前沿拓展：

遼寧省光伏電站收益和發(fā)電量計算方法

遼寧省，簡稱“遼”，取遼河流域永遠安寧之意而得其名，是中華****省級行政區(qū)，省會沈陽。遼寧省共轄14個地級市（其中兩個為副省級市），共有59個市轄區(qū)、16個縣級市、17個縣，8個自治縣。

沈陽市

遼寧省下轄各地市分別為：沈陽市（副省級、省會）、大連市（副省級、計劃單列市）、鞍山市、撫順市、本溪市、丹東市、錦州市、營口市、阜新市、遼陽市、盤錦市鐵嶺市、朝陽市、葫蘆島市。

遼寧省位于東北地區(qū)南部，介于北緯38°43'至43°26'，東經118°53'至125°46'之間，南瀕黃海、渤海二海，西南與河北接壤，西北與內蒙古毗連，東北與吉林為鄰，東南以鴨綠江為界與**隔江相望，總面積14.86萬平方千米。

遼寧省地勢大致為自北向南，自東西兩側向中部傾斜，山地丘陵分列東西兩廂，向中部平原下降，呈馬蹄形向渤海傾斜，由山地、丘陵、平原構成；地跨遼河、渾河、大凌河、太子河、繞陽河、鴨綠江六大水系，屬溫帶季風氣候。

圖1-1 遼寧省地圖

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1.遼寧省太陽能資源概況

圖1-2遼寧省太陽能資源分布

圖1-3遼寧省太陽能資源統(tǒng)計

根據(jù)圖1-2所示，遼寧省太陽能資源非常豐富，絕大多數(shù)地方年均峰值日照時數(shù)都在1300小時以上。太陽能資源大體呈東南部少西北部多，西部最多的地方均峰值日照時數(shù)甚至達到了1500小時。

遼寧全省探明可開發(fā)利用的太陽能資源儲量為0.209990乘以10的14次方，屬于太陽能資源非常豐富的地區(qū)之一。由于受季風氣候的影響，整個遼寧省太陽能資源水平面總輻射量的年均差異為6%左右，屬于年際差異比較大的地區(qū)。

2.分月日均峰值日照時數(shù)

可能很多朋友好奇我測算時的數(shù)據(jù)來源于哪里。今天在這里也給大家揭秘一下。我平常最主要用到的工具軟件有PVsyst 7.2、meteonorm 8.0，處理數(shù)據(jù)圖表只用了WPS中的電子表格。

我們通過模擬軟件模擬出各個地市的太陽能資源情況時，需要參考至少近十年以上的氣象資料，以便得出相對比較合理的平均數(shù)據(jù)。我一般采用的主要是采用1995年到2015年的數(shù)據(jù)進行加權平均計算，也就是參考了近20的數(shù)據(jù)。

不同的數(shù)據(jù)來源會有一定的差異。例如meteonorm 8.0的數(shù)據(jù)加入了空氣相對濕度、空氣渾濁度、風速等因素對太陽輻照度的影響，所以水平面的峰值日照數(shù)據(jù)就相對小一點，也顯得可靠一點。NASA-SSE的數(shù)據(jù)就沒有考慮這些因素對太陽輻照度的影響。我一般計算時都采用meteonorm 8.0的氣象數(shù)據(jù)。

圖1-4 PVsyst 7.2軟件設定經緯度、海拔和時區(qū)界面

圖1-4中所示的是遼寧省沈陽市的經緯度、海拔和時區(qū)的設定假面。沈陽市市**駐地的緯度為北緯41.78°、經度為東經123.42°、海拔57米、時區(qū)為東8區(qū)。設定好參數(shù)以后導入meteonorm 8.0中的太陽輻射數(shù)據(jù)。

圖1-5 meteonorm 8.0中沈陽市水平面日均峰值日照時數(shù)

圖1-6 meteonorm 8.0中沈陽市水平面年均峰值日照時數(shù)

設定好參數(shù)以后導入NASA-SSE中的太陽輻射數(shù)據(jù)。

圖1-7NASA-SSE中沈陽市水平面年均峰值日照時數(shù)

圖1-8 NASA-SSE中沈陽市水平面日均峰值日照時數(shù)

圖1-9 交互地圖選擇地點

如圖1-9所示，除了手動輸入經緯度數(shù)據(jù)以外，也可以通過交互地圖進行選擇需要提取數(shù)據(jù)的地點。通過整理得出遼寧省各個地市的太陽輻照情況數(shù)據(jù)。

圖1-10 遼寧省各地市水平面日照時數(shù)

如圖1-10所示的峰值日照數(shù)據(jù)是從NASA-SSE中得到數(shù)據(jù)。平均日照時數(shù)的計算方法就是將所有月份的日照時數(shù)進行加總，然后再除以12得到的數(shù)據(jù)就是一年內每日平均日照時數(shù)。

圖1-11 遼寧省各地市年平均日照（kWh/m2/day）

3.遼寧省地理概況

通過查地圖將遼寧省各個地市的市**駐地的大致經緯度進行統(tǒng)計，并通過導入meteonorm 8.0中的近20年的平均太陽輻射數(shù)據(jù)。這樣就可以得到經度、緯度、海拔、年均水平面輻射、日均水平面輻射的數(shù)據(jù)。

假定組件方位角朝向正南面為0°，接收到的太陽光輻射量為100%。組件斜面峰年均峰值小時數(shù)是通過模擬組件朝向正南面，各個傾斜角度的輻照量得出各地最佳傾角。通常緯度越高斜面與水平面峰值日照時數(shù)差距就越大。

圖1-12 遼寧省地理概況

根據(jù)圖1-12所示，遼寧省各個地市主要在北緯40°、東經120°左右，水平面峰值日照時數(shù)都在1350個小時以上，屬于太陽能資源非常豐富的地區(qū)。組件斜面峰值日照時數(shù)1650個小時以上，斜面比水平面的日照輻射量普遍多15%以上。

圖1-13 遼寧省各地市緯度對比圖

根據(jù)圖1-13所示，遼寧省各地市緯度最高的為鐵嶺市42.29°，緯度最低的為大連市38.92度。

圖1-14 遼寧省各地市最佳傾角對比

根據(jù)圖1-14所示，遼寧省各地市最佳傾角最低為大連35°，最高為阜新41°。通過圖1-13和圖1-14進行比較，可以知道組件的最佳傾角會隨著緯度的增大而增大。

圖1-15遼寧省各地市組件斜面日均峰值小時數(shù)

根據(jù)圖1-15所示，遼寧省各地市組建斜面日均峰值小時數(shù)最高的為朝陽市4.93小時，最低的為大連市4.52小時。全省各地市斜面日照峰值小時數(shù)均超過4.5小時。

圖1-16遼寧省各地市斜面與平面差值百分比

根據(jù)圖1-16所示，遼寧省各地市斜面與平面差值百分比指的是斜面減去水平面的峰值日照時數(shù)，得到的值除以斜面峰值日照時數(shù)，再乘以100%。

具體公式為：

差值百分比＝（斜面峰值時數(shù)－平面峰值時數(shù)）÷斜面峰值時數(shù)×100%

以沈陽市為例，平面峰值日照時數(shù)為1373小時，斜面峰值日照時數(shù)為1664，則有：

差值百分比＝（1664－1373）÷1664×100%

差值百分比＝291÷1664×100%＝0.1749×100%＝17.49%

計算這個差值的目的，是為了間接證明，設置傾角對發(fā)電量影響的大小。通過上面的比較，我們可以得出一個初步的結論。緯度位置越高設置最佳傾角對光伏電站發(fā)電量影響越大，反之在低緯度地區(qū)平面和斜面光伏電站發(fā)電量差異相對較小。

因此我們可以得出一個結論，在低緯度地區(qū)建平屋頂光伏陽光房，也能獲得比較多的發(fā)電量，做平面露臺遮陽棚也可以有很好的收益。但到了高緯度地區(qū)平面放置的光伏組件將比斜面得到的發(fā)電量少很多，所以不適合建平屋頂光伏陽光房，也不適合建平屋頂露臺遮陽棚。

4.遼寧省余量上網(wǎng)電價

圖1-17 遼寧省上網(wǎng)電價

圖1-17所示，遼寧省的上網(wǎng)電價為筆者通過互聯(lián)網(wǎng)渠道整理所得，并不代表當?shù)氐膶崟r上網(wǎng)電價。要想獲得當?shù)貙崟r的上網(wǎng)電價，可以向供電部門進行咨詢。這里只是為了方便計算進行的隨機取值。后面所有測算數(shù)據(jù)均依照圖1-16所示的電價數(shù)據(jù)進行測算。

圖1-18遼寧省余量上網(wǎng)電價構成

如圖1-18所示，遼寧省余量上網(wǎng)電價的有光伏上網(wǎng)指導價加上余量上網(wǎng)補貼電價，當然這里僅僅是為了測算需要進行了一個情景模擬，不代表當?shù)氐膶嶋H情況。當?shù)鼐唧w有沒有電價補貼，每度電補貼多少，以當?shù)貙嶋H情況為準。

5.系統(tǒng)效率損耗比例情況

圖1-19 系統(tǒng)效率損耗情況

根據(jù)圖1-19所示，系統(tǒng)效率損耗主要包括直流電纜損耗、防反二極管及線纜接頭損耗、電池板不匹配損耗、灰塵遮擋損耗、交流線路損耗、逆變器損耗、系統(tǒng)故障損耗、溫度影響損耗等等。

上面所列舉的所有的項目中，在實際運行的時候有可能會某些項目的損耗不會產生，所以計算系統(tǒng)效率損耗時不能簡單地進行加總，而是需要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況進行具體的分析。

根據(jù)以往的經驗，在不考慮組件光衰造成的功率損耗的情況下，系統(tǒng)的運行效率可以達到85%以上。這里為了方便測算我們統(tǒng)一設定系統(tǒng)運行效率為85%。

6.組件光衰功率測算

圖1-20件光衰功率測算

根據(jù)圖1干20所示，假設光伏組件首年光衰2%，以后逐年衰減0.4%，經過測算光伏組件25年加權平均發(fā)電效率為93.2%，光伏組件30年加權平均發(fā)電效率為92.2%。在后面測算光伏組件的總發(fā)電量時統(tǒng)一采用25年93.2%的發(fā)電效率，30年92.2%的發(fā)電效率。

7.組件每瓦單價測算

圖1-21 組件尺寸對成本的影響

根據(jù)圖1-21所示，使用大尺寸電池組件可以顯著降低周邊成本及度電成本。以158.75毫米硅片電池組件基準。使用166毫米硅片電池組件可以降低周邊成本0.8%、度電成本4.5%；使用182毫米硅片電池組件可以降低周邊成本8.1%、度電成本9.3%；使用210毫米硅片電池組件可以降低周邊成本9.8%、度電成本10.9%。

圖1-22 裝機容量每瓦單價測算

如圖1-22所示，為筆者根據(jù)網(wǎng)絡**息收集到的光伏電池組件每瓦單價，這里僅僅是為了測算的需要進行的隨機處置，不代表當前的光伏電池組件市場價格。要了解當前光伏電池組件市場價格，請以當?shù)氐墓虉髢r為準。

因為任何一個商品它的價格組成必然包含了生產成本和流通環(huán)節(jié)的成本，以及各個環(huán)節(jié)的利潤。所以商品到達我們消費者手中時，價格一定是靈活多變的，不可能做到全國價格統(tǒng)一、成本固定。

任何商家都是以盈利為目的，進行報價時一定都會為自己預留足夠的利潤空間。要充分考慮貨物集散地到安裝目的地的距離，貨物集散地距離目的地越遠產生的交通費用和食宿費用越多，反之則越少。

按照目前的市場行情以3元每公里估算運輸費用相對比較合理。由于貨物集散地到安裝目的地距離隨機性太大，這里統(tǒng)一不計算運輸費用。

這里為了方便測算光伏電池組件的價格統(tǒng)一采用每瓦2.1元，逆變器、支架、電纜電柜、施工、輔材、設計費等按照比例進行測算，最終得出裝機容量每瓦單價3.1元。

圖1-23 典型分布式光伏電站每瓦單價組成

圖1-24 典型分布式光伏電站每瓦單價組成占比

圖1-25 360-370/435-445W單面單晶PERC組件

圖1-26 360-370/435-445W單面單晶PERC組件

圖1-27 182mm單面單晶PERC組件

圖1-28 182mm單面單晶PERC組件

圖1-29 210mm單面單晶PERC組件

圖1-30 210mm單面單晶PERC組件

通過比較可以看出組件的尺寸越大單位面積的發(fā)電效率不變的情況下，也有利于節(jié)約周邊初成本的支出。當然更大尺寸的硅片一般都是更先進的設計和更先進的制程工藝，相應的單位面積的發(fā)電效率也會有所提高。所以在價格不變的情況下，如果場地允許不妨優(yōu)先考慮使用大尺寸硅片的電池組件。

8.裝機容量所需組件數(shù)量測算

圖1-31 裝機容量所需組件數(shù)量測算

計算公式為：所需組件數(shù)據(jù)量＝預計裝機容量÷組件標稱功率

以10千瓦182組件裝機容量為例：所需組件數(shù)據(jù)量＝10000÷540＝18.51≈19塊

圖1-32 10KW裝機容量所需組件數(shù)量測算

9.裝機容量所需總價測算

圖1-33 裝機容量所需總價測算

圖1-34 10千瓦裝機容量所需總價測算

如圖1-33所示，166組件、182組件、210組件都充分考慮了大尺寸電池對降低成本的作用。計算公式為：

裝機容量總價=組件單格×組件數(shù)據(jù)量÷組件占總成本的比例

10千瓦裝機容量，以158.75毫米硅片組件為例，假如組件每瓦單價為2.06元，組件占總成本的67.74%，則有：

裝機容量總價=組件單價×組件數(shù)量×組件標稱功率÷組件占總成本的比例

裝機容量總價＝2.06×24×410÷0.6774＝29,923.82元

或者：

裝機容量總價=組件單價×裝機容量÷組件占總成本的比例

裝機容量總價=2.06×10000÷0.6774＝30,410.39元

前者計算方式主要用于知道具體組件型號時的精確估算，后者適合已知預計裝機容量進行粗略估算。

以158.75組件為基準，采用166組件、182組件、210組件可降低一定的周邊成本。具體計算方式為：

假設光伏電池組件占總成本的67.74%，分別以166毫米硅片、182毫米硅片和210毫米硅片組件10千瓦裝機容量為例，介紹具體的計算公式。

166毫米硅片裝機容量總價：

裝機容量總價=（組件價格÷67.74%－組件價格）×（100%－0.8%）＋組件價格

裝機容量總價=（20167÷67.74%－20167）×（1-0.008）+20167

裝機容量總價=29694元

182毫米硅片裝機容量總價：

裝機容量總價=（組件價格÷67.74%－組件價格）×（100%－8.1%）＋組件價格

裝機容量總價=（21751÷67.74%－21751）×（1-0.081）+21751

裝機容量總價=31270元

210毫米硅片裝機容量總價：

裝機容量總價=（組件價格÷67.74%－組件價格）×（100%－9.8%）＋組件價格

裝機容量總價=（20889÷67.74%－20889）×（1-0.098）+20889

裝機容量總價=29861元

10.裝機容量總發(fā)電量

圖1-35 裝機容量總發(fā)電量測算

圖1-36 10KW裝機容量總發(fā)電量測算

在往期作品中已經講過了，如何計算總發(fā)電量的公式，今天再重復一下。

總發(fā)電量＝裝機容量×組件綜合發(fā)電效率×系統(tǒng)綜合發(fā)電效率×年峰值小時數(shù)×25年

總發(fā)電量＝裝機容量×組件綜合發(fā)電效率×系統(tǒng)綜合發(fā)電效率×年峰值小時數(shù)×30年

以沈陽市10千瓦裝機容量為例：

總發(fā)電量＝10×0.932×0.85×1664×25＝329555.2度

總發(fā)電量＝10×0.922×0.85×1664×30＝395466.24度

11.裝機容量總收入

圖1-37 裝機容量總收入測算

圖1-38 10KW裝機容量總收入測算

以沈陽市10千瓦裝機容量為例，假設度電單價為0.4019元，則有：

總收入=總發(fā)電量×度電單價

25年總發(fā)電量＝10×0.932×0.85×1664×25＝329555.2度

30年總發(fā)電量＝10×0.922×0.85×1664×30＝395466.24度

25年總收入=329555.2度×0.4019元＝132448.23元

30年總收入＝395466.24度×0.4019元＝158937.88元

12.裝機容量總支出

圖1-39 182組件裝機容量總支出測算

圖1-40 182組件10千瓦裝機容量總支出測算

以沈陽市182毫米硅片10千瓦裝機容量為例，假設裝機每瓦單價為3.1元，每度電的運營成本為0.04元則有：

總支出=建設成本+運營成本

運營成本=總發(fā)電量×0.04元

總支出＝建設成本+總發(fā)電量×0.04元

25年總支出＝31270元＋329555.2度×0.04元＝44452.20元

30年總支出＝31270元＋395466.24度×0.04元＝47088.65元

13.裝機容量總利潤

圖1-41 182組件裝機容量總利潤測算

圖1-42 182組件10千瓦裝機容量總利潤測算

以沈陽市182毫米硅片10千瓦裝機容量為例，計算總利潤則有：

總利潤＝總收入－總支出

25年總利潤＝132448.23元－44452.20元＝87996.03元

30年總利潤＝158937.88元－47088.65元＝111849.23元

14.裝機容量總利潤率

圖1-43 182組件裝機容量總利潤率測算

圖1-44 182組件10千瓦裝機容量總利潤率測算

以沈陽市182毫米硅片10千瓦裝機容量為例計算總利潤率，則有：

總利潤率＝總利潤÷總支出×100%

25年總利潤率＝87996.03元÷44452.20元×100%＝197.89%

30年總利潤率＝111849.23元÷48150.90元×100%＝232.29%

這里必須要進行說明的是，這僅僅是粗略地計算，還有很多變量和因數(shù)沒有考慮進來。這里只是為了便于大家直觀地感受光伏電站的收入等各種數(shù)據(jù)的大致走向所做的估算。

比如維護人員的工資漲了、電價降低、更換電氣設備成本下降、年與年氣候差異變化大等等總收入就相應的會產生波動。總利潤也就會和預期值產生差異。

15.裝機容量年化利潤率

圖1-45 182組件裝機容量年化利潤率測算

圖1-46 182組件10千瓦裝機容量年化利潤率測算

以沈陽市182毫米硅片10千瓦裝機容量為例計算總利潤率，則有：

年化利潤率＝總利潤率÷電站運營時間

25年年化利潤率＝197.89%÷25年＝7.91%

30年年化利潤率＝232.29%÷30年＝7.43%

這里我們可以預見的是運營時間越長，光伏電站各個設備和部件出現(xiàn)故障和損耗的概率就會增大，而且由于組件光衰發(fā)電效率降低，以及系統(tǒng)各個設備的老化傳輸轉換效率也會降低，總發(fā)電量也會逐年減少。所以就會出現(xiàn)雖然總收入還是在不斷增加，但是你的年收益率卻會不斷變小。

16.182組件收回成本時間

圖1-47 182組件收回成本時間測算

圖1-48 182組件收回成本時間

計算方式為每年發(fā)電產生的收入減去運營維護成本后和總建設成本相減。未收回成本時記為負數(shù)，收回成本后記為正數(shù)。

未收回成本金額＝年發(fā)電收入－總建設成本

未收回成本金額＝（年發(fā)電量×度電單價－年發(fā)電量×0.04元）－總建設成本

如圖，1-47所示，以182毫米硅片組件為例進行測算。圖中紅色叉為未收回成本，綠色勾為以收回成本。從圖中可知遼寧省光伏電站回收成本的時間集中在第6年和第7年。其中需要第7年才能回收成本的地區(qū)有6個，能在第6年完成回收成本的地區(qū)有8個。

這其中由于前期的故障少，實際發(fā)電效率也可能會高于測算值，維護成本也低于0.04元每度，實際回收成本時間大概率會提前到來。

拓展知識：

wps怎么計算個人所得稅

假如A1是1，B1是2，在C1中輸入=A1+B1，然后在D1中使用=A1&"+"&B1&"="&C1；在D1中就會把公式和結果同時顯示出來。　　WPS中一些公式的應用如下：　　1，如何用wps對一組數(shù)據(jù)求和，求平均值等常用函數(shù)的求算，以及快速找出一組數(shù)據(jù)中的最大值和最小值等。這是最基本的公式運算。　　2，用wps計算個人所得稅，個人所得稅是與我們切身利益相關的，但是，眾所周知，個人所得稅的計算方法有比較復雜，而且，一些不知道如何計算的人也會吃虧。下面是個人所得稅的計算法。不僅如此，我們還可以計算年終獎金所得稅。　　3，wps中IF公式的使用，IF公式，主要用于判斷一組數(shù)據(jù)的等級，真假，或者快速提取出不符合你要求的數(shù)據(jù)。

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