝方式

項目建設地點為平屋頂，現場安裝條件較好，可以安裝固定式或者追蹤式光伏電站。經了解，追蹤式光伏電站發(fā)電量較固定式高約20%左右，但是相應的建造成本要高出不少，而且市場上也沒有成熟的光伏追蹤支架品牌產品，于是采用固定式支架方案。

根據工程經驗，上海地區(qū)的光伏發(fā)電項目安裝傾角都為22度。若屋頂為斜屋頂，則安裝傾角與屋頂的傾斜度一致。

根據屋頂面積和安裝傾角、間距等情況測算，現場屋頂面積為100m2左右，可以安裝的光伏電站約為8000Wp。最終根據項目面積及資金情況，確定安裝16塊250Wp容量的組件，整個電站規(guī)模為4kWp。由于技術進步轉換效率提高，目前同樣規(guī)格的光伏組件可達到280Wp以上，相應的裝機容量將提高12%以上。

4.2 項目成本及效益分析

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

5 光伏電站投資實際效果

光伏電站于2014年9月30日正式建成發(fā)電，總容量4000Wp，總投資約為2．5萬元左右（不含安裝費）。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，年利用小時數為1049小時，2016年全年發(fā)電量4487．6kWh，年利用小時數為1122小時，總體達到預期。統(tǒng)計兩個整年電站各月發(fā)電量見圖7，電站現場見圖8。

當前，大多數逆變器廠家都免費為用戶提供網頁版和手機移動端監(jiān)控軟件。網頁版監(jiān)控軟件軟件如圖9，手機移動端監(jiān)控軟件如圖10，很方便查詢電站當前信息及發(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容量效益分析

圖9 網頁版電站監(jiān)控軟件軟件

圖10 手機App電站監(jiān)控軟件軟件

6 項目實際造價及收益分析

經向多個設備供應商詢價，經比較，電站的實際投資（2014年下半年價格水平）如表4。

表4 項目實際造價情況

電站從并網至拆除共28．5個月，運行相當穩(wěn)定，沒有出現故障停機現象。太陽能電站運行壽命為25年，由于沒有傳動裝置，設備故障率很低，且都為電氣故障。而戶用分布式光伏電站的主要電氣設備為逆變器，使用壽命在10年左右，可每年計提一部分利潤作為逆變器更換的費用。而且逆變器的技術不斷提高，價格將逐步下降，待十年后更換成本較低。

按照電站實際情況，測算了25年發(fā)電量及效益情況見表5，項目投資收益率可以達到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 結論

1)個人分布式太陽能光伏電站屬于清潔能源項目，在目前設備價格明顯下降、仍能享受國家和地方補貼政策情況下，能取得很好的效益，投資收益率明顯高于銀行理財產品，投資回收期在5年以內。

2)在目前政策下，分布式光伏電站申請方便，方案簡單，建設周期短，效益良好，對于節(jié)能減排，提高家庭消費可再生能源比例具有較高的現實意義。

3)經驗總結

（1）電站建成后未對逆變器進行調試。逆變器初始狀態(tài)交流測電壓設置范圍過窄，只有220-240，逆變器一直過壓自動跳到保護狀態(tài)，影響發(fā)電量。后來咨詢逆變器廠家，按照廠家提供的設置方法，將交流測電壓設置成220-268V之后未出現這種現象。所以電站建設完成后需要專業(yè)人員對設備調試，并試運行一段時間。

（2）經常打開手機App查看電站狀態(tài)，及時發(fā)現問題。

（3）定期清洗電池板，建議每個月清洗一次。