五大因素提高户用光伏发电站的收益

文 // 陈大英 汉能控股集团有限公司 陈燕霞 河南地和置业有限公司 陈大鹏 漯河市源汇区水利局

户用光伏发电随着分布式光伏电站的普及得到了快速发展，与工商业光伏电站相比，户用光伏发电收益成为发展的瓶颈。本文通过对具有代表性的户用光伏电站的持续监控，找出了影响户用光伏电站投资收益的主要因素，并通过实例对各因素做了深入分析。通过研究表明，除了考虑降低设备投资外，还可以通过降低服务和运维费用、提高电站质量、优化设计提升发电效率、优先选择高电价用户和提升光伏发电自用比例等措施来提高户用光伏电站的收益水平，促进该细分市场快速健康发展。

户用光伏电站具有建设周期短、手续少、收益发放得到优先保证等优势；但同时，因项目分散、容量小，也存在设备采购费用高、服务与建设费用高、民用电费价格低等问题。随着光伏组件及系统成本的快速下降，大规模光伏电站投资收益状况持续改善，在2013年国家一系列政策的刺激下，光伏并网量从2012年底的4.198GW快速增长到2013年底的16.317GW。

在没有额外补贴情况下，户用光伏电站的投资与收益尚不理想，多地已建户用电站投资回收期均在10年以上。如何在现有政策及市场条件下提高户用光伏电站的收益，已成为激发该细分市场可持续发展的关键因素。

1 影响户用电站收益的主要因素

目前，国内户用光伏电站收益率常被简单化和夸大，许多人仅考虑初始投资，并理想的认为光伏电全部自用来计算收益，但这与实际情况会存在很大偏差。

影响户用电站收益的因素较多，主要包括：① 初始投资与运维投资，包括设备投资、服务及施工费用等。② 发电量，包括实际年发电量、寿命期内年均发电量、电站寿命等。对于电站年发电量，天气情况、电站设计、组件与系统部件的质量等都会产生影响。后两者还会影响长期发电量及电站寿命。③ 居民电价及上网电价，本文样本电站对应的河南本地电价情况。④ 光伏电自用比例。

2 样本电站概况

为实际考察户用光伏电站的建造和运行状况，我们以2013年在河南漯河相邻区域建设的两个样本电站（图1、图2）为例，分析其在不同的条件下的影响户用光伏电站收益的主要因素。

两个样本电站设计中综合考虑了屋顶可装面积和区域，用电负荷静态、动态特点，电站对比测试等多种考虑，电站概况信息如表1。

图1 样本光伏电站A

图2 样本光伏电站B

表1 光伏电站基本信息

2.1 安装容量设定

户用系统用电需求与光伏发电匹配度相对较差，为降低初投资、提高自用比例，同时考虑可安装面积，本项目初装容量选择为1.7kW和1kW。

3）中国女篮主力中锋、大前锋得分能力强，而主力小前锋2分球出手数、得分能力及组织后卫和得分后卫的3分球得分能力、出手数均低于日、澳女篮。

2.2 逆变器与光伏组串匹配设计

本项目常规逆变器选择1.5kW，考虑到当地辐照资源、气候特点、逆变器性能，直流端装机为1.715kW，配比近1：1.14，使逆变器尽可能工作在最佳状态，同时降低一定成本。

2.3 安装角度设定

两个项目均为平屋顶，一个安装角度为10°，另一个设定为30°，接近最佳倾角。

由于城市雾霾天气的增多以及污染的加重，辐照对角度的敏感度下降，且降低角度可减小风载荷。但是倾角的降低，会使组件自洁能力降低、积灰，同时造成各月产生电力不均衡的问题。

另外，为确保户用电站在缺乏本地化专业售后服务情况下稳定运行，特别在主要产品品质上做了特别控制，所选组件、逆变器和专用线缆等均为主流知名品牌。

3 样本电站数据分析

3.1 初投资与维护费

以样本电站A和B为例，因部件供货商及安装服务商不在本地，电站储存运输费和施工安装费明显高于常规电站，合计占比超过20%，对建造成本构成重大影响。相关数据如表2所示。

户用电站需要定期巡检和常规维护。样本电站B组件表面灰尘积聚明显，春季超过1个月不清洗，天气连续晴好下，电池组件清洗后瞬时直流功率提高15%。假定每年外来服务人员巡检和清洗6人次，年维护费额外支出近10%。

3.2 发电量分析

电站主要部件均采用知名厂商产品，运行1年，没有出现故障。多年发电能力仍有待验证。

系统设计对发电量有影响，2014年1～11月样本电站发电量如表3所示。

2014年近1年的运行后，电站A每kWp发电量比电站B低6.3%，系统设计及部件选型有较大影响。

① 雾霾对光伏系统影响较大，电站所在地2月雾霾严重，每kWp日均发电量仅为正常天气下的10%。

② 虽然雾霾及空气质量不佳使倾角对组件面辐照量影响变小，但与理论值2.2% （MN60全年理论辐照值差值）相比，低倾角电站实际发电量下降更多，高纬度地区可适当增大倾角。

③ 微型逆变器在平整屋面无遮挡条件下，全年发电增益不明显，但随着恶劣天气增多，有一定优势。

④ 安装户用电站的城市区域灰尘积聚明显，10°低倾角安装，组件自洁能力差。无维护状态下，预计灰尘影响可达10%。

表2 样本电站各费用占比

表3 样本电站发电数据统计（kWh/kWp）

表4 样本电站光伏电自用比例

表5 全国部分户用电站光伏电自用比例

3.3 居民用电价格

样本电站A与B所属居民2013年年用电量分别为4060kWh和681kWh，前者超出河南省第三档电价，其中2160～3120kWh电费为0.61元/kWh，超过3120kWh部分电费为0.86元/kWh。

假定同一光伏电站分别为A和B住户供电，则发电总收益最大相差30%。

3.4 光伏电自用比例

居民用电习惯与光伏发电曲线存在一定偏差，户用光伏电站容量与光伏电自用比例不存在简单的对应关系。一般来说，居民用电量越大、光伏电站容量较小，则光伏电自用比例越高。

光伏电自用比例高，可显著提升电站收益。以A电站为例，光伏电自用比例分别为50%和30%时，光伏发电收益最大相差超过10%。

截止2014年11月，样本电站A和B 光伏电自用比例如表4。

在全国多地已建户用电站公开的数据中，光伏电自用比例主要集中在30%左右（表5）。

实际案例中，提高光伏电自用比例，可从以下几点因素考虑：① 合理选择电站装机容量；② 选择用电量高的用户；③ 选择家中白天有用电需求的用户；④ 改变不受时间影响的电器用电时间；⑤必要时根据用电习惯调整光伏组件朝向，调整发电优势时段。

4 结论

户用光伏系统长期持续快速发展要根本上依靠市场驱动，投资收益是重要因素。户用光伏电站投资收益不是片面降低初投资，需要从5个方面优化：

①优化商业模式降低初投资，包括降低系统采购成本及服务、运维等费用。

② 确保电站质量，提高电站在全寿命周期内的发电量。

③ 因地制宜优化设计，提升电站发电效率。

④ 优选用电量高的住户安装，提高发电收益。

⑤ 优化光伏发电与居民用电的匹配性，提升光伏电自用比例。