1 引言

戶用分布式光伏顧名思義，指將光伏電池板安裝于家庭住宅屋面或者院落的小型光伏電站。其屬于分布式光伏范疇，與之相對應的還有工商業(yè)分布式光伏、光伏+等。目前我國戶用分布式光伏上網(wǎng)模式分為“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”“全額上網(wǎng)”兩種，兩種模式下電價的計算方式及業(yè)主的收益構成也不相同。

“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式下，自發(fā)自用部分電價由用戶電價、當年國家補貼、地方補貼三部分組成；剩余電量上網(wǎng)電價由當?shù)孛摿蛎弘妰r、當年國家補貼、地方補貼三部分組成見圖一，其中國家補貼周期為20年，地方補貼則根據(jù)當?shù)貙嶋H政策執(zhí)行。

“全額上網(wǎng)”模式與地面電站的補貼模式相同，將全國分為三類電價區(qū)，按照當時安裝電價政策，2018年1月1日之后投運的電站，一類、二類、三類資源區(qū)標桿電價分別為每千瓦時0.55元、0.65元和0.75元。由此，我們知道“全額上網(wǎng)”模式下業(yè)主的收入由售電收入即當?shù)仉娋W(wǎng)按脫硫標桿電價結(jié)算的電費、當年國家補貼、地方補貼三部分組成，國補就是當?shù)厮谫Y源區(qū)的光伏標桿電價扣除當?shù)孛摿驑藯U電價的部分見圖二。

圖一：自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式收入構成

圖二：全額上網(wǎng)上網(wǎng)模式收入構成

2  戶用分布式現(xiàn)狀與存在問題

近年來，由分布式和光伏扶貧項目的戶用光伏屋頂系統(tǒng)組成的戶用光伏正在加速“飛入尋常百姓家”，根據(jù)國家電網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015 年居民分布式光伏新增并網(wǎng)2萬戶，2016 年新增并網(wǎng)15萬戶，2017 年新增并網(wǎng)戶數(shù)達到 46.5 萬戶，見圖三。

圖三：我國戶用分布式增長圖

隨著戶用分布式井噴式發(fā)展，戶用光伏面臨的問題也越來越多：

1. 設計安裝不合理，不規(guī)范：由于分布式門檻低，市場前景好，不少人加入光伏行業(yè)，甚至有些企業(yè)在沒有相關專業(yè)知道的前提下進軍光伏行業(yè)，行業(yè)魚龍混雜；

2. 過分夸大回報收益：利用用戶對市場和政策信息的不對稱，存在夸大收益回報，過度宣傳，過度承諾，部分省市還出現(xiàn)光伏貸陷阱；

3. 電站建設質(zhì)量殘次不齊：荷載不足，光伏支架，連接件，螺栓等易腐蝕，組件出現(xiàn)嚴重凹陷，劃痕等問題；

4. 運維體系不健全：很多光伏公司成立時間短，沒有建立一套成熟的運維管理制度，電站建成后，維護工作幾乎為零；

3 戶用分布式案例設計及數(shù)據(jù)分析

本光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)采用分布式的設計方案，用戶把組件安裝在自家的屋頂上，根據(jù)現(xiàn)場勘察，排除現(xiàn)場左右片刻時間段存在遮擋情況，選用16塊325W組件鋪設，設計容量為5.2kW。同時采購一臺5kW并網(wǎng)逆變器接入220V單相交流電網(wǎng)來實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

3.1荷載情況

   項目位置在江蘇泰州，建筑屋為斜鋪琉璃瓦屋面，計算光伏組件支架基本風壓0.4KN/M²（50年重現(xiàn)期），基本雪壓取值為0.35KN/M²（50年重現(xiàn)期），支架自重0.2KN/M².

3.2系統(tǒng)設計及注意事項

   選用協(xié)鑫常規(guī)多晶硅組件，根據(jù)系統(tǒng)容量和逆變器大小，考慮到組件衰減等因素，選用了16塊325W組件適當超配，使逆變器輸出功率更佳。直流電纜多為戶外鋪設，需要防潮，防曬，防寒等，所以分布式光伏系統(tǒng)中的直流電纜一般選用光伏認證的專用電纜，目前常用的光伏直流電纜為PV1-F1*4mm².交流電纜主要用在逆變器輸出端到交流并網(wǎng)箱，項目采用的BV-1*6mm²硬線套PVC管進行鋪設，系統(tǒng)配置清單見表1。

表1:5.2kW分布式系統(tǒng)配置清單

  支架的防雷接地，一般選用40*4mm的扁鋼或者φ10或者φ12的圓鋼，最后埋入深度1.5m的地下，光伏組件的接地電阻要求不大于4Ω，對于達不到接地電阻要求的，通常會采用添加降阻劑或者選擇土壤率低的地方埋入。另外同時需要做好逆變器、并網(wǎng)箱的保護接地。

3.3并網(wǎng)數(shù)據(jù)及經(jīng)濟收益分析

作為電站運維最重要的方式，逆變器監(jiān)控輸出發(fā)電量、通信狀態(tài)、相電壓、電流頻率、輸入電壓等數(shù)據(jù)，為電站運維人員、電站業(yè)主，提供實時直觀反映電站運行狀態(tài)的信息。

3.3.1并網(wǎng)功率曲線及發(fā)電量數(shù)據(jù)

通過發(fā)電功率曲線圖、發(fā)電量及收益曲線以及部分指標數(shù)據(jù)曲線可以客觀的反映該電站的運行情況，下面以功率曲線圖為例進行分析。

圖四顯示早上6點不到就開始發(fā)電，發(fā)電持續(xù)到傍晚18點10分左右，發(fā)電時常12小時之久，最高發(fā)電功率約為4.8kW,時間在中午12點左右。由于該項目安裝位置左邊有棵樹，右邊住戶為假三層小樓，所以對組件發(fā)電有部分影響，在下圖紅線標記處發(fā)電曲線不太光滑，所以鋪設組件時需要盡量安裝在沒有遮擋物的地方。

圖四：功率曲線圖

  通過表2、圖五一年的發(fā)電量及收益統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)一年中最佳發(fā)電時間為5-10月，發(fā)電量最低的月份為11月-次年2月，詳見圖。該項目采用的是“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式，扣除白天自用的電量，所以銀行卡實際入賬費用小于理論收益，但該地區(qū)白天電價遠高于并網(wǎng)電價0.38元，最終的綜合收益要高于理論收益。

圖五：發(fā)電收益趨勢圖

表2：分布式發(fā)電收益明細

3.3.2 經(jīng)濟收益分析

   根據(jù)圖分析，自2018年6月至2019年5月，該分布式累計發(fā)電量為5716度。根據(jù)并網(wǎng)時發(fā)改委印發(fā)的《關于2018年光伏發(fā)電項目價格政策的通知》，對“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式，全電量補貼標準降低為每千瓦時0.37元計算，補貼時間為20年，采取全額上網(wǎng)收益應為4287元，由于該分布式采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”方式，所以實際收益為4141元。

1.收回成本分析

當時該分布式建設時成本約為7元/瓦，5kW共計成本3.5萬，采用全額上網(wǎng)收益為4287元/年。根據(jù)光伏組件設計標準要求，光伏組件衰減率保證25年不低于80%發(fā)電率（見圖六），第一年衰減率為3%，以后衰減率均為0.7%，當前銀行5年期年利率為2.75%。

圖六：組件衰減模型示意圖

假設N年后收回成本：

4287+4287*0.97+4287*0.97*(1-0.007)+...+4287*0.97*（1-0.007)^N-2=35000

N=8.5年

即約為8年半收回成本，由于該分布式早上及下午均有片刻的遮擋，所以年發(fā)電量略偏低200度左右，實際的收回成本的時間約為8年左右；

2.整體收益分析

   假設光伏系統(tǒng)為25年壽命，根據(jù)補貼時間為20年，第21年到25年根據(jù)無補貼的脫硫燃煤標桿電價0.391元，3.5萬存銀行，按照5年期年利率2.75%計算：

    存銀行20年收益為:

35000*（1+0.0275）²⁰=60214元；

光伏20年收益為:

4287+4287*0.97+...+4287*0.97*0.993¹⁸=78510元

以上未考慮光伏得到收益后存入銀行，若按照當前年利率1.75%計算，光伏20年的實際收益為93438元。

存銀行25年收益為：35000*（1+0.0275）²⁵=68962元；

光伏25年收益（假設第21年前期的收益也存放銀行）=20年收益的后5年本息+后期5年發(fā)電量=116365元，其中：

5年本息為：93438*（1+0.0275）⁵=107012；

后5年總發(fā)電量預計為23921度，按照每度0.391度計算約為9353元；

4.結(jié)論

本文通過對分布式并網(wǎng)方式進行介紹，借助具體的案例設計，包括配置清單，設計注意事項以及電站的經(jīng)濟收益分析，讓大家對分布式發(fā)電系統(tǒng)有個清晰的認識，同時讓用戶對戶用分布式的投資回報率有個準確、客觀的參考。整體來講，投資分布式系統(tǒng)收入較優(yōu)于銀行儲蓄理財。按照國家能源局發(fā)布的《太陽能發(fā)展十三五規(guī)劃》中提出的成本目標，到 2020 年，光伏發(fā)電電價水平在 2015 年基礎上下降 50%以上，則 2020 年光伏發(fā)電標桿電價三類地區(qū)需要達到 0.45-0.5 元/kwh。隨著組件成本不斷下降，轉(zhuǎn)換效率持續(xù)提高，屆時光伏平價上網(wǎng)時代大幕將開啟，新的一輪安裝潮很快就會到來。

聲明：本文版權為中國傳動網(wǎng)所有，歡迎轉(zhuǎn)載但請務必注明來源、作者。

聲明：本文版權為中國傳動網(wǎng)所有，歡迎轉(zhuǎn)載但請務必注明來源、作者。