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吉林省各地市光伏电站收益和发电量计算方法一样吗「光伏每日发电量」

时间:2023-03-29 18:05:02来源:搜狐

今天带来吉林省各地市光伏电站收益和发电量计算方法一样吗「光伏每日发电量」,关于吉林省各地市光伏电站收益和发电量计算方法一样吗「光伏每日发电量」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

吉林省光伏电站收益和发电量计算方法


吉林省,简称“吉”,是中华人民共和国省级行政区,省会长春。吉林省位于中国东北地区中部,与辽宁、内蒙古、黑龙江相连,并与俄罗斯、朝鲜接壤,地处东北亚地理中心位置。

吉林省地貌形态差异明显。地势由东南向西北倾斜,呈现出东南高、西北低的特征。以中部大黑山为界,可分为东部山地和中西部平原两大地貌。

东部山地分为长白山中山低山区和低山丘陵区,中西部平原分为中部台地平原区和西部草甸、湖泊、湿地、沙地区;地跨图们江、鸭绿江、辽河、绥芬河、松花江五大水系。吉林省位于中纬度欧亚大陆的东侧,属于温带大陆性季风气候。

吉林省共辖9个地级行政区,包括8个地级市、1个自治州,分别是长春市、吉林市、四平市、辽源市、通化市、白山市、松原市、白城市、延边朝鲜族自治州。此外,吉林省另设长白山保护开发区管理委员会。

图1-1吉林省各地市轮廓图

1.吉林省太阳能资源概况

图1-2 吉林省太阳能资源分布图

图1-3 吉林省太阳能资源数据统计

根据图1-2和1-3所示,吉林省的太阳能资源相对比较丰富,绝大多数地方水平年峰值日照时数都在1300个小时以上。全境探明的可开发利用的太阳能资源总量为0.146619乘以10的14次方千瓦时,按照目前光伏太阳能电池20%的转换率来算,假如全部转化成电能都将非常可观。

按照吉林省的太阳能资源分布图所示,吉林省的太阳能资源呈现为东南部少于西北部的趋势。形成这种现象的原因是,东南部多为山地和丘陵地形,而西北部多为平原地形。东南部山区为长白山山脉,西北部平原为东北平原。

山地由于山体和树木的遮挡到达地面的光照相应的会减少,山地树木较多,植物的蒸腾作用较强,产生的水气会对太阳光有一定的反射和散射作用,并且蒸腾作用越强,发生雨雾天气的概率也会增加。而平原地区没有山体的遮挡,日均日照时长会有一定的增加。平原树木覆盖率低,到达地面的光照强度也会有所加强。

吉林省东南部靠近海洋,空气对流时会将海上的水蒸气带到陆地上,到达长白山山脉片区由于受到山体阻挡,带有大量水蒸气的空气将不能继续快速向内陆流动,大量的水蒸气堆积,遇到冷空气产生凝结,于是在长白山山脉片区形成雨雾天气。这也必然使得这部分地区的太阳辐照量减少。

2.吉林省各地市水平面分月日均峰值日照时数

图1-4 吉林省各地市水平面分月日均峰值日照时数

根据图1-4所示,吉林省境内各地市区域的日均日照时数都达到3.9小时以上。其中3至九月日均峰值时数都在4小时以上,最大值均达到5小时以上,白城市和松原市日均峰值日照时数最大值更是达到了6小时以上。

吉林省每年的十二月份为云雾和下雪天气比较集中的月份,所以日均峰值日照时数最低。每年1月和11月也会有大量的云雾和下雪的天气,所以光照也相对较少。

这里讲的峰值日照时数是指:将一天的所有时间一平方米面积内接受到的太阳光辐射量(计为kw.h/日)除以1000,得到的数值就是峰值日照时数。峰值日照时数又称为标准光照时数。标准光照是指:在25摄氏度的环境中,1平方米每小时接受1000瓦的光照。


所以理解和应用标准光照和峰值日照时数,对我们计算光伏组件的发电量至关重要。只有计算出发电量才能估算出我们安装光伏电站的收益。我们建设光伏电站的时间适合现在深秋和初冬或者是初春时期,这样可利用光照比较充足的春夏秋季发更多电,加快回笼资金的速度。

图1-5 白城市分月日均峰值日照时数分析

以白城市为例进行分析,如图1-5所示,选择在每年的1月份或者是11、12月份建设光伏电站最划算。但由于这三个月相应的霜冻和冰雪覆盖地面的天气不利于混凝土浇筑,如果不具备施工条件,可以退而求其次选择在2月份或者是10月份建设光伏电站。

如何一定要在1月、11月或者12月进行光伏电站的建设,解决不利于混凝土浇筑的方法可以提前预制配重水泥墩,或者采用其他安装方式。

3.吉林省地理概况

图1-6 吉林省地理概况

根据图1-5所示,吉林省处于北纬40°至45°之间,东经125°左右,属于我国的东北地区。图1-5中的水平面辐射量是加入了各种地理环境、空气质量、气候条件等因素后模拟得出。最佳倾角也主要在40°左右,也是充分考虑了积雪和风力因素后,并结合纬度数条件模拟出的数据。

图1-7吉林省各地市最佳倾角

图1-8组件斜面峰值日照时数对比图

从图1-8中还可以看出,纬度越高水平面和斜面的辐射差值比越大,所以建设光伏电站时高纬度地区更要充分考虑倾角对发电量的影响。吉林省斜面年峰值日照时数都达到了1600小时以上,日均峰值日照时数也大多在4.8小时以上,延边自治州、白山市和通化市只有4.5小时左右。

图1-9 斜面与平面差值百分比

图1-10吉林省各地市纬度对比图

通过图1-9和图1-10进行对比,不难看出纬度越高斜面与平面的辐照量差距越大,反之越小。

4.吉林省上网电价

图1-11吉林省上网电价

上网电价由笔者通过网络公开信息收集整理得来,不代表当地实时上网电价,当地实时上网电价请以供电公司为准。这里为了方便计算进行随机取值。

5.系统效率损耗比例情况

图1-12系统效率损耗比例情况

根据图1-12所示,系统效率损耗中因为电池的功率不匹配、温度造成的损耗最大。如果我们的装机功率超过400千瓦就需要使用隔离变压器或者升压变压器。由于一般交流变压器采用的是电磁感应原理进行升压、降压或隔离。变压器在将磁能转换成电能的过程中,必然会产生一部分的能量损耗。


当然由于我们户用光伏大多很难达到400千瓦的装机容量,所以就不用考虑变压器损耗。如果我们并入电网的距离较短,交流线路损耗这部分也可以忽略不计。经常清理电池表面也可以降低灰尘遮挡造成的损耗。我们在计算的时候,系统的综合效率不宜过高。因为在实际运行过程中,有很多干扰因素会降低光伏电站的发电效率。

根据以往的经验,光伏电站的综合发电效率在不考虑光伏组件光衰的情况下,基本上可以达到85%左右。

6.组件光衰功率测算

图1-13 组件光衰功率测算

根据图1-13所示,光伏组件按首年光衰2%计算,以后逐年光衰按0.4%计算,经过加权平均后得出组件25年平均发电效率为93.2%点,30年平均发电效率为92.2%。

光伏组件光衰的决定因素主要有硅片硅料的纯度、焊接工艺、密封胶耐氧化能力、表面钢化玻璃耐氧化能力以及钢化玻璃的防冲击、摩擦、刮蹭能力。

7.组件每瓦单价测算

图1-14 电池组件尺寸对周边成本及度电成本的影响

根据研究表明,使用大尺寸电池组件可以显著降低周边成本及度电成本。如图1-14所示,以158.75毫米硅片电池组件为基准。使用166毫米硅片电池组件可以降低周边成本0.8%、度电成本4.5%;使用182毫米硅片电池组件可以降低周边成本8.1%、度电成本9.3%;使用210毫米硅片电池组件可以降低周边成本9.8%、度电成本10.9%。

图1-15组件每瓦单价测算

如图1-15所示,我们每瓦装机容量费用中至少应该包括组件、逆变器、支架、电缆电柜、施工费用、辅助材料费用、设计费用。当然各个公司的报价清单可能会有差异,但基本都应该包含这些项目的费用,只是他们的叫法和名称有差异。有些费用项目是几项费用融合在一起进行报价的。

任何商家都是以盈利为目的,进行报价时一定都会为自己预留足够的利润空间。要充分考虑货物集散地到安装目的地的距离,货物集散地距离目的地越远产生的交通费用和食宿费用越多,反之则越少。按照目前的市场行情以3元每公里估算运输费用相对比较合理。


同样也需要考虑施工条件的难度系数,施工难度越高,所需要消耗的人力成本也就越大,反之越小。所以只有经过现场勘查以后才能确定施工的难易程度。并且在已有的建筑物上安装光伏电池组件,还需要充分衡量原有建筑物的载重量是否和电池组件的重量相匹配。

如果电池组件安装后的成品重量大于或者非常接近于原建筑物的载重量。这时就需要对原有建筑物进行加固处理,这部分工程产生的费用也应当计入成本中去。所以图1-15中的工程报价仅仅只是基础工程报价,工程人员在现场勘查过程中根据实际情况,可能会增加相应的,工程项目费用。密封胶选耐候胶口水几率就会变小

图1-16 360-370/435-445W单面单晶PERC组件价格组成

图1-17 360-370/435-445W单面单晶PERC组件价格组成占比

图1-18 182mm单面单晶PERC组件价格组成

图1-19 182mm单面单晶PERC组件价格组成占比

图1-20 210mm单面单晶PERC组件价格组成

图1-21 210mm单面单晶PERC组件价格组成占比

通过比较可以看出组件的尺寸越大单位面积的发电效率不变的情况下,也有利于节约周边初成本的支出。当然更大尺寸的硅片一般都是更先进的设计和更先进的制程工艺,相应的单位面积的发电效率也会有所提高。所以在价格不变的情况下,如果场地允许不妨优先考虑使用大尺寸硅片的电池组件。

8.装机容量所需组件数量测算

图1-22 装机容量所需组件数量测算

计算公式为:所需组件数据量=预计装机容量÷组件标称功率

以10千瓦182组件装机容量为例:所需组件数据量=10000÷540=18.51≈19块

9.装机容量所需总价测算

图1-23装机容量所需总价测算

如图1-23所示。166组件、182组件、210组件都充分考虑了大尺寸电池对降低成本的作用。计算公式为:

装机容量总价=组件单格×组件数据量÷组件占总成本的比例

10千瓦装机容量,以158.75毫米硅片组件为例,假如组件每瓦单价为2.06元,组件占总成本的67.74%,则有:

装机容量总价=组件单价×组件数量×组件标称功率÷组件占总成本的比例

装机容量总价=2.06×24×410÷0.6774=29,923.82元

或者:

装机容量总价=组件单价×装机容量÷组件占总成本的比例

装机容量总价=2.06×10000÷0.6774=30,410.39元

前者计算方式主要用于知道具体组件型号时的精确估算,后者适合已知预计装机容量进行粗略估算。

以158.75组件为基准,采用166组件、182组件、210组件可降低一定的周边成本。具体计算方式为:

假设光伏电池组件占总成本的67.74%,分别以166毫米硅片、182毫米硅片和210毫米硅片组件10千瓦装机容量为例,介绍具体的计算公式。


166毫米硅片装机容量总价:

装机容量总价=(组件价格÷67.74%-组件价格)×(100%-0.8%)+组件价格

装机容量总价=(20167÷67.74%-20167)×(1-0.008) 20167

装机容量总价=29694元


182毫米硅片装机容量总价:

装机容量总价=(组件价格÷67.74%-组件价格)×(100%-8.1%)+组件价格

装机容量总价=(21751÷67.74%-21751)×(1-0.081) 21751

装机容量总价=31270元


210毫米硅片装机容量总价:

装机容量总价=(组件价格÷67.74%-组件价格)×(100%-9.8%)+组件价格

装机容量总价=(20889÷67.74%-20889)×(1-0.098) 20889

装机容量总价=29861元



图1-24吉林省装机容量10千瓦总建设成本

10.装机容量总发电量

图1-25 装机容量总发电量

在往期作品中已经讲过了,如何计算总发电量的公式,今天再重复一下。

总发电量=装机容量×组件综合发电效率×系统综合发电效率×年峰值小时数×25年

总发电量=装机容量×组件综合发电效率×系统综合发电效率×年峰值小时数×30年

以长春市10千瓦装机容量为例:

总发电量=10×0.932×0.85×1795×25=355,499.75度

总发电量=10×0.922×0.85×1795×30=422022.45度


图1-26 吉林省装机容量10(KW)25年总发电量

11.装机容量总收入

图1-27 装机容量总收入

以长春市10千瓦装机容量为例,假设度电单价为0.4019元,则有:

总收入=总发电量×度电单价

25年总发电量=10×0.932×0.85×1795×25=355,499.75度

30年总发电量=10×0.922×0.85×1795×30=422022.45度

25年总收入=355,499.75度×0.4019元=142875.35元

30年总收入=422022.45度×0.4019元=169610.82元

图1-28吉林省装机容量10(KW)25年总收入

12.装机容量总支出

图1-29 装机容量总支出

以长春市182毫米硅片10千瓦装机容量为例,假设装机每瓦单价为3.1元,每度电的运营成本为0.04元则有:

总支出=建设成本 运营成本

运营成本=总发电量×0.04元

总支出=建设成本 总发电量×0.04元

25年总支出=31270元+355499.75度×0.04元=45489.99元

30年总支出=31270元+422022.45度×0.04元=48150.90元


图1-30吉林省装机容量10(KW)25年总支出

13.装机容量总利润

图1-31 装机容量总利润

以长春市182毫米硅片10千瓦装机容量为例,计算总利润则有:

总利润=总收入-总支出

25年总利润=142875.35元-45489.99元=97385.36元

30年总利润=169610.82元-48150.90元=121459.92元


图1-32吉林省装机容量10(KW)25年总利润

14.装机容量总利润率

图1-33 装机容量总利润率

以长春市182毫米硅片10千瓦装机容量为例计算总利润率,则有:

总利润率=总利润÷总支出×100%

25年总利润率=97385.36元÷45489.99元×100%=214.08%

30年总利润率=121459.92元÷48150.90元×100%=252.25%

这里必须要进行说明的是,这仅仅是粗略的计算,还有很多变量和因数没有考虑进来。这里只是为了便于大家直观地感受光伏电站的收入等各种数据的大致走向所做的估算。

比如维护人员的工资涨了、电价降低、更换电气设备成本下降、年与年气候差异变化大等等总收入就相应的会产生波动。总利润也就会和预期值产生差异。

图1-34吉林省装机容量10(KW)25年总利润率


15.装机容量年化利润率


图1-35装机容量年化利润率


以长春市182毫米硅片10千瓦装机容量为例计算总利润率,则有:

年化利润率=总利润率÷电站运营时间

25年年化利润率=214.08%÷25年=8.56%

30年年化利润率=252.25%÷30年=8.40%

这里我们可以预见的是运营时间越长,光伏电站各个设备和部件出现故障和损耗的概率就会增大,而且由于组件光衰发电效率降低,以及系统各个设备的老化传输转换效率也会降低,总发电量也会逐年减少。所以就会出现虽然总收入还是在不断增加,但是你的年收益率却会不断变小。

图1-36吉林省装机容量10(KW)年化利润率

16.组件收回成本时间


图1-37组件收回成本的时间

计算方式为每年发电产生的收入减去运营维护成本后和总建设成本相减。未收回成本时记为负数,收回成本后记为正数。

未收回成本金额=年发电收入-总建设成本

未收回成本金额=(年发电量×度电单价-年发电量×0.04元)-总建设成本

如图,1-18所示。以182毫米硅片组件为例进行测算。图中红色叉为未收回成本,绿色勾为以收回成本。从图中可知吉林省大部分地区光伏电站回收成本的时间集中在第6年和第7年。其中通化、白山、延边三个地区需要第7年才能回收成本,其余地区都在第6年完成回收成本的人物。


这其中由于前期的故障少,实际发电效率也可能会高于测算值,维护成本也低于0.04元每度,实际回收成本时间大概率会提前到来。

图1-38吉林省光伏电站收回成本时间

综上,我们可以一些基本常识性的结论。

①我们采用的太阳能光伏电池组件尺寸越大越经济实惠,采用的电池组件单位面积发电效率越高,越能提高有限面积场地的整体发电量。

②纬度越高对电池板的倾角越敏感,水平面和斜面的发电量差异越大。

③建设光伏电站时除了考虑价格成本外,还要考虑时间节点的问题,在日均峰值日照时数最小的月份建设电站最划算。

④光伏电站的建设成本并不是一成不变的,所以需要认真仔细的了解市场行情,不要匆忙上马项目。俗话说不打无准备的仗,你对市场行情了解越充分越有利于即能在恰当的时机购买到性价比高的产品和服务。

还是一如既往的申明,文中主要讲述的是计算方法,不针对具体的市场行情做定论。具体的市场行情请以供应商的报价为准,笔者也仅仅只是通过网络公开信息进行整理并加以分析计算。总之一句话这里只讲述方式方法,具体有没有经济价值,何时具有经济价值得有朋友有们根据具体的实际情况来进行判断。

虽然光伏发电系统整个行业属于绿色能源,在今后必然会被打造成重要的电力来源方式,但也需要做到理性看待,合理安排自己的计划。


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