基于内部收益率测算的光伏产品价值分析

孙宝海 徐诚 曾义

摘  要：光伏平价时代到来，在无补贴的背景下，光伏项目收益率成为项目开发和评价最为重要的指标依据。该文针对平价背景下的光伏项目设计，基于内部收益率的财务测算模型，从发电量、上网电价、系统成本等维度，分析比较不同光伏产品（组件和支架）对于项目收益率的影响，重点分析了跟踪支架系统的经济价值，并对未来的光伏产品发展做出展望。通过提升发电量来实现高收益率，跟踪支架搭配大尺寸双面组件的技术方案，会是未来的主流方向。

关键词：内部收益率;大尺寸组件;双面发电;跟踪支架

中图分类号：F426     文献标志码：A

1 收益率计算

在平价光伏时代，由于缺少财政补贴，光伏度电收益变少，业主需要从成本和收入2个方面来提升项目收益，这样才能保证项目投资回报。对于一个光伏发电项目来说，其成本包含了系统成本（建设成本）、土地成本（租金）和运维成。收入即为发电的电费收入。该文所述的光伏产品主要针对光伏组件和光伏支架，光伏产品的选型直接影响了系统成本、土地成本和运维成本，同时也决定了项目电费收入（发电量）。

2 不同尺寸光伏组件产品对比（158、166、210）

目前市面上存在着多种电池片规格的组件，其中405 W（158 mm电池边长）、445（166 mm电池边长）和490 W（210 mm电池边长）占据市场主流。这3款组件的本质区别在于电池片的尺寸差异，而电池材料和电池转换效率没有差别[1]。因此，这3款组件在单瓦发电量表现上没有差别，不同组件的影响体现在系统成本的差异。以山东地区某100 MW地面电站项目（单面组件搭配固定支架）为例进行测算，不同组件之间的系统造价差异见表1。

从表1可以观察到支架、线缆、支架基础、安装费用、线缆铺设5个方面，使用高功率大组件可以降低成本。同时，经测算，在保证组件充分接受光照的情况下，大组件要求组串间距更大，不同组件对项目占地影响差异不大。综合计算可知，相比于158组件，使用166组件可节省BOS成本0.053元/W，使用210组件可节省BOS成本0.121元/W。基于表1的系统成本差异，3款组件对IRR的影响分析如下。

从表1和表2可以看出，大组件对于系统成本影响非常明显，即使考虑了组件价格的差异，大组件在IRR（内部收益率）上的优势依然明显（如图1所示），尤其是210组件。

3 高发电量系统的产品价值

如前文所述，不同尺寸组件产品，仅影响系统成本，对发电量不产生影响。该文所指的高发电量系统，即双面组件和跟踪支架。

跟踪支架主要分平单轴、斜单轴以及双轴跟踪系统3类，通过数年实际运用及技经对比，平单轴跟踪系统已经成为主流，该文主要针对平单轴进行分析，如图2所示。传统的水平单轴跟踪支架，利用天文算法，通过其在东西方向上的旋转，以保证每一时刻太阳光与太阳电池板面的法线夹角为最小值，以此来获得较大的发电量[2]。目前，随着双面组件和跟踪支架搭配应用越来越多，天合光能光伏科学与技术国家重点实验室研发团队在天文算法基础之上，进一步开发了智能双面算法，保证系统综合发电量最大[3]。

通过天合光能光伏科学与技术国家重点实验室的现场实测数据，可以观察到跟踪支架以及双面组件对系统发电量的提升。

从经济性角度考虑，跟踪支架系统相比于固定支架，会增加支架部分的成本，对于前文所述山东100 MW项目，跟踪支架成本针对不同组件分别为0.68元/W（158组件）、0.65元/W（166组件）、0.63元/W（210组件），因此表3所示的成本组成可以调整如下。

利用PVsyst软件对该项目发电量进行模拟，并基于前述的财务假设进行测算，结果见表4。

从图3可以观察到，根据当地的建设条件和发电量模拟，对于158、166和210组件，收益率的变化趋势是一致的，即双面+跟踪>双面+固定>单面+跟踪>单面+固定。横向对比，同样的方案设计，收益率上210组件>166组件>158组件[4]。总体来看，158单面组件搭配固定支架收益率最低（9.61%），210双面组件搭配跟踪支架收益率最高（11.12%）。

4 结论

该文首先研究了光伏项目收益率的影响因素，从发电量、上网电价、系统成本等维度进行了分析。在此基础上，分析比较了158组件、166组件和210组件在系统成本和收益率上的影响，不同尺寸组件在发电量上没有差异，但大组件可以有效降低系统成本，进而提升收益率，其中210组件优势最大。利用跟踪支架搭配双面组件的方案，可以显著提升发电量，即使会伴随系统成本的增加，但收益率依然明显提升。

参考文献

[1]李璨. 基于生命周期的光伏发电项目综合效益评价研究[D].青岛：青岛科技大学，2017.

[2]粟素容. 光伏项目决策影响因素及经济评价[D].广州：华南理工大学，2015.

[3]张娟，王芸.光伏发电项目的财务评价体系构建[J].經济研究导刊，2015（6）：122-124，320.