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1 引言

戶用分布式光伏顧名思義，指將光伏電池板安裝于家庭住宅屋面或者院落的小型光伏電站。其屬于分布式光伏范疇，與之相對應的還有工商業分布式光伏、光伏+等。目前我國戶用分布式光伏上網模式分為“自發自用、余電上網”“全額上網”兩種，兩種模式下電價的計算方式及業主的收益構成也不相同。

“自發自用，余電上網”模式下，自發自用部分電價由用戶電價、當年國家補貼、地方補貼三部分組成；剩余電量上網電價由當地脫硫煤電價、當年國家補貼、地方補貼三部分組成見圖1，其中國家補貼周期為20年，地方補貼則根據當地實際政策執行。

“全額上網”模式與地面電站的補貼模式相同，將全國分為三類電價區，按照當時安裝電價政策，2018年1月1日之后投運的電站，一類、二類、三類資源區標桿電價分別為每千瓦時0.55元、0.65元和0.75元。由此，我們知道“全額上網”模式下業主的收入由售電收入即當地電網按脫硫標桿電價結算的電費、當年國家補貼、地方補貼三部分組成，國補就是當地所在資源區的光伏標桿電價扣除當地脫硫標桿電價的部分見圖2。

2 戶用分布式現狀與存在問題

近年來，由分布式和光伏扶貧項目的戶用光伏屋頂系統組成的戶用光伏正在加速“飛入尋常百姓家”，根據國家電網統計數據，2015年居民分布式光伏新增并網2萬戶，2016年新增并網15萬戶，2017年新增并網戶數達到46.5萬戶，見圖3。

圖 1 自發自用余電上網模式收入構成

圖 2 全額上網上網模式收入構成

圖 3 我國戶用分布式增長圖

隨著戶用分布式井噴式發展，戶用光伏面臨的問題也越來越多：

1.設計安裝不合理，不規范：由于分布式門檻低，市場前景好，不少人加入光伏行業，甚至有些企業在沒有相關專業知道的前提下進軍光伏行業，行業魚龍混雜；

2.過分夸大回報收益：利用用戶對市場和政策信息的不對稱，存在夸大收益回報，過度宣傳，過度承諾，部分省市還出現光伏貸陷阱；

3.電站建設質量殘次不齊：荷載不足，光伏支架，連接件，螺栓等易腐蝕，組件出現嚴重凹陷，劃痕等問題；

4.運維體系不健全：很多光伏公司成立時間短，沒有建立一套成熟的運維管理制度，電站建成后，維護工作幾乎為零。

3 戶用分布式案例設計及數據分析

本光伏并網發電系統采用分布式的設計方案，用戶把組件安裝在自家的屋頂上，根據現場勘察，排除現場左右片刻時間段存在遮擋情況，選用16塊325W組件鋪設，設計容量為5.2kW。同時采購一臺5kW并網逆變器接入220V單相交流電網來實現并網發電。

3.1荷載情況

項目位置在江蘇泰州，建筑屋為斜鋪琉璃瓦屋面，計算光伏組件支架基本風壓0.4KN/M2（50年重現期），基本雪壓取值為0.35KN/M2（50年重現期），支架自重0.2KN/M2。

3.2系統設計及注意事項

選用協鑫常規多晶硅組件，根據系統容量和逆變器大小，考慮到組件衰減等因素，選用了16塊325W組件適當超配，使逆變器輸出功率更佳。直流電纜多為戶外鋪設，需要防潮，防曬，防寒等，所以分布式光伏系統中的直流電纜一般選用光伏認證的專用電纜，目前常用的光伏直流電纜為PV1-F1*4mm2.交流電纜主要用在逆變器輸出端到交流并網箱，項目采用的BV-1*6mm2硬線套PVC管進行鋪設，系統配置清單見表1。

支架的防雷接地，一般選用40*4mm的扁鋼或者φ10或者φ12的圓鋼，最后埋入深度1.5m的地下，光伏組件的接地電阻要求不大于4Ω，對于達不到接地電阻要求的，通常會采用添加降阻劑或者選擇土壤率低的地方埋入。另外同時需要做好逆變器、并網箱的保護接地。

3.3并網數據及經濟收益分析

作為電站運維最重要的方式，逆變器監控輸出發電量、通信狀態、相電壓、電流頻率、輸入電壓等數據，為電站運維人員、電站業主，提供實時直觀反映電站運行狀態的信息。

3.3.1并網功率曲線及發電量數據

通過發電功率曲線圖、發電量及收益曲線以及部分指標數據曲線可以客觀的反映該電站的運行情況，下面以功率曲線圖為例進行分析。

圖4顯示早上6點不到就開始發電，發電持續到傍晚18點10分左右，發電時常12小時之久，最高發電功率約為4.8kW,時間在中午12點左右。由于該項目安裝位置左邊有棵樹，右邊住戶為假三層小樓，所以對組件發電有部分影響，在下圖紅線標記處發電曲線不太光滑，所以鋪設組件時需要盡量安裝在沒有遮擋物的地方。

表1 5.2kW分布式系統配置清單

圖4 功率曲線圖

表2 分布式發電收益明細

圖5 發電收益趨勢圖

通過表2、圖5一年的發電量及收益統計發現，該地區一年中最佳發電時間為5-10月，發電量最低的月份為11月-次年2月，詳見圖。該項目采用的是“自發自用，余電上網”模式，扣除白天自用的電量，所以銀行卡實際入賬費用小于理論收益，但該地區白天電價遠高于并網電價0.38元，最終的綜合收益要高于理論收益。

3.3.2經濟收益分析

根據圖分析，自2018年6月至2019年5月，該分布式累計發電量為5716度。根據并網時發改委印發的《關于2018年光伏發電項目價格政策的通知》，對“自發自用、余電上網”模式，全電量補貼標準降低為每千瓦時0.37元計算，補貼時間為20年，采取全額上網收益應為4287元，由于該分布式采用“自發自用、余電上網”方式，所以實際收益為4141元。

1.收回成本分析

當時該分布式建設時成本約為7元/瓦，5kW共計成本3.5萬，采用全額上網收益為4287元/年。根據光伏組件設計標準要求，光伏組件衰減率保證25年不低于80%發電率（見圖6），第一年衰減率為3%，以后衰減率均為0.7%，當前銀行5年期年利率為2.75%。

假設N年后收回成本：

N=8.5年

即約為8年半收回成本，由于該分布式早上及下午均有片刻的遮擋，所以年發電量略偏低200度左右，實際的收回成本的時間約為8年左右；

2.整體收益分析

假設光伏系統為25年壽命，根據補貼時間為20年，第21年到25年根據無補貼的脫硫燃煤標桿電價0.391元，3.5萬存銀行，按照5年期年利率2.75%計算：

存銀行20年收益為:

35000*（1+0.0275）20=60214元；

光伏20年收益為:

以上未考慮光伏得到收益后存入銀行，若按照當前年利率1.75%計算，光伏20年的實際收益為93438元。

存銀行25年收益為：

光伏25年收益（假設第21年前期的收益也存放銀行）=20年收益的后5年本息+后期5年發電量=116365元，

圖6 組件衰減模型示意圖

圖7 3.5萬資金投資收益表

其中：

后5年總發電量預計為23921度，按照每度0.391度計算約為9353元；

4. 結論

本文通過對分布式并網方式進行介紹，借助具體的案例設計，包括配置清單，設計注意事項以及電站的經濟收益分析，讓大家對分布式發電系統有個清晰的認識，同時讓用戶對戶用分布式的投資回報率有個準確、客觀的參考。整體來講，投資分布式系統收入較優于銀行儲蓄理財。按照國家能源局發布的《太陽能發展十三五規劃》中提出的成本目標，到2020年，光伏發電電價水平在2015年基礎上下降50%以上，則2020年光伏發電標桿電價三類地區需要達到0.45-0.5元/kwh。隨著組件成本不斷下降，轉換效率持續提高，屆時光伏平價上網時代大幕將開啟，新的一輪安裝潮很快就會到來。