分布式光伏大爆发,户用光伏能让我实现空调自由吗?

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今年入夏以来,极端高温天气席卷我国南方地区,四川、重庆一带气温罕见突破历史极值。受天气影响四川盆地多个水力发电枢纽被迫降低功率运行,许多城市只能通过限电来填补电力供应的缺口,这极大的影响了居民的日常生活。

面对 40℃ 以上的气温,即便是拉上窗帘待在室内,温度也会超过 30℃,这时失去了空调的加持所面临的困难是难以想象的,那么,假如我拥有一个属于自己的发电站,它能让我实现空调自由并顺利度过这个夏天吗?

分布式光伏东山再起

想拥有一个自己的发电站,最理想的方式就是在家里通过太阳能发电,也就是我们常说的分布式光伏系统。与集中式光伏相比,分布式光伏具有收益率高、可开发资源多、就地消纳、造价成本低等优势,通过对建筑屋顶或开阔地面进行简单的改造即可实现储能和并网发电,非常适合商超写字楼等的可再生能源项目以及普通家庭入户使用。

其实,分布式光伏并不是一个新鲜的概念,早在 2013 年国家就开始大力推广光伏发电,随后更是发布了一系列的补贴政策,早期的补贴多以集中式发电项目为主,后来逐步向分布式发电项目开放。2017-2018 年是分布式光伏装机的巅峰时期,年度新增装机近 20GW(2000 万千瓦),这也壮大了一批中下游光伏企业。

从终端来看,确定性在于中国光伏产业正走在集中式与分布式光伏并举发展的时期,与此同时,分布式光伏发展的不确定性已然消除,这个曾经一度被视为“鸡肋”的终端投资形式正站在重回巅峰的起点。

在补贴时代,2017-2018年是分布式光伏装机的巅峰时期,年度新增装机近20GW;2021年,在户用与工商业分布式光伏的合力加持下,1-10月分布式光伏新增装机规模已经达到19.03GW。根据国家能源局公布的最新数据,11月户用新增装机2.86GW,户用光伏累计装机已经达到16.5GW,全年分布式光伏装机有望达到26-28GW。

不出意外的话,今年分布式光伏将创造两个新纪录,一个是在年度新增装机中的占比,另一个是全年新增并网量,这其中既有产业链涨价导致集中式地面电站安装量萎缩,另一方面也源于中国的分布式光伏在酝酿多年之后,已然得到了行业投资者与社会资本的认可。

在2020年光伏們报道的分布式光伏市场分析中已指出,借助于系统成本的快速下降以及新玩家的进入,分布式光伏的投资热潮在2020年迅速回归(详情可见《2020年分布式光伏投资“玩家”更迭:央/国企加速入局,业主自投比例攀升》)。进入2021年,这一趋势愈发明显,在此前市场化规律推动的基础之上,整县推进已经成为2022-2023年分布式光伏快速发展的主推手之一。

贫穷限制了我的发电量

想要靠光伏发电实现空调自由,首先要知道你家的空调究竟会消耗掉多少电量。

一个 1.5 匹的普通家用空调,按 26℃ 自动风量进行制冷时的功率约为 1100W 左右,也就是说开机 1 小时需要消耗 1 度电,根据大家的使用时间不同,每日的耗电量或高或低。当限电来临时,除了空调以外,冰箱、热水器等大功率用电器罢工也是我们不可接受的,为了让大家有更直观的感受,这里我以我家两居室 2021 年全年的用电量为例,规划与之匹配的户用光伏方案,看看实现电力自给自足需要付出多少成本。

已知我 2021 年全年用电量为 2800 度,夏季用电高峰时月度额度为 500 度,光伏系统的预估发电能力需要大于这个数值,才能保证没有市电入网时全屋不断电;这需要高转化率的光伏组件与优秀的逆变器紧密配合。光伏组件就是我们常说的太阳能板的最小组成单位,多个组件合并后产生的电能经过逆变器转换,就变成了直接可使用的交流电。在这个过程中,各个环节的损耗当然越低越好。

隆基绿能的 Hi-MO 4m 系列就是面向商用或户用推出的光伏组件,其单片组件的最大输出功率为 460W,占地面积 2㎡ 左右。假设后端逆变器可以实现 98% 的最大转换效率,那么实现每月发电 500 度的目标需要光伏系统的峰值功率大于 7kW。这需要布置 15 片以上的光伏组件和至少 30㎡ 的可用面积。我国城镇居民住宅多以楼房为主,想在寸土寸金的高层社区拿到这么大的空间可不是件容易的事,这样看来户用光伏最合适的场景应该是独栋别墅或者农家小院。

解决了安装位置的问题,接下来就是选购一套性价比合适的家庭光伏系统。

其中最知名的产品便是特斯拉的 Powerwall,目前全球安装量已经超过 30 万且依旧积压了大量订单,虽然这款产品尚未引进国内,但它在海外的安装费用依然具有一定的参考价值。

特斯拉美国官网 Powerwall 配置器显示,购买一套 7.2kWp 光伏储能一体化电站的价格为 3 万美元,即便是拿到政府补贴,实付价格也有 2.1 万美元;这实在算不上便宜,毕竟一辆 Model 3 在美国的起售价格也才 4 万美元左右。据 GlobalPetrolPrices 公开可查最新数据,美国平均电价约为 0.16 美元,这套系统不间断运转每年可节省下 1800 美元的电费,想要收回成本需要 22 年。

当然,对于频繁停电的美国民众来说,这并不是个数学问题,毕竟保证电力供应是刚需,为此付出一定的溢价也是值得的。

没有对比就没有伤害,得益于国内完善的全产业供应链,我们可以将光伏产品的价格压低到令人发指的程度。目前国内在售的并网式家庭光伏系统价格在 3.6 元/W 左右,如果有储能的需求,价格会上浮至 4.5-5 元/W。也就是说同样一套 7.2kWp 的系统,在国内仅需两三万人民币,是海外同类产品售价的 20%。相对合理的价格显著降低了入门门槛,各位别墅的屋顶面积成了限制发电量的唯一因素,即便它看起来有些遥不可及。

那分布式光伏能赚多少钱?

从成本来算,以50kw的一般光伏板为例,按照现在每瓦4 元的成本,目前的基础成本大概是20万左右,运维费用相当低,每年1000块钱足矣,按照25年的全生命周期来算,总体成本大概是22.5万左右。

从收益来算,就按中国北方的平均1200个年利用小时来,总发电量为,1200*50=6万度电,25年总共150万度电,如果仅按照煤电标杆上网电价,大概仅0.36元一度,虽然可以覆盖住成本,考虑到现金贴现率及未来新能源发电价格暴跌的可能,投资回报率太低了。

所以,为了鼓励新能源的发展,国家出台了新能源补贴政策,按照地区的不同,补贴略有不同,最高的约0.42元/度,就按补贴5年来算,这样算下来就是额外0.42*5*6=12.6万的收入,整体收益就大幅提升。

而如果你是一般工商业用户,能够自发自用,那就更划算了。就按一般工商业平均电价0.8元计算,总收入可以达到25*0.8*6=120万,加上补贴,基本上可以达到3-5年回本。就算按照没有补贴,整体的回报率也是绝对令人满意的。

为什么自发自用的电价这么便宜,而用大的光伏电站的电反而更贵呢,说好的规模化优势在哪里呢?

因为光伏本身是非稳定电源,需要匹配大量的调峰调频成本,需要煤电和光伏对其进行兜底保障。在大电网里,电网安全是第一位的,为了保持电网平衡,必须花费很多的成本对电力质量及稳定性进行维护,留足20%以上的备用电源。

而分布式光伏,本质上是利用政策优势,让国家电网作为你的免费备用电源,永远不用考虑功率不平衡问题,是免费薅羊毛,自然节省了大量成本。如果今天下雨下雪,身为大电网,不能下雨下雪就不让全国用户用电,而分布式光伏可以选择直接用大电网的电,不用各种备用。

结语

对于大多数像我一样的普通城市居民来说,户用光伏苛刻的安装条件注定了它只能成为少数人尝鲜的玩物,即便熟知它的运行原理也并不能让我在停电时获得一丝清凉,多年未曾经历过停电的我们似乎忘记了城市原本就是电力优先保障的目标,而户用光伏的主力市场在农村。

根据住建部最新公布的我国常住人口城镇化率,目前农村人口约 6 亿,以 12 个农村居民拥有一个可利用屋顶来算,全国乡村户用光伏可用屋顶达 5000 万个,假设户均装机容量 20 千瓦,乡村的户用光伏市场总容量可达 1000 吉瓦。基于碳达峰、碳中和目标与乡村振兴战略的良性驱动,既能有效填补电力缺口,保障村民日常生活,又能为偏远乡村脱贫致富贡献力量。

宜“商”宜家,灵活适配,这才是分布式光伏的真正意义吧。

来源:电力牛牛,全国能源信息平台,智造前研

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来自:光伏班
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