光伏发电项目的效益分析.pdf

光源与照明 总第 178 期 2023 年 3 月 超越照明103光伏发电项目的效益分析*冯 伦，丁官元湖北水利水电职业技术学院，湖北 武汉 430202摘要：光伏发电项目的效益分析是指对比分析光伏发电项目在整个使用寿命内的投入与产出比，以更加科学、全面地评价光伏发电项目的效益及产生的影响。光伏发电项目效益分析的主要目的是提高效益，这对于整个光伏发电项目的发展有着非常积极的作用。文章主要分析了光伏发电项目的社会效益、经济效益和环境效益，可以为光伏发电项目的建设和发展提供参考。关键词：光伏发电项目；发电效益；分布式光伏发电；发电系统分类号：TM6150 引言随着社会的发展，人们对于能源需求的日益增加，第三产业结构也发生了重大变化。光伏行业由于缺乏相应的政策支持，以及存在盲目投资等问题，发展举步不前，从 2018 年开始我国光伏新增装机量呈不断下降的趋势。为此，摆脱发展困境、提升光伏发电项目的效益成为光伏行业长久发展需要解决的首要问题。1 光伏发电概况太阳能属于清洁可再生能源，光伏发电是指利用太阳能发电，主要是将太阳能通过太阳能电池半导体材料转化为电能，供人们日常生产生活所需。光伏发电使用的太阳能电池列阵主要输出直流电流，光伏并网系统的组成包括并网柜、并网逆变器、电表等，可以将直流电转化为交流电，并与电网交流电保持等同的幅度、频率和相位，光伏并网系统与电网系统连接，可以将电能传输至电网系统。光伏发电系统可分为集中式、分布式和光伏大棚三种形式。集中式光伏发电系统是将相应的光伏发电系统安装指定区域，大部分采用特高压和高压并网。分布式光伏发电系统大多是将光伏发电系统安装于屋顶，并采用 380 V 电压并网1。光伏大棚是结合了农业大棚和光伏发电系统而形成的一种新型发电模式，大部分采用高压并网。光伏发电系统的上网模式可以分为自发自用、余额上网和全额上网两种。前者是分布式光伏发电系统采用的上网模式，具有较强的灵活性。当太阳能充足时，光伏发电系统除将电能供给负载端之外，还能将多余的电能传输至电网系统；当太阳能较为紧缺时，光伏发电系统难以为交流负载供电，此时可以作为负载从电网得到相应的电能。2 提高效益的意义效益是指通过商品和劳动的对外交换所取得的社会劳动节约，应尽量以最少的耗费获取到最多的效益，或者获取与耗费所同等的效益。根据效益的概念不难看出，效益取决于耗能与获取之间的关系。首先，光伏发电项目效益分析能够帮助企业获取更有价值的成果、产品和劳务，以此满足用户对日常生产生活的用电需求和对精神文化生活的需求。换而言之，就是以更低的光伏发电项目的投资获取到尽可能多的电力能源，以满足人们对于电力能源的需求。其次，提高效益能够显著提升光伏发电项目的盈利空间，为国家的经济建设和社会发展作出一定的贡献。光伏发电项目的效益分析能够增加企业的盈利能力，不断积累财富，促进我国社会各行各业的健康可持续发展。最后，提高光伏发电项目的效益能够在一定程度上提升资源的利用率，以缓解我国人口众多却能源不足的窘境，从而促进我国经济建设的进一步发展。可文章编号：2096-9317（2023）03-0103-03*基金项目：首批国家级职业教育教师教学创新团队课题“基于职业工作过程的光伏发电技术与应用专业模块化核心课程的实践研究”（YB2020100105）；2020 年湖北高校省级教学改革研究项目“职教改革背景下高职高专能源发电类专业群校内校外互补式生产性实训基地建设的研究与实践”（2020865）；2021 年度湖北省职业技术教育学会科学研究课题“三教改革背景下高职光伏工程技术专业核心课程的改革研究与实践”（ZJGB2021071）作者简介：冯伦，男，硕士，讲师，研究方向为新能源与环保技术。超越照明 2023 年 第 3 期 总第 178 期 光源与照明104以利用太阳能等新型清洁能源，缓解我国日益增长的电力能源需求与资源不足、污染程度日益严重的矛盾，在此过程中，既要保证效益的有效增长，也要确保光伏发电项目的质量。3 我国光伏发电项目效益的影响因素3.1 政策因素无论是在我国还是在国际社会上，光伏行业长期以来都依赖政策的正向驱动而发展。缺少相应的政策支持，光伏行业的发展就举步维艰，难以依靠自身取得发展。根据我国的光伏发电政策，光伏行业未来的发展方向主要包括以下方面：（1）我国对于光伏发电的价格补贴会根据市场和经济的发展而定，且在后期会作出相应的调整；（2）光伏发电项目的管理流程、接入电网的方式和跳读运行模式等势必会得到一定程度的优化，以确保光伏发电系统能够及时并网；（3）光伏发电政策未来一定会更加重视用户侧发电设施的建设，并丰富光伏发电的形式，以促进光伏发电项目更加广泛地应用于人们日常生产生活的方方面面2。3.2 经济因素影响光伏发电项目的经济因素主要可以分为商业模式、投融资机制等方面。对于光伏发电项目的商业模式，随着光伏发电项目数量和规模的与日俱增，商业模式也在不断丰富和发展，其投资形式也逐渐趋于多样化。总体来说，可以将光伏发电项目的商业模式大致概括为合同能源管理、购销运营、自发自用三种模式。光伏发电项目的融资难度较高，各方利益之间存在较为复杂的关系，导致目前的光伏发电项目的商业模式还有待完善，未来的商业模式势必会更加灵活、专业和商业化，并逐渐成为行业市场竞争的关注重点内容。对于光伏发电项目的投融资机制，目前我国光伏发电项目的资金来源包括政府补贴、银行贷款、市场融资和企业自筹等。其中，政府补贴仍然是占比最高的部分。投融资机制的问题大致有三个：（1）光伏发电经济收入波动性较大；（2）光伏行业的投资市场较小，市场交易模式成熟度较低，且目前市场的金融体系仍不完善；（3）政策风险和并网风险等风险的危险系数较高。3.3 社会因素现阶段我国的经济建设和社会发展正处于关键时期，我国也提出了可持续发展的战略。光伏行业具有较高的经济性和环保性，这与我国的可持续发展战略相匹配。光伏发电项目使用清洁型可再生能源，这能够在很大程度上减少传统能源的消耗，改善自然生态环境。与此同时，我国的农村面积比例是 94%左右，在广袤的农村地区存在大量的屋顶资源，这为分布式光伏发电项目的发展提供了巨大的空间，我国也开始在此方面发力，相关工作正在有条不紊地推进与发展，结合当地的实际发展情况，融合了光伏行业，创造了新型的农业发展模式3。3.4 技术因素硅材料是光伏行业最关键的材料之一，硅矿石的提纯技术非常重要。西门子硅提纯方法具备较为成熟的工艺，能够降低提纯成本，这对于光伏发电的成本控制非常有利。在制造硅晶片的过程中，常应用多线切割的方法，其中的切割技术非常关键。近几年，金刚线切割技术开始广泛地应用于硅晶片制造的过程中，其中的长晶工艺稳定性较高，但未来的发展趋势尚不清晰，依靠硅材料降低光伏行业成本的空间有限。作为整个光伏发电项目的核心，太阳能电池是非常重要的，根据市场资料，目前 BSF 技术仍然是电池的主流技术之一。随着经济的发展和科技的进步，PERC 电池和 N 电池具备更高的能效，其未来会占据电池市场的一席之地。此外，根据转换效率，光伏发电项目的电池制造工艺和技术取得了长足的发展和进步。其中，大批量生产的单晶电池和多晶电池的转换效率最大达到了 18%和 20%，在未来还存在更大的进步空间。4 分布式光伏发电的效益4.1 社会效益近几年，我国政府大力发展光伏行业、建设光伏发电项目，提升了企业的社会效益，降低了环境污染，减少了碳排放量，还能够获取相应的国家补贴和政策支持，以此进一步贯彻落实我国的可持续发展战略4。光伏发电系统的不仅能够发电，还能够实现保温、隔热和节能降噪等功能。光伏发电组件能够缓解雨季和下雨天气雨水对于房屋顶面的冲刷，同时降低噪声影响，防止紫外线照射，延长房屋屋顶的使用期限。光伏发电项目能够在最大限度满足人们日常生产生活用电需求的同时，节约煤炭等传统不可再生、高污染能源，以降低环境污染物质的排放量。根据相关资料，每兆瓦光伏发电系统能够每年减少使用 313.97 t 煤炭，各种环境污染物质排放的减少量也十分显著，每兆瓦光源与照明 总第 178 期 2023 年 3 月 超越照明105光伏发电系统每年能够减少 869.52 t 二氧化碳的排放、26.16 t 的二氧化硫的排放量等。4.2 经济效益（1）光伏发电项目的成本主要包括建设、运维、废弃物处理和其他类型成本等。光伏发电项目的建设成本主要包括规划、设计、人力、物力、材料、设备等的成本，计算公式为Ig=CO1+CO2+CO3+CO4+CO5 （1）式中：Ig、CO1、CO2、CO3、CO4、CO5分别为建设成本、规划成本、设计成本（咨询、设计、勘察、评审等）、设备成本、人力成本、其他成本。光伏发电项目的运维成本主要包括折旧、贷款利息、运营、保险、管理等成本费用，计算公式为Mg=P1+P2+P3+P4+P5 （2）式中：Mg为光伏发电项目的运维成本；P1为折旧费（以平均年限法计算）；P2为贷款利息；P3为运营成本；P4为保险成本；P5为管理成本。光伏发电项目的废弃物处理成本主要是在项目运营期完成之后，废气回收所产生的成本费用，是固定资产残值与处置报废设备的费用相抵消后的金额。（2）光伏发电项目的效益主要包括节能效益、上网电量效益和政府补贴效益三个部分。光伏发电项目的节能效益的计算公式为E1=QRP1 （3）式中：E1为节能效益；Q 为年平均光伏发电数量；R 为用电量占平均发电量的比值；P1为电网的电能价格。其中，光伏发电项目的年平均发电量主要受到装机容量、有效时间、零部件衰减等因素的影响。上网电量效益的计算公式为E2=(Q-G)P2 （4）式中：E2为上网电量效益；G 为光伏发电项目实施之前的用电量；P2为上网标杆电能价格，由于不同地区的不同政策，会表现出较大的差异。政府补贴的计算公式为E3=QP3 （5）式中：E3为政府补贴效益；P3为光伏发电每度电政府所给予的补贴价格，分为国家、省级、市级补贴，由于不同省市的不同政策，具体补贴标准会存在一定的差异。据上文所述，光伏发电项目效益 Ey的计算公式为Ey=(E1,E2,E3)（6）（3）光伏发电项目的经济性分析主要分为以下两个方面。净现值分析。净现值是在光伏发电项目的使用寿命周期内，依照相应的贴现率用全部的流入现值减去全部流出限值而产生的差值。当差值大于零时，光伏发电项目的投资具备可行性；当差值小于零时，项目的可行性较低，需慎重投资5；当差值为零时，股东财富不做改变，可以选择投资或不投资项目。内含报酬率分析。内含报酬率是指在未来现金净流入现值等于原始投资额现值的贴现率，这对于整个光伏发电项目的经济效益分析是非常科学可靠的参考。当内含报酬率小于投资成本时，光伏发电项目并不适合投资；当内含报酬率大于投资成本时，光伏发电项目的投资可行性较高；当内含报酬率与投资成本相等时，要慎重选择是否投资。4.3 环境效益光伏行业对于降低环境污染、提高可再生能源的利用效率有着重要作用。光伏发电系统在发电的过程中不会产生二氧化碳等环境污染物质。随着可持续发展战略贯彻落实，我国提出了“碳达峰、碳中和”的目标，这代表我国的碳交易市场成熟度越来越高。光伏发电项目所降低的碳排放权可以在碳交易市场中进行交易而获利，以此量化光伏发电项目的环境效益。光伏发电项目的环境效益计算公式为Q(a1+a2+a3+a4+a5)（7）式中：Q 为光伏发电项目的年均发电量；a1为每度电节约的煤炭用量；a2为二氧化碳减排量；a3为二氧化硫减排量；a4为氮氧化物排减排量；a5为碳粉尘减排量。5 结束语总而言之，光伏发电可以促进我国的能源转型，其不仅能够降低传统不可再生能源的消耗量，还具备高度的环境效益，这对于贯彻和落实可持续发展战略有着非常重要现实的意义。因此，需要加强光伏行业的建设。参考文献1 杨晶.集中式光伏发电项目投资效益分析D.西安:西安理工大学,2020(12):41-43.2 邹雨芯.分布式光伏发电的经济效益分析J.产业经济,2019(9):155-156.3 张永康,董云博,李海宁,等.市场化光伏项目经济效益评价J.光源与照明,2023(1):106-108.4 赵云翔.分布式光伏发电项目运营模式分析及经济分析研究D.天津:天津大学,2017.5 徐海龙.全过程项目管理在光伏发电工程中的应用J.光源与照明,2022(8):72-74.