光伏陣列運行方式比選方案

河北鯤能電力工程咨詢有限公司/石家莊市分布式能源設計工程技術研究中心 段士崇 董云博 張永康 劉興佳

1 方案介紹

1.1 10MW示范組件+220MW固定支架330Wp多晶硅單面組件系統方案

設備選型：光伏組件采用多晶硅330Wp單面組件。逆變器采用2.5MW集中式逆變器，分別采用1000V及1500V混合配置系統方案，每方陣分別為2.5MW、3.125MW[1]；1000V系統支架方案：每組固定支架共安裝36塊光伏組件，組件按豎向2塊，橫向18列布置。每組支架共設置6個縱向支架，橫向采用4道檁條與支架連接，組件離地最低高度0.5m，支架凈間距8.10m；1500V系統支架方案：每組固定支架共安裝56塊光伏組件，組件按豎向2塊，縱向28列布置。每組支架共設置9個縱向支架，橫向采用4道檁條與支架連接，組件離地最低高度0.5m，支架凈間距8.10m。

場區測繪工作正在進行中，本次方案對其中已完成測量工作的一個典型地塊進行整體布置（均布未考慮避讓）[2]。并且結合其他地塊情況估算本項目總投資，本方案用地約7590畝。固定支架基礎采用鋼螺旋樁，根據240MW建設情況，地基土的凍脹性安強、弱凍脹各50%考慮，長度分別為2.90m（弱凍脹）、3.60m（凍脹）。光伏區租地價格暫按400元/畝考慮。升壓站擴建投資1481萬元，35kV集電線路投資3371萬元。330Wp多晶硅單面組件價格按1.6元/W，箱逆變器價格按0.22元/W。

1.2 230MW平單軸自動跟蹤支架385Wp單晶硅雙面組件系統方案

設備選型：光伏組件采用單晶硅385Wp雙玻雙面組件。逆變器采用175kW組串式逆變器，每個單晶硅385Wp光伏方陣容量為3.15MW；支架方案：單軸單排豎放跟蹤支架每組支架由單排支架組成，主要有立柱、斜梁、水平軸等組成。本項目單軸單排豎放跟蹤支架，每組支架安裝78塊光伏電池板。組件最低點距離地面約0.945m，支架最大跟蹤角度為±60°，支架凈間距4.945m；雙玻雙面組件背面增益3%（張北地區實測）。

場區測繪工作正在進行中，本次方案對其中已完成測量工作的一個典型地塊進行整體布置（均布未考慮避讓），并結合其他地塊情況估算本項目總投資，本方案用地8740畝；平單軸光伏支架基礎采用PHC管樁，根據240MW建設情況，地基土的凍脹性安強、弱凍脹各50%考慮，樁長分別為：驅動支架基礎整體樁長由抗傾覆控制，總樁長分別為6.0m、5.5m兩種。普通支架基礎整體樁長由地基土的凍脹性控制，總樁長分別為4.1m、5.5m兩種；光伏區租地價格暫按400元/畝考慮；升壓站擴建投資1481萬元；35kV集電線路投資3371萬元；385Wp單晶雙玻雙面組件價格按1.72元/W；逆變器價格按0.2元/W，箱變30萬一臺。

2 發電量計算及兩方案主要價格差異

30MW固定支架多晶單面275Wp組件+10MW示范組件+230MW固定支架多晶單面330Wp組件系統方案發電量：275Wp組件采用固定支架，330Wp組件采用固定支架，并且考慮10MW示范組件方案[3]。其中，固定支架按照項目地點最佳傾角39°進行計算，斜面上輻射量為1989kWh/m2，10MW示范項目中手動可調支架按照夏季14°、冬季58°進行計算，斜面上輻射量為2079kWh/m2，平單軸自動跟蹤系統按照軸向南北、跟蹤角度±45°進行計算，輻射量為2215kWh/m2。

30MW固定支架多晶275Wp單面組件+230 MW平單軸支架雙玻雙面385Wp組件系統方案發電量：本工程275Wp組件采用固定支架，385Wp雙玻雙面組件采用平單軸支架。固定支架以傾角39度安裝，斜面輻射量為1989kWh/m2，平單軸支架選用南北軸、東西向最大跟蹤角度為±60°的支架形式進行布置，斜面輻射量為2215kWh/m2。

對兩方案計算所得25年發電量進行對比，示范組件+多晶硅275W固定支架+多晶硅330W固定支架方案單位千瓦投資3755元/kW，多晶硅275W固定支架+單晶硅雙面385組件平單軸方案單位千瓦投資4328元/kW。價格差異主要在光伏組件、箱變逆變器、光伏支架、支架基礎及土地費用等（表1）。

3 總投資、財評及結論

3.1 多晶硅275W、330W固定支架方案+示范組件

工程投資：工程靜態投資95751.74萬元，單位千瓦靜態投資3682.76元/kW；工程動態投資97619.32萬元，單位千瓦動態投資3754.58元/kW。

財務評價：財務評價邊界條件。25年平均利用小時數1460h，上網電價0.3720元/kWh，折舊年限18年、殘值率3%，維修費質保期內按11.33元/kW計列、質保期外按29.70元/kW計列，材料費質保期內按2.8元/kW計列、質保期外按5.6元/kW計列，其他費用按24元/kW計列。經測算，項目投資財務內部收益率（稅后）10.26%，資本金財務內部收益率22.12%，度電成本0.1721元/kWh。

3.2 多晶硅275W固定支架+單晶硅雙面385組件平單軸方案

工程投資：工程靜態投資110364.70萬元，單位千瓦靜態投資4244.80元/kW；工程動態投資112517.30萬元，單位千瓦動態投資4327.58元/kW。

財務評價：財務評價邊界條件。25年平均利用小時數1629h，上網電價0.3720元/kWh，：折舊年限18年、殘值率3%，維修費質保期內按11.56元/kW計列、質保期外按33.728元/kW計列，材料費質保期內按3.36元/kW計列、質保期外按6.72元/kW計列，其他費用按24元/kW計列。經測算，項目投資財務內部收益率（稅后）9.95%，資本金財務內部收益率20.78%，度電成本0.1744元/kWh。

多晶硅275W、330W固定支架方案+示范組件與多晶硅275W固定支架+單晶硅雙面385組件平單軸方案財務指標匯總分別為：裝機容量26.00/26.00萬kW，年上網電量3.79576/4.23854億KWh，總投資98399.33/113297.29萬元，建設期利息1867.58/2152.60萬元，流動資金780.00/780.00萬元，銷售收入總額（不含增值稅）312394.27/348835.34萬元，總成本費用163350.76/184764.66萬元，銷售稅金附加總額3398.53/3734.74萬元，發電利潤總額145644.99/160335.94萬元，經營期平均電價（不含增值稅）0.3292/0.3292元/kWh，經營期平均電價（含增值稅）0.3720/0.3720元/kWh，項目總投資回收期稅前8.63/8.82年、稅后9.17/9.37年，資本金的投資回收期稅前4.77/4.99年、稅后4.86/5.13年，項目投資財務內部收益率稅前11.59%/11.24%、稅后10.26%/9.95%，資本金財務內部收益率稅前24.45%/23.05%、稅后22.12%/20.78%，項目投資財務凈現值（Ic=5%）稅前61299.25/66606.98萬元、稅后45006.24/48530.88萬元，資本金財務凈現值（Ic=8%）稅前36475.53/39029.11萬元、 稅后 27714.26/29397.84萬元，總投資收益率(ROI)7.19%/6.93%，投資利稅率6.06%/5.79%，項目資本金凈利潤率(ROE)22.99%/21.96%，資產負債率(MAX)80.00%/80.00%，盈虧平衡點（生產能力利用率）52.36%/53.00%，盈虧平衡點（年產量）1.98746/2.24659億kWh。

表1 方案對比詳情

綜合對比可看出，在目前光伏組件、光伏支架等行情下，采用固定支架+多晶硅330Wp單面組件方案在收益率方面優于平單軸自動跟蹤支架+單晶硅385Wp雙玻雙面組件。