光伏阵列运行方式比选方案

河北鲲能电力工程咨询有限公司/石家庄市分布式能源设计工程技术研究中心 段士崇 董云博 张永康 刘兴佳

1 方案介绍

1.1 10MW示范组件+220MW固定支架330Wp多晶硅单面组件系统方案

设备选型：光伏组件采用多晶硅330Wp单面组件。逆变器采用2.5MW集中式逆变器，分别采用1000V及1500V混合配置系统方案，每方阵分别为2.5MW、3.125MW[1]；1000V系统支架方案：每组固定支架共安装36块光伏组件，组件按竖向2块，横向18列布置。每组支架共设置6个纵向支架，横向采用4道檩条与支架连接，组件离地最低高度0.5m，支架净间距8.10m；1500V系统支架方案：每组固定支架共安装56块光伏组件，组件按竖向2块，纵向28列布置。每组支架共设置9个纵向支架，横向采用4道檩条与支架连接，组件离地最低高度0.5m，支架净间距8.10m。

场区测绘工作正在进行中，本次方案对其中已完成测量工作的一个典型地块进行整体布置（均布未考虑避让）[2]。并且结合其他地块情况估算本项目总投资，本方案用地约7590亩。固定支架基础采用钢螺旋桩，根据240MW建设情况，地基土的冻胀性安强、弱冻胀各50%考虑，长度分别为2.90m（弱冻胀）、3.60m（冻胀）。光伏区租地价格暂按400元/亩考虑。升压站扩建投资1481万元，35kV集电线路投资3371万元。330Wp多晶硅单面组件价格按1.6元/W，箱逆变器价格按0.22元/W。

1.2 230MW平单轴自动跟踪支架385Wp单晶硅双面组件系统方案

设备选型：光伏组件采用单晶硅385Wp双玻双面组件。逆变器采用175kW组串式逆变器，每个单晶硅385Wp光伏方阵容量为3.15MW；支架方案：单轴单排竖放跟踪支架每组支架由单排支架组成，主要有立柱、斜梁、水平轴等组成。本项目单轴单排竖放跟踪支架，每组支架安装78块光伏电池板。组件最低点距离地面约0.945m，支架最大跟踪角度为±60°，支架净间距4.945m；双玻双面组件背面增益3%（张北地区实测）。

场区测绘工作正在进行中，本次方案对其中已完成测量工作的一个典型地块进行整体布置（均布未考虑避让），并结合其他地块情况估算本项目总投资，本方案用地8740亩；平单轴光伏支架基础采用PHC管桩，根据240MW建设情况，地基土的冻胀性安强、弱冻胀各50%考虑，桩长分别为：驱动支架基础整体桩长由抗倾覆控制，总桩长分别为6.0m、5.5m两种。普通支架基础整体桩长由地基土的冻胀性控制，总桩长分别为4.1m、5.5m两种；光伏区租地价格暂按400元/亩考虑；升压站扩建投资1481万元；35kV集电线路投资3371万元；385Wp单晶双玻双面组件价格按1.72元/W；逆变器价格按0.2元/W，箱变30万一台。

2 发电量计算及两方案主要价格差异

30MW固定支架多晶单面275Wp组件+10MW示范组件+230MW固定支架多晶单面330Wp组件系统方案发电量：275Wp组件采用固定支架，330Wp组件采用固定支架，并且考虑10MW示范组件方案[3]。其中，固定支架按照项目地点最佳倾角39°进行计算，斜面上辐射量为1989kWh/m2，10MW示范项目中手动可调支架按照夏季14°、冬季58°进行计算，斜面上辐射量为2079kWh/m2，平单轴自动跟踪系统按照轴向南北、跟踪角度±45°进行计算，辐射量为2215kWh/m2。

30MW固定支架多晶275Wp单面组件+230 MW平单轴支架双玻双面385Wp组件系统方案发电量：本工程275Wp组件采用固定支架，385Wp双玻双面组件采用平单轴支架。固定支架以倾角39度安装，斜面辐射量为1989kWh/m2，平单轴支架选用南北轴、东西向最大跟踪角度为±60°的支架形式进行布置，斜面辐射量为2215kWh/m2。

对两方案计算所得25年发电量进行对比，示范组件+多晶硅275W固定支架+多晶硅330W固定支架方案单位千瓦投资3755元/kW，多晶硅275W固定支架+单晶硅双面385组件平单轴方案单位千瓦投资4328元/kW。价格差异主要在光伏组件、箱变逆变器、光伏支架、支架基础及土地费用等（表1）。

3 总投资、财评及结论

3.1 多晶硅275W、330W固定支架方案+示范组件

工程投资：工程静态投资95751.74万元，单位千瓦静态投资3682.76元/kW；工程动态投资97619.32万元，单位千瓦动态投资3754.58元/kW。

财务评价：财务评价边界条件。25年平均利用小时数1460h，上网电价0.3720元/kWh，折旧年限18年、残值率3%，维修费质保期内按11.33元/kW计列、质保期外按29.70元/kW计列，材料费质保期内按2.8元/kW计列、质保期外按5.6元/kW计列，其他费用按24元/kW计列。经测算，项目投资财务内部收益率（税后）10.26%，资本金财务内部收益率22.12%，度电成本0.1721元/kWh。

3.2 多晶硅275W固定支架+单晶硅双面385组件平单轴方案

工程投资：工程静态投资110364.70万元，单位千瓦静态投资4244.80元/kW；工程动态投资112517.30万元，单位千瓦动态投资4327.58元/kW。

财务评价：财务评价边界条件。25年平均利用小时数1629h，上网电价0.3720元/kWh，：折旧年限18年、残值率3%，维修费质保期内按11.56元/kW计列、质保期外按33.728元/kW计列，材料费质保期内按3.36元/kW计列、质保期外按6.72元/kW计列，其他费用按24元/kW计列。经测算，项目投资财务内部收益率（税后）9.95%，资本金财务内部收益率20.78%，度电成本0.1744元/kWh。

多晶硅275W、330W固定支架方案+示范组件与多晶硅275W固定支架+单晶硅双面385组件平单轴方案财务指标汇总分别为：装机容量26.00/26.00万kW，年上网电量3.79576/4.23854亿KWh，总投资98399.33/113297.29万元，建设期利息1867.58/2152.60万元，流动资金780.00/780.00万元，销售收入总额（不含增值税）312394.27/348835.34万元，总成本费用163350.76/184764.66万元，销售税金附加总额3398.53/3734.74万元，发电利润总额145644.99/160335.94万元，经营期平均电价（不含增值税）0.3292/0.3292元/kWh，经营期平均电价（含增值税）0.3720/0.3720元/kWh，项目总投资回收期税前8.63/8.82年、税后9.17/9.37年，资本金的投资回收期税前4.77/4.99年、税后4.86/5.13年，项目投资财务内部收益率税前11.59%/11.24%、税后10.26%/9.95%，资本金财务内部收益率税前24.45%/23.05%、税后22.12%/20.78%，项目投资财务净现值（Ic=5%）税前61299.25/66606.98万元、税后45006.24/48530.88万元，资本金财务净现值（Ic=8%）税前36475.53/39029.11万元、 税后 27714.26/29397.84万元，总投资收益率(ROI)7.19%/6.93%，投资利税率6.06%/5.79%，项目资本金净利润率(ROE)22.99%/21.96%，资产负债率(MAX)80.00%/80.00%，盈亏平衡点（生产能力利用率）52.36%/53.00%，盈亏平衡点（年产量）1.98746/2.24659亿kWh。

表1 方案对比详情

综合对比可看出，在目前光伏组件、光伏支架等行情下，采用固定支架+多晶硅330Wp单面组件方案在收益率方面优于平单轴自动跟踪支架+单晶硅385Wp双玻双面组件。