浙江省分布式光伏电站的发电量和收益计算方法

浙江，简称“浙”，省会杭州，位于长江三角洲地区，位于东南沿海地带，浙江介于东经118°01'～123°10'，北纬27°02'～31°11'之间，东临东海，南接福建，西与安徽、江西相连，北与上海、江苏接壤，境内最大的河流钱塘江，因江流曲折，称之江，又称浙江，省以江名，简称"浙”。浙江省总面积10.55万平方千米。

浙江地势由西南向东北倾斜，地形复杂。山脉自西南向东北成大致平行的三支。地跨钱塘江、瓯江、灵江、苕溪、甬江、飞云江、鳌江、曹娥江八大水系，由平原、丘陵、盆地、山地、岛屿构成。浙江省地处亚热带中部，属季风性湿润气候，自然条件较优越。

浙江省下辖11个地级行政区，其中11个地级市（其中杭州、宁波为副省级城市），它们分别是：杭州、宁波、温州、嘉兴、湖州、绍兴、金华、衢州、舟山、台州、丽水。

浙江省水域面积占总面积的比例非常大，适合建设水上光伏发电项目，可以做水上渔光互补项目以及海上风光互补项目。由于浙江地区的土地资源非常宝贵，可以说是寸土寸金，可用于建设光伏电站的土地非常有限，所以可以大力发展家庭式屋面分布式光伏电站、工商业屋面分布式光伏电站、水上光伏电站等等。

大力发展水上光伏电站，这样就可以大大缓解因土地资源有限给发展光伏发电带来的限制。水上光除了可以节约土地资源以外，还可以提升水体的附加值，提高经济效益。

此外，水体对光伏组件的冷却作用，可以降低光伏电池组件的表面温度，有效缓解光伏PID特性对发电效率的造成的损失，提高了电站的发电量。同样水上光伏阵列对水的遮光效果明显，可以有效抑制水中藻类的生长，从而改善水质。

水上光伏按光伏组件形式可分为漂浮式水上光伏和打桩式水上光伏。漂浮式水上光伏相比打桩式水上光伏，具有无水上永久设施、不会对水体产生不可恢复性破坏、对水深要求不高、对水下地质情况要求低、运维检修方便等优点。

今天我们还是主要讨论家庭式屋面分布式光伏和工商业屋面分布式光伏电站的发电量、成本、收益等问题。水上漂浮式光伏技术将在以后专门花时间进行讲解。

图1-1 浙江省太阳能资源分布图

图1-2 浙江省太阳能统计图

整个浙江省的太阳能资源在全国范围内属于中等偏下的水平，最低年均峰值日照时数1250小时左右，最高也只有1300小时左右，太阳能资源整体分布差异比较小。主要原因还是土地面积小和纬度跨度小，南北跨度也就3°左右，东西经度跨度也很，小从118°到122.5°只有4.5°。所以气候条件很难形成较大的差异。

图1-3 浙江省峰值日照时数

浙江省的月均峰值日照时数最长出现在七月，也就是每年的七月份的太阳能资源最丰富。最短月均峰值日照时数主要出现在一月份。浙江省每年霜冻和结冰的时间比较短，所以可以在每年的11月份、12月份、1月份、2月份这几个月进行施工建设光伏电站，只需对混凝土进行简单的防冻措施即可保证浇筑的质量。

图1-4 浙江省平均峰值日照时数

从图1-4中可以看出浙江省太阳能资源最丰富的是丹山市，太阳能资源最差的是衢州市。因为浙江省属于季风气候，天气受海洋暖湿气流和陆地干冷气流流动影响，每年的太阳能资源偏差比较大，每年相差最大约为6%到7%。

图1-5 浙江省太阳能气象概况

由于整个浙江省太阳能最丰富的时间主要集中在夏季，冬季春季和秋季大部分时间都是阴雨天气较多，所以在设计光伏电站的时候，电池组件的倾角应当以考虑夏季采光条件为主。所以浙江地区适合采用最佳倾角比纬度低5到8度的样子，这样能够接受更多夏季太阳光的直射。

在设计最佳倾角的时候，除了考虑光照条件，还应当考虑风力载荷的问题。浙江属于沿海地区，经常会受到台风的袭扰，所以太阳能电池组件的倾角不宜过大，如果设置的倾角太大容易让台风损害电池组件。

图1-6 浙江各地区纬度对比图

从图1-6所示，可以看出浙江省纬度最高的是湖州市，纬度最低的是温州市。

图1-7 浙江省各地区最佳倾角对比图

从图1-7所示，可以看出浙江省太阳能光伏电池组件最佳倾角基本都在22度23度，只有宁波市为24度，绍兴市为21度。

图1-8浙江省各地区组件斜面峰值小时数

从图1-8所示，可以看出浙江省太阳能资源最差的是杭州市，斜面峰值日照时数只有1271小时。最好的是丽水市斜面峰值日照时数有1409个小时。这里和上面图1-3 统计的分月日照信息有一定的差异，这是因为前面并没有考虑空气的质量问题。

杭州市空气中的浮尘较其他地区多，对太阳光的散射作用也就相应的变强，使太阳光直射到光伏电池组件上的量也就相应的减少。并且小环境出现雾霾的天气会比较多，所以太阳能资源会受到一定的损失。

图1-9浙江省各地区组件平面与斜面峰值小时数差值百分比

图为1-9所示，浙江省各地区平面峰值日照时数和斜面峰值日照时数差值得百分比，宁波最大为6.85%，杭州最小为5.48%。这里还是基本符合纬度越高斜面和平面的光照时长差异越大，纬度越低斜面和平面的光照时长差异越小的规律。

图1-10 浙江省上网电价

如图，1-10所示浙江省脱硫标杆电价为0.4153元每度，将作为后面进行光伏电站收益测算的基础数据。由于从2022年开始，国家已经取消对光伏发电的电价补贴，为了便于计算我们可以直接采用脱硫标杆电价计算光伏发电的电价。当然这里的上网电价是2021年的网上公开数据，2022年的光伏发电上网电价以当地供电部门采用的实际数据为准。

根据光伏索比网资料显示浙江省对光伏储能项目有一定的补贴，具体补贴措施可以咨询当地的财政部门进行了解。

图1-11系统效率损耗比例详情

图1-11所示。系统消息损耗但是比例情况中组件品质损耗统计为负数，这是处于生产工艺小幅度的改进，生产技术的成熟，量产能力的增加，相应的良品率也会提升，产品出现瑕疵和损坏的概率也会相应地有所降低。所以组件品质随着时间的延长，理论上会越来越好，所以把它统计为负数，作为对以后产品损耗参数的一种修正。

经过模拟推演最终锁定系统的效率为发电量的86.6%，后面进行总发电量估算的时候将使用这个数据作为基础数据。

图1-12 光伏组件效率加权平均值

图为1-12所示，目前光伏组件的生产厂家有承诺首年光衰2%，以后逐年光衰0.4%；也有承诺首年光衰2%，以后逐年0.45%；首年光衰2%，以后逐年减少0.5%；首年光衰2%，以后逐年减少5.5%。目前天河光能更为激进，大多数产品都承诺首年光衰2%，以后逐年光衰0.4%或者0.45%。

将光伏组件全生命周期光衰进行加权平均，按照使用寿命25年和30年分别计算可以得出光伏组件在生命周期内的平均发电效率，有了这个平均发电效率才能更便捷地估算光伏组件的总发电量，也才好估算总收入和利润。为了保守起见我们还是采用首年光衰2%，以后逐年光衰0.55%来进行测算。

图1-13 光伏组件价格变化趋势

图1-14 光伏组件价格变化趋势分析

通过图1-12和1-13所示，光伏电池组件的价格在近期已经开始大幅度地回落，据机构预测将在2022年一季度末到二季度初回调到2020年末1.6元每瓦的价格。到时候建设光伏电站的性价比将大幅度的上升。

图1-15 家庭分布式光伏每瓦单价

根据图1-14所示，家庭分布式光伏发电项目中光伏组件的价格占总价的比重比以往有了明显的下降。

图1-16 家庭分布式光伏装机容量总价测算

装机容量总价的计算方式为：总价＝每瓦单价×组件功率×组件数量

图1-17 装机容量10KW所需总价对比

根据图1-16所示，以10千瓦装机容量为例，使用更大尺寸硅片的组件可以节省一定的成本。

图1-18 装机容量总发电量测算

根据图1-17所示，光伏组件的光衰采用首年衰减2%，以后逐年衰减0.55%进行测算，经过加权平均以后25年光伏组件平均发电效率为91.4%，30年的平均发电效率为90.3%。

系统综合传输利用效率采用86.6%，这个效率算是非常保守的估算，也充分考虑到了运行过程中各个设备和零部件的老化导致的效率降低问题。

总发电量的计算方式为：总发电量＝年峰值时数×装机容量×组件效率×系统效率×运营时间，运营时间分别可取25年和30年。

图1-19 装机容量10KW总发电量对比

图1-20 装机容量总收入测算

如图1-19所示，总发收入的计算方式为：总发收入＝总发电量×度电单价

图1-21 装机容量10KW总收入对比

图1-22 装机容量总支出测算

如图1-21所示，总发支出的计算方式为：

总发支出＝总发电量×度电成本

或

总发支出＝总发电量×度电运营成本+建设总成本

这里的度电成本即将所有的成本均摊到运营周期内所发的每一度电上的平均成本。将建设成本以折旧的方式均摊到以后若干年的成本里面，是财务统计的通常做法，也可以减免一定的税收。

度电运营成本取0.04元每度，这其中就包括了设备的维护维修及更换的费用，以及人工成本等等费用项目。

这种计算方法适合工商业分布式光伏电站和规模集中式光伏电站。对家庭分布式光伏电站意义不大，大多数家庭分布式光伏电站余量上网的合同中就与国家电网签订了税收代扣协议，不需要再单独报税。

图1-23 装机容量10KW总支出对比

图1-24 装机容量总利润测算

如图1-23所示，总利润的计算方式为：总利润＝总收入－总支出

图1-25 装机容量10KW总利润对比

图1-26 装机容量总利润率测算

如图1-25所示，总利润率的计算方式为：总利润率＝（总收入－总支出）÷总支出×100%

图1-27 装机容量10KW总利润率对比

图1-28 装机容量年华利润率测算

如图1-27所示，年化利润率的计算方式为：年化利润率＝（总收入－总支出）÷总支出÷运营时间×100%，运营时间分别可取25年和30年。

或者直接用总利润率除以运营时间，即：年化利润率＝总利润率÷运营时间

图1-29 装机容量10KW年华利润率对比

图 1-30装机容量收回成本时间测算

图1-31 装机容量收回成本时间对比

按照目前标杆电价计算，在没有补贴的情况下，整个浙江省基本上都能在7年以内完成成本初始投入资金的回收，也就是我们常说的回本。仅杭州回本时间稍稍晚点，需要第8年才能完成成本回收，由于光伏电站前期的发电效率更高和运营成本相对更低，实际回本时间可能会提前到来，也大概率能在7年内完成成本回收。

由于浙江省的民营中小微企业众多，政府对分布式光伏电站的支持力度也非常大，建设和完成并网审批的等待时间成本就降低了很多。企业建设光商业分布式光伏电站能实现80%左右的发电量自发自用，实际回本时间就会提前很多。

因为自发自用的计算收益的方式就发生了根本性变化，这时候就不应该按照上网电价计算收益，而是应该按照企业减少的电费支出来加酸收益。即使按照峰平谷进行加权平均以后工商业电价也在1元每度以上。只有极少数规模大的企业可以参与直购电，并且拥有自己的变配电站的企业的电费相对低一点。

如果是居民家庭式户用光伏自己的用电量非常小，节约的电费几乎可以忽略不计，所以就只能以上网电费来计算收益，这样家大大降低了收入。所以总得来说，建设光伏电站如果采用自发自用余量上网的方式运营，自己用电量大的用户还是非常划算。