光伏发电设计新思路

光伏发电设计新思路

根据国家能源局统计，2017年1季度，分布式光伏装机达到2.43GW，相对于2016年同比增长了148%；有机构预测，2017年全年的分布式装机在9GW以上，相对于2016年增长100%以上。分布式光伏项目迎来快速发展期。

地面电站的租金，一般在300~500元/亩之间，折合0.45~0.75元/ m2。而分布式光伏项目的屋顶租金要远高于这一标准。随着分布式光伏项目受市场热捧，优质屋顶越来越难得，屋顶租金越来越贵。部分企业在投标中甚至给出10元/m2的屋顶租金。在此情况下，设计是更多的会追求更高的“单位面积发电量”，或者更低的“度电成本”。本项目将从这两个角度进行讨论。

前提条件

1、项目场址

假设项目位于山东烟台，水平面年总辐射量为1460kWh/m2；

2、项目规模与屋顶租金

项目规模为3MWp，10kV并网，工业混凝土屋顶，年租金为6元/m2；采用60片型号为270Wp的光伏组件。

3、项目电价

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。

提高单位面积的发电量

1、优化倾角设计

根据当地太阳能资源的分布情况，当固定倾角为32°时，倾斜面接受的辐射量最大；此时，

3MW项目理论占地面积为（仅考虑通道，前后不遮挡）0.0451km2；

若项目系统效率按82%考虑，则项目的年发电量为395.88万kWh；

单位面积的年发电量为87.84kWh/m2。

降低度电成本分析

单位面积的产出量提高，体现了对有限屋顶的集约化利用；然而，其中一个重要原因是安装量增加，投资密度加大。因此，单位投资产出比更能体现投资的经济性。

无论是倾角降低还是使用高效组件，都会使项目占地面积减少，因此

1）线缆、桥架等长度会减少，相应投资减少；

2）线损会降低，系统效率提高，发电量升高。

然而，由于两项影响较少，下文暂不考虑。

项目投资分初始投资和年运营成本两部分，改变倾角和使用高效组件，会带来两部分的变化，从而改变资金的投入产出比。

1、改变倾角对产出比的影响

由于项目规模不变，因此初始投资不变。

结论

由于分布式光伏项目投资快速增加，优质屋顶受热捧，租金连年看涨。在此情况下，屋顶租金对项目收益产生较大影响。通过研究发现，在设计上的改进，可以提高项目的经济性。

在本文假设的项目条件下：

倾角为32°时发电量最大，但将倾角降低到26°、27°时度电成本最低，比32°可降低约0.25分。

使用300Wp的高效组件相对于270Wp的普通组件，20年的度电成本可以降低0.11~0.15分。

可见，在目前的屋顶租金水平下，降低方阵倾角，使用高效组件都可以有效提高单位面积的发电量，并能提高资金的投入产出比，降低度电成本。