近些年我國積極扶持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如今光伏制造規(guī)模、裝機(jī)規(guī)模、發(fā)電量和光伏效率均居世界首位。而分布式發(fā)電因其投資小、建設(shè)快等特性應(yīng)用場景比集中式更廣，2016年以來分布式發(fā)電并網(wǎng)容量逐年增長，到2021年底在全國光伏并網(wǎng)容量中占比已達(dá)35.13%。
國內(nèi)已有多個(gè)省市發(fā)布政策文件，要求新能源按比例配置儲(chǔ)能設(shè)施。以云南省為例，要求新能源場站具備一次調(diào)頻功能，配置5%~20%儲(chǔ)能。未來分布式光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為分布式能源發(fā)展的主流模式。
根據(jù)最新光伏并網(wǎng)政策，自2021年全國取消光伏發(fā)電并網(wǎng)補(bǔ)貼。本文以云南省某縣家庭用戶為研究對(duì)象，基于無政府補(bǔ)貼背景，建立系統(tǒng)全生命周期成本收益評(píng)估模型，為戶用分布式光伏-儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目投資提供參考。
以云南某縣年用電4500kWh農(nóng)戶為研究對(duì)象，根據(jù)云南調(diào)查年鑒，農(nóng)村常住居民家庭耐用品電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、手機(jī)、取暖器等常用品類及使用習(xí)慣，估算無儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)農(nóng)戶每日自用4kWh，增加儲(chǔ)能系統(tǒng)可自用11kWh，基本覆蓋農(nóng)戶每日用電量，剩余需電量從電網(wǎng)公司購買。
根據(jù)儲(chǔ)能電池容量配置公式，電池需求容量為10kWh。
以10kW-10kWh多晶硅-鈉離子儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)為研究案例，系統(tǒng)參數(shù)如表1。
云南省太陽能資源屬二類地區(qū)，太陽輻射總量為1527kWh/m2，10kW裝機(jī)容量首年理論發(fā)電量是12200kWh。
儲(chǔ)能電池選擇低成本、長壽命、高安全、高能量密度的鈉離子電池。在系統(tǒng)整個(gè)生命周期內(nèi)，光伏系統(tǒng)的逆變器更換2次，匯流箱更換1次，計(jì)量裝置更換1次，儲(chǔ)能電池更換2次。
光伏組件回收價(jià)格為初始價(jià)格的40%，其余設(shè)備回收按會(huì)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)提。
云南省戶用電價(jià)如表2所示。云南省光伏發(fā)電并網(wǎng)電價(jià)為0.3458元/kWh。
10kW-10kWh多晶硅-鈉離子光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)投資成本組成由表3所示，無儲(chǔ)能光伏系統(tǒng)初始投資占總投資比重67.67%、設(shè)備維護(hù)占16.9%、設(shè)備更換占15.46%。安裝儲(chǔ)能電池會(huì)增加11.43%的初始投資、17.14%的維護(hù)成本和一倍的更換成本。
儲(chǔ)能電池單位容量成本變化對(duì)光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)年凈收益影響如圖1所示。
圖1 儲(chǔ)能成本不同系統(tǒng)收益變化
無儲(chǔ)能系統(tǒng)首年凈收益為-35350元，系統(tǒng)退役時(shí)總收益為32468元；儲(chǔ)能成本200元/kWh首年凈收益為-37380元，系統(tǒng)退役時(shí)總收益為48083元；儲(chǔ)能成本400元/kWh首年凈收益為-39410元，系統(tǒng)退役時(shí)總收益為41253元。
項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期如圖2所示，分別是14.87、12.16、13.35年。
圖2不同儲(chǔ)能成本項(xiàng)目回收期
安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)增加投資成本，但對(duì)比項(xiàng)目總收益和靜態(tài)回收期，當(dāng)前鈉離子儲(chǔ)能電池市場價(jià)格背景下，無儲(chǔ)能系統(tǒng)已不具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
用戶自用綜合電價(jià)高于上網(wǎng)電價(jià)，儲(chǔ)能系統(tǒng)增加了發(fā)電系統(tǒng)年收益。隨著儲(chǔ)能電池技術(shù)提升，儲(chǔ)能成本下降會(huì)繼續(xù)增加項(xiàng)目總效益。
10kWh儲(chǔ)能，不同光伏裝機(jī)規(guī)模對(duì)光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)收益影響及投資回收期如圖3所示。
圖3 10kWh儲(chǔ)能，不同裝機(jī)規(guī)模初始投資成本及投資回收期
3個(gè)裝機(jī)規(guī)模的首年投資額依次相差17675元，最終項(xiàng)目收益以10kW為比較基準(zhǔn)，15kW收益增加58.9%，20kW增加117%；項(xiàng)目投資回收期均在12年以上，15kW比10kW短0.55年，20kW比15kW短0.26年。
擴(kuò)大安裝規(guī)?？稍黾禹?xiàng)目收益總額和縮短投資回收期，但綜合考慮農(nóng)戶對(duì)初始投資額的承受力、項(xiàng)目收益及投資回收年限，戶用安裝以15kW規(guī)模為宜。
通過計(jì)算案例模型，分析不同儲(chǔ)能成本和裝機(jī)規(guī)模情況下光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)收益，基于評(píng)估分析得到結(jié)論：以鈉離子儲(chǔ)能電池當(dāng)前市場價(jià)格，無儲(chǔ)能光伏系統(tǒng)已不具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢；儲(chǔ)能電池容量不變，增加裝機(jī)規(guī)模會(huì)增加項(xiàng)目總收益并縮短投資回收期，但邊際效益逐漸降低，若農(nóng)戶自建光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)規(guī)模15kW綜合優(yōu)勢最高。
安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)能最大程度實(shí)現(xiàn)光伏電力就地消納，余電并網(wǎng)可增加農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收益，應(yīng)推進(jìn)戶用分布式光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)。
來源：戶用分布式光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析
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原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（光伏產(chǎn)業(yè)通）：戶用分布式光伏-儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)多大功率最劃算？