并网光伏发电项目分析范文

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1案例分析

以广州地区建设的装机容量为10MW的并网光伏发电项目为例，进行光伏项目LCOE评估。本项目基本信息如下：装机容量为10MW；运行年限为25a；建设成本为8元/W;折现率为8%；首年发电量为1080万kWh；每年运行维护费用为96万元；系统年衰减率为0.8%；其他费用为24万元；所得税率为25%；增值税率为17%；系统PR值为80%；系统残值率为5%[11]。PR值（性能比）是国际上评价并网光伏电站性能质量的一个非常重要的指标，其值为系统实际交流发电量与理论直流发电量之比。PR值考虑了光伏阵列效率、逆变器效率以及交流配电设备效率等因素，在一定程度上体现了光伏电站的综合性能和质量。把以上初始条件带入公式（3）测算本项目LCOE水平，LCOE=0.85元/kWh。通过测算得出：以目前的行业技术经济水平，在广州地区建设一个装机容量为10MW的光伏发电项目，其LCOE水平在0.85元/kWh左右，与广州市脱硫煤上网电价（0.502元/kWh）相比，约高出0.35元/kWh。

2影响LCOE的典型因素及敏感性分析

光伏发电技术日臻成熟，为尽快实现光伏发电平价上网，降低光伏发电项目的LCOE是亟待解决的问题。对光伏发电项目而言，影响LCOE的典型因素包括项目单位造价、项目所在地的太阳辐射量、系统效率、系统衰减率、运营维护费用、逆变器等关键设备使用年限。因此要理清系统成本、发电量和电站生命周期中的其他因素间的联系，通过优化光伏系统设计施工质量以及完善运维管理体系等措施，尽可能降低项目的LCOE水平。下面将分析光伏系统单位造价、系统PR值、光伏组件衰减率以及太阳辐射量这4个典型因素，对项目LCOE水平的影响。本文选取广州、上海、深圳、北京、兰州和西宁等6个典型地点进行光伏项目LCOE比较与分析。6个地点的地理位置及年太阳辐射量数据见表1，其中太阳辐射量数据来自NASA。为清晰描述不同地点的光伏发电项目LCOE水平，在图1中标出了6个地点的年太阳辐射值。图1（a），（b），（c）分别展示了单位造价、光伏组件衰减率、系统PR值与太阳辐射量对项目LCOE影响作用的敏感性。测算条件如下：装机容量为10MW；单位造价为8元/W；PR值为80%；年衰减率为0.8%；折现率为8%。可以看出，系统单位造价、光伏组件衰减率与项目的LCOE水平呈正相关，系统PR值和项目地太阳年辐射量与LCOE呈负相关。因此，光伏项目选址、系统设计、光伏组件及逆变器等关键设备选型与采购、光伏系统安装、系统运行维护等各个环节都可能存在影响项目LCOE水平的因素。在进行项目选址时，尽可能选择太阳能资源条件好、空气洁净度高的地区；在进行光伏系统设计、设备选型时，要根据项目实际情况优化系统设计，提高光伏系统PR值；要遵循合理的运行维护方案，平衡系统运行维护的投入与产出，保证光伏项目处于最佳收益状况。从以上各个环节着手，方可最大程度地降低项目LCOE水平。由图1（a）可见，项目LCOE水平随系统单位造价的升高而升高。若系统单位造价为8元/W，当项目地太阳年辐射量由1000kWh/m2增至1800kWh/m2时，项目的LCOE水平将从1.038元/kWh降至0.577元/kWh。若某地太阳年辐射量为1300kWh/m2，当系统单位造价为6元/W时，项目LCOE为0.599元/kWh；当系统造价为10元/W时，项目的LCOE将升至1.297元/kWh。图1（b）展示的是光伏组件年衰减率与太阳年辐射量对项目LCOE水平的影响作用。可以看出，当组件年衰减率以0.1%的幅度变化时，项目LCOE变化幅度并不显著。当组件年衰减率从0.8%降低至0.7%时（在项目运营期25a内，光伏组件总衰减率从20%降低至17.5%），若太阳年辐射量为1300kWh/m2，项目LCOE将从0.792元/kWh升至0.798元/kWh。由图1（c）可知，项目LCOE水平随系统PR值的升高而降低。目前我国光伏项目的系统PR值绝大部分处于70%~80%。当太阳年辐射量在1300kWh/m2时，若系统PR值从70%升至80%，项目LCOE将从0.912元/kWh降至0.798元/kWh，降幅达12.5%。可见，提升系统PR值对降低系统LCOE水平的效果非常显著。

3我国光伏发电项目LCOE水平测算

以装机容量为10kW，500kW和10MW的光伏发电系统为例，对我国不同地区、不同光照资源条件的LCOE水平进行评估。评估边界条件如下：太阳年辐射量资源条件为1000~1800kWh/m2；系统效率为80%；光伏组件的衰减率为0.5%~0.8%；光伏发电系统运营年限为25a；3种容量发电系统的单位造价分别为10~14元/W，7~9元/W，6.5~8.5元/W。图2为针对不同装机容量、不同光照条件、不同建设成本等条件下的LCOE评估。由图2可知，装机容量10kW的光伏发电项目LCOE为0.6~1.1元/kWh；装机容量500kW的光伏发电项目LCOE为0.65~1.1元/kWh；装机容量10MW的光伏发电项目LCOE为0.5~0.9元/kWh。根据国家发改委《关于进一步疏导环保电价矛盾的通知》，31省市脱硫煤上网电价处于0.279～0.502元/kWh，因此根据我国光伏发电项目的LCOE水平测试结果显示，对于10MW以上装机容量的项目，通过对项目建设成本进行精确控制，在脱硫煤上网电价较高地区可首先实现光伏电力平价上网。

4光伏项目LCOE发展趋势预测

户用光伏发电项目的应用和推广，从某种程度上标志着光伏产业在人民日常生活中的普及程度，因此本文结合文献[10]的数据，就户用光伏发电项目LCOE水平的变化趋势进行了预测图3展示了FraunhoferISE针对LCOE的研究数据[10]。由图3可见，2013年户用光伏发电项目LCOE的平均水平为0.86元/kWh左右，其中平均PR为80%的曲线比较符合我国光伏发电项目的平均水平。观察这条曲线可知，根据目前光伏产业发展水平预测，2015～2030的15年，光伏发电项目的LCOE水平将从0.108欧元/kWh降至0.072欧元/kWh，折合人民币约从0.82元/kWh降至0.54元/kWh，降幅高达34%。本文分析显示，从目前我国光伏产业的发展状况来看，装机容量为10kW的光伏发电项目在不同单位造价、不同太阳辐照条件下的LCOE处于0.6~1.1元/kWh。该结论与文献[10]中的数据相吻合，通过这两组数据可以预测我国光伏发电成本的发展趋势。目前，我国居民生活用电价格在0.65元/kWh左右，如不考虑通货膨胀等因素，我国可在未来15年内实现光伏发电平价上网；考虑近年来化石能源发电价格逐年上涨的现实，我国有可能在未来10年，甚至更短时间内，迎来光伏发电平价上网的时代。

5结论

通过对LCOE定义及其计算方法的分析，总结出适合我国光伏发电项目的LCOE计算方法，并进行了不同容量的并网光伏发电项目的LCOE水平测算。依据当前光伏行业现状，通过对广州地区光伏发电项目LCOE的评估分析，得出LCOE水平在0.85元/kWh左右，比广州市脱硫煤上网电价高出约0.35元/kWh。对我国不同装机容量的光伏并网发电项目在不同光照资源等条件下的LCOE水平评估表明，装机容量为10kW，500kW，10MW光伏发电项目的LCOE分别为0.6~1.1元/W，0.65~1.1元/W，0.5~0.9元/kWh。本文采用文献[10]的数据就户用光伏发电项目LCOE水平的变化趋势所做预测表明，目前我国户用光伏发电项目的LCOE处于0.6~1.1元/kWh水平，考虑到近年来化石能源发电价格逐年上涨，我国可能会在未来10年，甚至更短时间内，迎来光伏发电平价上网的时代。

作者：陈荣荣 孙韵琳 陈思铭 沈辉 单位：光伏科学与技术国家重点实验室 中山大学 太阳能系统研究所 顺德中山大学 太阳能研究院