光伏发电基础_光伏发电基础知识

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基础知识

1.浪涌保护器？

浪涌主要指的是电源(只是主要指电源)刚开通的那一瞬息产生的强力脉冲,由于电路本身的非线性有可能有高于电源本身的脉冲;或者由于电源或电路中其它部分受到本身或外来尖脉冲干扰叫做浪涌.它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等.而浪涌保护就是利用非线性元器件对高频(浪涌)的敏感设计的保护电路,简单而常用的是并联大小电容和串联电感.2.辐照度

每平方米接收的单位辐射功率W/m2，每秒每平方米接受的太阳辐射能量。

3.甲乙的责任

4.太阳能光伏并网发电注意事项：

1、电能质量问题：光伏发电并网逆变器易产生谐波、三相电流不平衡，输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变，需要进行治理。

2、光伏电压出力力随机且变化幅度大，自身不具备惯量，需要增加电网的旋转备用容量进行调节；供电可靠性指标分析、电压无功控制、电能计量计费以及与电网自动化系统的信息交互等各种运行控制措施也存在技术问题。

3、对于接入配电网的大量分布式光伏电源，原来辐射撞配电网络变为多电源结构，需加装或更换保护及自动化装置；光伏电源引起的自给非正常孤岛问题，需加装有效的多种保护。

5.多晶硅太阳能光伏组件具有: 电池转换效率高，稳定性好，寿命长，与同等容量太阳能电池组件所占面积小，性价比高，因此多晶硅太阳能电池组件已在光伏市场占主导地位，得到大量推广应用。

6.分布式光伏电站有哪些可以合作的商业模式。

业主自投：自己出钱建设项目

业主不投：自己出地方让别人来建设

业主投一部分：自己出一部分，别人出一部分（项目股权分配等于出资比例）

7.孤岛效应

孤岛效应是指电网失电情况下,发电设备仍作为孤立电源对负载供电的一种现象。孤岛效应对设备和人员的安全存在重大隐患,体现在以下两方面:一方面是当检修人员停止电网的供电,并对电力线路和电力设备进行检修时,若并网光伏电站的逆变器仍继续供电,会造成检修人员伤亡事故。另一方面,当因电网故障造成停电时,若并网逆变器仍继续工作,一旦电网恢复供电,电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异,会在这一瞬间产生很大的冲击电流,导致设备损坏。

孤岛效应的防护措施主要有被动式和主动式两种检测方式。被动式检测方法是指实时检测电网电压的幅值、频率和相位,当电网失电时,在电网电压的幅值、频率和相位参数上会产生跳变信号,通过检测跳变信号来判断电网是否失电。主动式检测方法是指对电网参数产生小干扰信号,通过检测反馈信号来判断电网是否失电。

并网逆变器检测到电网失电后,立即停止工作。当电网恢复供电时,并网逆变器并不立即投入运行,而是需要持续检测电网信号,如电网信号在一段时间内完全正常,才重新投入运行。

8.电站投资分险把控

1.项目潜在开发地点 ○从分布式光伏电站投资的角度来看，最直接的逻辑就是业绩=发电量*销售电价，这里的电价既包含折扣后给用电业主的电价，也包含上网电价。目前，国内分布式光伏电站投资商对项目标的的动态投资回报期大多为7-8年，自有资金回报率在30%以上，基于目前组件、逆变器等价格因素，1MWp屋顶分布式光伏电站初期投资成本在6.5元-7.2元之间。综合考虑折旧，运维，备件，税务等数据，每瓦年电费收益需达到1.3元以上，如何保证这一要求?从这一点来看，我们从发电量和电价综合考虑。

首先来看发电量，目前国内各地区由于海拔、日照强度、空气洁净度等差异，各地区实际发电量与理论发电量也存在较大差异。

发电量最大前4大城市分别为：拉萨、呼和浩特、西宁及银川，然而实际上截至目前这些地区的分布式光伏发电装机寥寥，倒是发电量倒数第4的杭州(浙江地区)分布式光伏发电的装机量排在了全国的前列。

这主要是电价直接影响的，一方面南方地区大工业用电及商业用电普遍是北方地区高，例如山东地区大工业白天8：00到下午17：30加权平均电价达到0.81元，而陕西地区大工业白天8：00到下午17：30加权平均电价只有0.71元，另一方面，伴随着南方地区地方政府针对分布式光伏电站投资补贴政策的发布和实施，使得每瓦每年节约电费的绝对值可以超过光照资源很好的银川地区。

这也是为什么国家给了例如山东、浙江、江苏地区较多的分布式光伏电站配额。

从国家分布式光伏电站配额来看，配额最大的前十个省份主要集中在华东及东南沿海地区，这些地方空气洁净程度较高，很少受到雾霾的影响，同时加以当地大工业及商业较高的电价，以及地方光伏补贴政策的双管激励，如浙江、山东、江苏、广东、上海等地区成为了国内分布式光伏发电投资的第一阵营。首先从分布式光伏电站的财务模型来看，占据优势。

那么对于西北地区，分布式光伏电站如何实施，是否具有投资价值，例如甘肃和宁夏地区，大工业用电加权平均电价只有不要0.6元。采用电价折扣的合同能源管理合作模式就不符合投资人的资本回报率考核，对于这些地方，实施分布式光伏电站建设适用于采用标杆电价全部上网，并支付业主房顶租赁费用的模型。

综述，对于呼和浩特、西宁、银川、太原等光照资源较好的地区，在没有地方补贴政策的情况下，建议采用全部上网的模式方可符合投资者对分布式光伏电站收益的要求。

对于例如杭州、福州、广州、南宁、西安等光照资源较差的地区，在没有补贴政策的情况下，可先行实施电价较高的商业用地项目，而考虑分布式光伏电站的规模化实施，建议地方政府出台相应的补贴政策，截至目前浙江地区已经走在了分布式光伏电站建设的前列，广州也刚出台光伏电站建设规划和补贴政策。同时，对于地方补贴政策，笔者建议取消地方政府对于投资者欲拿补贴政策需采购当地组件及逆变器生产商产品的强制性要求。毕竟不是每个省份的组件和逆变器产品的质量可以保证，价格经得起市场的考验。地方保护主义市分布式光伏电站实施过程中的“肿瘤”。

2.业主类型选择(用电类型)○目前国内分布式光伏电站投资商如河北新奥光伏、浙江精工能源、晶科光伏等企业对分布式光伏发电项目的收益率最低不小于12%，即考虑融资成本的前提你下，项目投资回报期不长于8.5年，与用电业主和合作模式主要为合同能源管理，即：(1)租赁业主屋顶支付租赁费，电价按照实时电价收取;(2)租赁业主屋顶支付租赁费，发电量全部上网，(3)免费租赁业主屋顶，光伏电站发电供给业主使用，电价打9折，合同期限一般设定为25年;(4)与业主成立合资公司，共同投资屋顶电站，共同获取电站收益;对于居民用电如小区、社区，一方面屋顶面积较小，装机容量受限，另一方面居民用电电价较低(西安地区为0.59元每度电)，再次，居民用电主要集中在晚上，白天用电量较小，使得光伏电站发电量自发自用比例较小，目前居民小区并不适合建设屋顶分布式光伏电站。

对于西安地区而言，在没有地方补贴的前提下，商业用电业主屋顶适合投资分布式光伏电站，大工业用电业主屋顶不适合投资分布式光伏电站。

在地方补贴(0.2元每度电，政策持续5年)出台的前提下，商业用电业主屋顶比较适合投资分布式光伏电站，周六周日也上班的大工业用电业主的屋顶分布式光伏电站也适合投资建设分布式光伏电站。

居民小区屋顶分布式光伏电站目前不具备投资价值。

3.业主尽职调查(信用风险管理)○在基于电站投资商项目收益率的前提下，对屋顶业主的考察就显得尤为重要，虽然国家能源局406号文件中提到在自发自用比例显着下降时，可选择光伏电力全部上网，对于上网标杆电价确定的各个地区，发电量较高的地区例如银川、呼和浩特等城市，分布式光伏电站投资收益率影响不大，而对于南方一些城市，特别是没有地方补贴的城市，光伏电力从自发自用转为全部上网的模式，对于投资者而言，影响是极大的。所以光伏电站潜在屋顶业主的选择就显得比较重要。

首先是行业，我们应优先选择用电量较大的行业中的企业，从而保证自发自用电力可全部消纳。例如钢铁、化工、建材、有色金属冶炼、石油、化工、机械制造业等。对于国家不鼓励的行业或者产业。即便屋顶资源及用电量条件都较好，也需要谨慎的判断。特别需要提到的是对于释放对电池板有腐蚀气体的企业需慎重选择。例如化工、橡胶深加工企业。同时优先选择周六、周日也有生产的企业，从而可以有效保证自发自用比例仍然可以保持在95%以上。

其次，对于企业的合同履约情况进行核实，可以通过财务报表(上市公司)、供应商走访、合同合作方调查，甚至对于单体项目较大的项目，可通过从第三方调查中介公司如邓白氏有偿获取数据用于决策判断。

4.装机容量选择 ○装机容量的确定不仅仅要考虑屋顶面积，需综合考虑用电负荷及屋顶规划等相关指标。在我们之前在西安高新区进行分布式光伏电站项目开发的过程中，找到5万平米的钢结构屋顶，计算下来可做3.5MWp分布式光伏电站，年发电量可达到380万度电，12个月中，光伏电站最大的发电量达到50万度电，最小的发电量也有20万度电，然而通过与企业动力部门进行沟通后，获悉该企业月均用电量只有5万度电，光伏电站自发自用比例都不到25%，光伏发电只能选择全部上网，如没有地方补贴，再考虑西安地区不甚好的太阳能资源，这个项目基本是不具备投资价值的，最终我们按照300千瓦的容量进行了一期项目的实施。

第二种情况是，一个大工业企业，月均用电量达到90万度，屋顶面积有6万平米，且周六周日午休，当时，我们就做出安装5MWp光伏电站的规划，我们认为自发自用比例应可达到96%。然而，我们又错了，实际上这家企业24小时设备不停转，白天太阳能光伏电站发电的8个小时时段，企业月度耗电量只有30万度电，如安装5MWp电站，自发自用比例只有60%。

第三种情况是，业主屋顶确认为3万平米的钢结构屋面，可利用面积达到2500平米，业主月度用电量为40万度电，白天太阳能光伏电站发电时段企业月度用电量达到25万度电，我们就确定了装机2MWp，应该是没有问题的，可就在进入商务谈判的前几天，业主告知，厂区南侧20米刚规划的15层高楼获批，屋顶将近1/4产生遮挡，最终我们安装1.5MWp实施。

5.逆变器选型 ○目前通用的太阳能逆变方式为：集中逆变器、组串逆变器，多组串逆变器和组件逆变(微型逆变器)。按照笔者之前光伏电站价值提升策略之逆变器选型分析。在接近的初始投资成本下，对于屋顶分布式光伏电站，组串式逆变器解决方案较集中式逆变器及微型逆变器拥有着较为得天独厚的优势，很好的解决了集中式解决方案遇到的问题。

6.现场勘测实施要点 ○

1、屋顶分类：瓦片屋顶、混凝土屋顶及彩钢瓦结构。

2、现场勘查携带工具：20米以上卷尺、激光测距器、水平仪、指南针或手机指南针APP和纸笔等。如果需要上倾斜屋面建议穿上防滑鞋带上安全绳。

3、瓦片屋顶及彩钢瓦结构屋顶勘测要点(1)询问建筑的竣工年份，产权归属。

(2)屋顶朝向及方位角。现场指南针测量加Google卫星地图查询。

(3)屋顶倾斜角度。量出屋面宽度和房屋宽度即可计算出屋顶倾斜角度。南方屋顶倾角一般大于北方屋顶。

(4)瓦片类型、瓦片尺寸。民用建筑常见瓦型包括罗马瓦、空心瓦、双槽瓦、沥青瓦、平板瓦、鱼鳞瓦、西班牙瓦和石板瓦。如果瓦片尺寸现场不容易测量，也可在确定瓦片类型后网上查询尺寸。因为瓦片的尺寸特别是厚度决定支架系统挂钩等零件的选取。

(5)考虑屋顶的遮挡情况。准确测量屋顶周围遮挡物的尺寸，后期用阴影分析软件建模做出屋顶可利用区域简图。太阳能电池板上的阴影遮挡会很大地影响发电量。(6)掀开部分瓦片查看屋顶结构，注意记录主梁、檩条的尺寸和间距。瓦屋顶的支架系统挂钩是安装固定在檩条上。

(7)从项目业主方获取房屋结构图，便于计算屋顶荷载。(8)询问业主拟安装光伏系统屋顶南面是否有高楼建设规划。

4、混凝土屋顶勘测要点

(1)建筑竣工年份、产权归属;屋顶朝向和方位角。

(2)测量女儿墙高度，后期进行阴影分析，确定可安装利用面积。

(3)查看屋面防水情况，以不破坏屋面防水结构为原则，考虑支架的安装是采用自(负)重式还是膨胀螺栓固定式。标准民用混凝土屋顶的承载能力需大于3.6KN/m2，在考虑短时风载、雪载的情况下支架系统的荷载也小于混凝土屋顶的承载能力。为避免安装光伏系统后建筑产生任何的防水结构破坏问题，优先采用自(负)重式支架安装方式。

(4)从项目业主方获取房屋结构图，便于计算屋顶荷载。(5)询问业主拟安装光伏系统屋顶南面是否有高楼建设规划。

5、电气方面勘查要点

(1)查看进户电源是单相还是三相。民用别墅一般是三相进电。单相输出的光伏发电系统宜接入到三相兼用进线开关用电量较多的一相上。条件允许最好用三相逆变器或三个单相逆变器。

(2)询问月平均用电量或用电费用和主要用电时间段。作为光伏系统安装容量的参考。

(3)查看业主的进线总开关的容量。考虑收益问题，光伏发电系统的输出电流不宜大于户用开关的容量。现行补贴政策下还是自发完全自用收益最大。

(4)以走线方便节约的原则，考虑逆变器、并网柜的安装位置。逆变器、并网柜的安装位置也好考虑到散热通风和防水防晒问题。

（一）风险因素

1、房屋产权人与用电人不同

在实操中，经常会出现用电人与产权人不一致的情况，EMC合同不能对抗产权人的所有权，因此必须经产权人同意投资人合法使用厂房屋顶并出具建设场地权属证明，从而排除投资人侵犯第三人权益的风险。具体分析请参见本人另一论题《分布式光伏发电项目中用电人与产权人不一致的情形与处理方法》。

2、设备质量问题

光伏组件是光伏发电站最重要的设备，一般是独自招投标。而组件较易发生隐裂、闪电纹等问题，但可能造成上述问题的原因很多，因此设备尤其是组件的质量问题非常值得关注。组件质量问题的风险主要在交付后。对投资者而言，虽风险不转移，但交付后发现质量问题仍会对投资者产生不利影响，因此，在组件采购合同中要严格规定保质期、质量问题的范围以及发生质量问题后的救济方式，以便于事后维护自身权益。

3、工程质量问题

在光伏电站建设施工过程中，极易因操作不当导致设备损坏等问题，如卸货、安装、保管等过程都可能因操作不当导致组件损坏，除需加强监管外，在EPC合同中也要严格规定施工方的责任。

有一种较为常见但重要的情况，组件损坏可能由质量问题和操作不当共同引致，在这种情况下，难以区分双方各自责任大小，不利于投资者权益保护，那么事先约定双方的权责就十分必要了（详见上文建设工程合同第二段）。（组件损坏可能由质量问题和操作不当共同引致，属于侵权责任法规定的共同侵权行为，虽然可以通过法律途径救济，但本文主要讨论电站投资评估事项，旨在通过项目评估在项目实施前最大限度降低各种风险和成本，因此此处不予赘述。）

4、电站建设期延长

在光伏电站投资建设中，电站建设期的长短关系投资到资本化问题和投资回收期问题，电站建设期越短，就能越早获得电站收益和资本回报。但实际施工建设中，经常会出现工期过长的问题。究其原因，一是项目施工计划和施工进度没有控制好，出现设备供应与施工建设脱节的严重问题；二是个别项目就维修屋顶未能与屋顶权属人达成一致，极大影响项目正常施工进度。因此，在项目开工前，首先需做好项目技术勘察，就维修事项提前与屋顶权属人达成一致意见，其次必须制定详细的施工计划并严格按照计划实施。

5、企业拖欠电费

分布式光伏发电项目收取电费首先需确定电表计量装置起始时间和起始读数，但因计取电费直接关系EMC合同双方利益，在实操中，投资者较难就计取电费的起始时间和起始读数与用电人达成一致。因光伏电站需并网，有供电部门介入，此时可借助其公信力，在EMC合同中约定以供电部门计量的起始时间和起始读数为参照。

另外，在电站进入稳定运营期间后，用电人也可能因经营状况恶化或与投资者产生冲突等原因而拒交或拖欠电费。因此，在项目实施前必须充分了解该用电人的财务状况和信用度，综合评估其拖欠电费的可能性，同时在EMC合同中也要明确约定拖欠电费的违约责任。

6、电站设施被破坏

电站设施被破坏的原因很多（此处主要讨论在项目运营阶段的电站设施被破坏，至于项目建设阶段的破坏在前文设备质量问题和工程质量问题处已进行讨论），如不可抗力、意外事故、人为破坏等，其损失可大可小，小则需维修发电设备，大则电站损毁。一般遭受上述不可抗力、意外事故等非人力控制因素破坏的，电站所依附的屋顶也会遭受致命损害，通常这种情况的发生并非用电人过错，且用电人自身也遭受极大损失，此时要求用电人承担责任也不实际，因此购买电站财产保险十分重要。而在人为破坏的情况下，则可根据过错责任要求破坏者承担相应责任，而用电人也需尽到通知和减少损失的义务。

7、用电低于预期 自发自用比例低也即用电低于预期。投资者在项目实施前需了解用电人的行业发展前景及用电人自身经营状况，如能在EMC合同中约定最低用电量则能有效避免这一风险给投资者带来损失。但通常情况下，在EMC合同中投资者仍是处于劣势低位，用电人一般不会接受最低用电量。所以投资者必须在项目实施前精确评估单体项目的自发自用比例，将该风险控制在可控范围内。

8、发电低于预期

新建筑物遮挡阳光、系统转换效率降低、组件损坏以及太阳辐照降低等均会导致电站发电量低于预期值。首先，购买发电量保险；其次，对于系统效率可在组件采购合同中作出约定，由供应商对系统效率作出保证；第三需要到工业园区等机构了解园区发展规划，预判合同期内项目场地周边的开发情况，并由技术部门判断其对电站发电情况的影响程度，从而更精确地计算每年发电量和电站收益。

9、建筑物产权变更

屋顶业主破产、建筑物转让以及国家征收征用等都可能导致建筑物产权发生变更。首先投资者需了解用电人经营状况，评估其合同期内破产、转让建筑物等的风险，并通过当地政府等途径了解合同期内有无征地规划等情况；其次，要求用电人在建筑物产权变更情况下要先与新产权人达成协议，由新产权人替代用电人继续履行合同，即债权债务的概括转移。

10、建筑物搬迁

用电人生产发展等需要以及国家征收征用等均可能出现建筑物搬迁的需要，因此投资者需了解用电单位的发展规划，评估合同期内其搬迁的可能性，并在EMC合同中约定发生建筑物搬迁事宜的，光伏电站随建筑物搬迁或由用电人提供同等条件的新建筑屋顶给投资者。