分布式屋顶太阳能光伏发电项目可行性研究_焦光华

收稿日期：2014－01－13

作者简介：焦光华（1960－），男，经济师，

现就职于内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司。分布式屋顶太阳能光伏发电项目可行性研究

焦光华（内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特010010）

摘要：太阳能是一种重要的、可再生的清洁能源，发展太阳能光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。在内蒙古地区建设分布式屋顶太阳能光伏发电项目具有非常好的自然条件。国家连续出台政策支持分布式光伏发电发展。在住宅屋顶建设一座4kW 光伏电站，投资5．58万元，年发电量估算为6000kWh ，年节约电费1224元，还可并网销售4752元，年实现收益5976元。该项目投资回收期较长，投资收益率低，但社会效益及环境效益却十分显著。有条件的居民可以投资建设，如果稳定补贴政策，适当增加补贴额度，可以促进该项目发展。

关键词：太阳能；光伏发电；分布式；可行性研究

中图分类号：F403．7；TM615

文献标志码：B 文章编号：1008－0155（2014）05－0007－02

1概述

1．1太阳能是一种重要的可再生的清洁能源，是取之不尽用之不竭的、无污染的、人类能够自由利用的能源。太阳每秒钟到达地面的能量高达50万kW ，假如把地球表面0．1%的太阳能转换为电能，转变率为

5%，每年发电量可达5．6ˑ1012

kWh ，相当于目前世界上能耗的40倍。

1．2太阳光能转换为电能的技术称为太阳能光伏发电技术。太阳能光伏发电不仅可以部分替代石化燃料发电，而且可以减少二氧化碳和有害气体的排放，防止地球环境恶化，因此发展太阳能光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。

1．3分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。按输送方式太阳能光伏发电分为独立光伏发电和并网光伏发电。

1．4独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统，多用于边远无电地区农村、牧区、山区等无电场所或住宅、太阳能路灯和太阳能草地灯等。

1．5并网光伏发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。并网光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、配电柜、逆变器、供电系统监控和环境监测装置等。

1．6建筑物屋顶光伏发电具有十分广阔的前景。2项目概况

2．1在内蒙古地区建设分布式屋顶太阳能光伏发电项目具有非常好的自然条件。内蒙古自治区东起东经126ʎ04'，西至东经97ʎ12'，横跨经度28ʎ52'，东西直线距离2400km ；南起北纬37ʎ24'，北至北纬53ʎ23'，纵占纬度15ʎ59'，直线距离1700公里；全区总面积118．3

万km 2

，

内蒙古日照充足，太阳能资源非常丰富，年平均日照3000 3200h ，接收太阳辐射量为140 160千卡/cm 2

年。内蒙古地区总的特点是春季气温骤升，多大风天气，夏季短促而炎热，降水集中，秋季气温剧降，霜冻往往早来，冬季漫长严寒，多寒潮天气。年平均气温为0ħ－8ħ，气温年差平均在34ħ－36ħ，日差平均为

12ħ－16ħ。

2．22010年内蒙古自治区常住人口为24706321人，家庭8176128户，平均每户2．82人。人均住房面积2011年底达到了30m 2左右。内蒙古地区住宅以低层和多层居多，户均屋顶资源丰富。

2．3本项目为3－5kW 家庭屋顶并网发电系统，系统拟建设在房屋屋顶上，亦可安装在阳台或建筑外立面。每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100W （100 130W ）。

2．4光伏电站平均每千瓦投资1万元，分布式光伏系统投资每千瓦1－1．5万元。

2．5优点：可再生能源，能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，对推动节能减排具有重要意义；对环境影响甚微，安全可靠，没有噪声，无污染排放外，不会对空气和水产生污染；充分利用城市建筑屋顶资源，降低建筑温升；安装架设十分方便，规模可大可小，稳定寿命长，整个寿命期间几乎无需维护；能缓解白天用电高峰；带动相关产业发展。

2．6缺点：太阳能光伏发电成本虽然已显著降低，但与常规能源发电相比，光伏发电的经济性仍然较差，目前光伏发电的成本是常规能源发电成本的3倍左右；获得的电能同昼夜、季节、阴晴等气象条件有关；投资回报率低；除自有屋顶外，屋面利用需要协商过程。安装施工对居民有影响；不但需要清晰的政策，更需要创造一个成熟的商业模式；尚需逐步建立健全运行管理规章制度。在电网企业的指导、配合、参与下运行维护，保障项目安全可靠运行。

3市场与政策3．1市场

3．1．1光伏产品供应供大于求。我国光伏组件产量自2007年以来，连续5年位居世界第一。我国大陆地区光伏电池产量达1000万kW ，占全球市场份额50%以上。

3．1．2技术和质量位居世界前列。3．1．32011年，我国光伏组件产量是当年新增安

装容量的10倍，

90%的光伏组件需要销往国外。7

DOI:10.13487/ki.imce.004973

3．1．4光伏电池组件价格下降到每瓦7 8元。

3．2政策

3．2．1国家连续出台政策支持分布式光伏发电发展。

3．2．2“十二五”时期，全国分布式太阳能发电系统总装机容量达到1000万kW以上。在有条件的城镇公共设施、商业建筑及产业园区的建筑屋顶安装光伏发电系统，鼓励个人等作为项目单位，投资建设和经营分布式光伏发电项目。

3．2．3以35千伏及以下电压等级接入电网的分布式光伏发电项目，由地级市或县级电网企业按照简化程序办理相关并网手续，并提供并网咨询、电能表安装、并网调试及验收等服务，按月转付国家补贴资金，按月结算余电上网电量电费。

3．2．4对个人利用自有住宅及在住宅区域内建设的分布式光伏发电项目，由当地电网企业直接登记并集中向当地能源主管部门备案。

3．2．5以城市或县为单位设立并公布接受分布式发电投资人申报的地点及联系方式，提高服务效率，保证无障碍接入。

3．2．6免除发电业务许可、规划选址、土地预审、水土保持、环境影响评价、节能评估及社会风险评估等支持性文件。

3．2．7三类资源区标杆上网电价分别为每千瓦时0．9元，0．95元和1元。同时对分布式光伏发电实行按照发电量补贴，标准为每千瓦时0．42元。期限原则上为20年。内蒙古除赤峰、通辽、兴安盟、呼伦贝尔以外地区0．9元，赤峰、通辽、兴安盟、呼伦贝尔0．95元。

4技术方案

4．1供电技术条件

工作电压：单相AC220V，50Hz；发送电方式：太阳能光伏并网发电；阵列容量：4kW；逆变器额定功率：4kW。

年发电量估算为6000kWh。可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网。本方案选择自发自用余电上网，用户不足电量由电网提供。

4．2系统配置方案

光伏组件4kW；并网逆变器一台，4kW；交流配电箱一台，4kW（含电能计量表、通讯模块）；电缆。

4．3安装

4．3．1组件安装位置：屋顶安装；墙面安装。

4．3．2组件安装方式：在原有建筑防水层上建设土建工程（如水平的屋顶场地），用来固定光伏支架；在既有建筑物表面打孔固定光伏支架，需采取有效措施进行二次防水处理。

5投资估算

装机投资5．58万元；单位装机成本13950元/kW。

6财务分析

6．1收入

年等效满负荷发电时间按1500h计算；年发电量4kWˑ1500h=6000kWh，每月500kWh。

6．1．1电价

自用部分按自治区东部居民阶梯电价每月0－170度0．50元，171－260度0．55元。平均按每月自用电200度，每度电0．51元计算，月节约电费102元。

剩余300度并网销售，按上网电价每千瓦时0．9元，发电量补贴每千瓦时0．42元计算，月销售收入396元。

6．1．2月收入为102+396=498元，年收入为5976元。

6．2成本费用

6．2．1装机成本55800元，全部形成固定资产。

6．2．2年运营费用：费率按装机成本的2%计算，为1116元。

6．2．3折旧年限15年，平均折旧率6．67%，年折旧费为3722元。

6．2．4年成本费用总额为1116+3722=4838元。

6．3现金流量

第一年现金流出55800+1116=56916元，现金流入5976元。从第二年开始至第二十年，每年现金流出1116元，流入5976元。

6．4财务评价指标

6．4．1投资回收期（Pt）为12年。

6．4．2投资收益率为2．04%。（年收入5976－年成本费用4838）/总投资55800。

6．4．3内部收益率（IＲＲ）为6%，按经营期20年计算。

6．5财务评价

项目财务可行。但投资回收期较长，投资收益率低，内部收益率高于5年以上存款基准利率（4．75%），但低于同期贷款基准利率（6．55%）。

7经济社会效益评价

太阳能是清洁能源，该项目社会效益及环境效益显著；费用效能比：1kWh电能0．803元；每户每年可节省标煤2010kg，减排二氧化碳约5266kg（按我国火电1kWh电能平均煤耗335克，工业锅炉燃烧1g标煤，产生二氧化碳2．620g计算）；同时减少排灰排渣，减少二氧化硫、可吸入颗粒物排放，促进治污降霾。

8风险分析

技术成熟可靠，技术风险低；投资少，供电稳定可靠，投资风险小；市场前景主要取决于政府补贴政策，政策风险高。

9结论及建议

9．1项目财务可行，经济社会效益显著，建议有条件的投资建设。

9．2项目投资效益主要依靠价格补贴，建议稳定补贴政策，适当增加补贴额度。

参考文献：

［1］周帅林，等．内蒙古太阳能资源空间分布特性及光伏并网发电利用研究［J］．电力技术，2010，3，19（5）．

（责任编辑：陈凌霄）

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