户用分布式光伏发电系统.docx

户用分布式光伏发电系统季石斌，尹泽导语：作为发电行业的新兴电能资源，利用太阳能进展发电的光伏产业备受世人瞩目。分布式光伏开展的机遇为农村市场提供了宏大的开展空间。户用分布式市场尚未成熟开发的处女地，诱人的市场蛋糕使得大家都在往里挤，希望分一杯羹。面对市面上不标准的分布式系统设计和虚高的资金回报率等问题，本文结合泰州真实案例，介绍了荷载计算、系统设计、硬件配置及安装考前须知。通过一年的发电收益数据记录、统计、分析，进一步检验户用分布式收益率的可观性。1引言户用分布式光伏顾名思义，指将光伏电池板安装于家庭住宅屋面或院落的小型光伏电站。其属于分布式光伏范畴，与之相对应的还有工贸易分布式光伏、光伏+等。目前我国户用分布式光伏上网形式分为“自发自用、余电上网“全额上网两种，两种形式下电价的计算方式及业主的收益构成也不一样。“自发自用，余电上网形式下，自发自用局部电价由用户电价、当年国家补贴、地方补贴三局部组成；剩余电量上网电价由当地脱硫煤电价、当年国家补贴、地方补贴三局部组成见图一，其中国家补贴周期为20年，地方补贴那么根据当地实际政策执行。“全额上网形式与地面电站的补贴形式一样，将全国分为三类电价区，按照当时安装电价政策，2018年1月1日之后投运的电站，一类、二类、三类资源区标杆电价分别为每千瓦时0.55元、0.65元和0.75元。由此，我们知道“全额上网形式下业主的收入由售电收入即当地电网按脱硫标杆电价结算的电费、当年国家补贴、地方补贴三局部组成，国补就是当地所在资源区的光伏标杆电价扣除当地脱硫标杆电价的局部见图二。图一：自发自用余电上网形式收入构成图二：全额上网上网形式收入构成2户用分布式现状与存在问题近年来，由分布式和光伏扶贫工程的户用光伏屋顶系统组成的户用光伏正在加速“飞入平常百姓家，根据国家电网统计数据，2021年居民分布式光伏新增并网2万户，2016年新增并网15万户，2017年新增并网户数到达46.5万户，见图三。图三：我国户用分布式增长图随着户用分布式井喷式开展，户用光伏面临的问题也越来越多：1.设计安装不公道，不标准：由于分布式门槛低，市场前景好，不少人参加光伏行业，甚至有些企业在没有相关专业知道的前提下进军光伏行业，行业鱼龙混杂；2.过分夸张回报收益：利用用户对市场和政策信息的不对称，存在夸张收益回报，过度宣传，过度承诺，局部省市还出现光伏贷陷阱；3.电站建立质量残次不齐：荷载缺乏，光伏支架，连接件，螺栓等易腐蚀，组件出现严重凹陷，划痕等问题；4.运维体系不健全：很多光伏公司成立时间短，没有建立一套成熟的运维治理制度，电站建成后，维护工作几乎为零；3户用分布式案例设计及数据分析本光伏并网发电系统采用分布式的设计方案，用户把组件安装在自家的屋顶上，根据现场勘察，排除现场左右片刻时间段存在遮挡情况，选用16块325W组件铺设，设计容量为5.2kW。同时采购一台5kW并网逆变器接入220V单相沟通电网来实现并网发电。3.1荷载情况工程位置在江苏泰州，建筑屋为斜铺琉璃瓦屋面，计算光伏组件支架根本风压0.4KN/M250年重现期，根本雪压取值为0.35KN/M250年重现期，支架自重0.2KN/M2.3.2系统设计及考前须知选用协鑫常规多晶硅组件，根据系统容量和逆变器大小，考虑到组件衰减等因素，选用了16块325W组件适当超配，使逆变器输出功率更佳。直流电缆多为户外铺设，需要防潮，防晒，防寒等，所以分布式光伏系统中的直流电缆一般选用光伏认证的专用电缆，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F1*4mm2.沟通电缆主要用在逆变器输出端到沟通并网箱，工程采用的BV-1*6mm2硬线套PVC管进展铺设，系统配置清单见表1。序号设备名称参数单位数目1组件板GCL-P6/72325块162逆变器GW5000D-NS，含GPRS通讯台13沟通并网箱含空开，过欠压保护器，浪涌，熔断器及刀闸台14支架导轨，中压块，边压，挂钩及固定件米405直流电缆PV1-F1*4mm2米506沟通电缆BV-1*6mm2米1007接地线BVR-4mm2,40*4mm接地扁铁或者12圆钢米28电表单相电表，供电局提供块1表1:5.2kW分布式系统配置清单支架的防雷接地，一般选用40*4mm的扁钢或10或12的圆钢，最后埋入深度1.5m的地下，光伏组件的接地电阻要求不大于4，对于达不到接地电阻要求的，通常会采用添加降阻剂或选择土壤率低的地方埋入。另外同时需要做好逆变器、并网箱的保护接地。3.3并网数据及经济收益分析作为电站运维最重要的方式，监控输出发电量、通讯状态、相电压、电流频率、输入电压等数据，为电站运维人员、电站业主，提供实时直观反映电站运行状态的信息。3.3.1并网功率曲线及发电量数据通过发电功率曲线图、发电量及收益曲线以及局部指标数据曲线可以客观的反映该电站的运行情况，下面以功率曲线图为例进展分析。图四显示早上6点不到就开场发电，发电持续到黄昏18点10分左右，发电时常12小时之久，最高发电功率约为4.8kW,时间在中午12点左右。由于该工程安装位置左边有棵树，右边住户为假三层小楼，所以对组件发电有局部影响，在下列图红线标记处发电曲线不太光滑，所以铺设组件时需要尽量安装在没有遮挡物的地方。图四：功率曲线图通过表2、图五一年的发电量及收益统计发现，该地区一年中最正确发电时间为5-10月，发电量最低的月份为11月-次年2月，详见图。该工程采用的是“自发自用，余电上网形式，扣除白天自用的电量，所以银行卡实际入账费用小于理论收益，但该地区白天电价远高于并网电价0.38元，最终的综合收益要高于理论收益。图五：发电收益趋势图泰州户用分布式发电-收入明细时间光伏发电量理论收益银行卡实际入账20186月份568.2426.15401.797月份581.6436.2418.318月份573.5430.125415.749月份483.9362.925352.3410月份593.4445.05439.5611月份345.8259.35250.4712月份295.9221.925211.2620191月份312234223.442月份256.9192.675178.423月份585.7439.275431.114月份509.8382.35371.755月份609.4457.05447.44表2：分布式发电收益明细3.3.2经济收益分析根据图分析，自2018年6月至2019年5月，该分布式累计发电量为5716度。根据并网时发改委印发的（关于2018年光伏发电工程价格政策的通知），对“自发自用、余电上网形式，全电量补贴标准降低为每千瓦时0.37元计算，补贴时间为20年，采取全额上网收益应为4287元，由于该分布式采用“自发自用、余电上网方式，所以实际收益为4141元。1.收回本钱分析当时该分布式建立时本钱约为7元/瓦，5kW共计本钱3.5万，采用全额上网收益为4287元/年。根据光伏组件设计标准要求，光伏组件衰减率保证25年不低于80%发电率见图六，第一年衰减率为3%，以后衰减率均为0.7%，当前银行5年期年利率为2.75%。图六：组件衰减模型示意图假设N年后收回本钱：4287+4287*0.97+4287*0.97*(1-0.007)+.+4287*0.97*1-0.007)N-2=35000N=8.5年即约为8年半收回本钱，由于该分布式早上及下午均有片刻的遮挡，所以年发电量略偏低200度左右，实际的收回本钱的时间约为8年左右；2.整体收益分析假设光伏系统为25年寿命，根据补贴时间为20年，第21年到25年根据无补贴的脱硫燃煤标杆电价0.391元，3.5万存银行，按照5年期年利率2.75%计算：存银行20年收益为:35000*1+0.027520=60214元；光伏20年收益为:4287+4287*0.97+.+4287*0.97*0.99318=78510元以上未考虑光伏得到收益后存入银行，假设按照当前年利率1.75%计算，光伏20年的实际收益为93438元。存银行25年收益为：35000*1+0.027525=68962元；光伏25年收益假设第21年前期的收益也存放银行=20年收益的后5年本息+后期5年发电量=116365元，其中：5年本息为：93438*1+0.02755=107012；后5年总发电量预计为23921度，按照每度0.391度计算约为9353元；4.结论本文通过对分布式并网方式进展介绍，借助详细的案例设计，包括配置清单，设计考前须知以及电站的经济收益分析，让大家对分布式发电系统有个明晰的认识，同时让用户对户用分布式的投资回报率有个准确、客观的参考。整体来讲，投资分布式系统收入较优于银行储蓄理财。按照国家能源局发布的（太阳能开展十三五规划）中提出的本钱目的，到2020年，光伏发电电价程度在2021年根底上下降50%以上，那么2020年光伏发电标杆电价三类地区需要到达0.45-0.5元/kwh。随着组件本钱不断下降，转换效率持续进步，届光阴伏平价上网时代大幕将开启，新的一轮安装潮很快就会到来。声明：本文版权为中国传动网所有，欢送转载但请务必注明;、作者。声明：本文版权为中国传动网所有，欢送转载但请务必注明;、作者。0