光伏电站资源分析发电量计算与预期收益(完整版)
光伏电站发电量的计算方法
光伏电站发电量计算方法①理论发电量1）1MW屋顶光伏电站所需电池板面积一块235MW的多晶电池板面积1.65*0.992=1.6368㎡，1MW需要1000000/235=4255.32块电池，电池板总面积1.6368*4255.32=6965㎡2）年平均太阳辐射总量计算上海倾角等于当地纬度斜面上的太阳总辐射月平均日辐照量H由于太阳能电池组件铺设斜度正好与当地纬度相同，所以在计算辐照量时可以直接采用表中所列数据(2月份以2 8天记)。
年平均太阳辐射总量=Σ(月平均日辐照量×当月天数)结算结果为5 5 5 5．3 3 9 MJ／(m 2·a)。
3）理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率=5555.339*6965*17.5%=6771263.8MJ=6771263.8*0.28KWH=1895953.86KWH =189.6万度②系统预估实际年发电量太阳电池板输出的直流功率是太阳电池板的标称功率。
在现场运行的太阳电池板往往达不到标准测试条件，输出的允许偏差是5％，因此，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0．9 5的影响系数。
随着光伏组件温度的升高，组f：l二输出的功率就会下降。
对于晶体硅组件，当光伏组件内部的温度达到5 0-7 5℃时，它的输出功率降为额定时的8 9％，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0．8 9的影响系数。
光伏组件表面灰尘的累积，会影响辐射到电池板表面的太阳辐射强度，同样会影响太阳电池板的输出功率。
据相关文献报道，此因素会对光伏组件的输出产生7％的影响，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0．9 3的影响系数。
由于太阳辐射的不均匀性，光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出，因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和。
另外，还有光伏组件的不匹配性和板问连线损失等，这些因素影响太阳电池板输出功率的系数按0．9 5计算。
并网光伏电站考虑安装角度因素折算后的效率为0．8 8。
太阳能光伏系统的电量计算与发电效益分析
太阳能光伏系统的电量计算与发电效益分析下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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光伏发电成本及投资效益分析(含数字图标) 2
是进线回路，它有出线是到各个分柜的。
比如，高压有二路进线，有四台变压器出线，那从供电局过来的二根总线接的柜就叫进线，变压器出线的柜就叫馈线，还有计量柜，PT柜等。
电源端向负载供电的电馈电线路。
还有一种是进线回路，它有出线是到各个分柜的。
比如，高压有二路进线，有四台变压器出线，那从供电局过来的二根总线接的柜就叫进线，变压器出线的柜就叫馈线，还有计量柜，PT柜等。
馈电线中的“馈”字就是“送”的意思，因此，“馈电线”可以理解为“送电的线”或“供电线”。
其主要用途有两个：一、传输提供电能；二、传送电信号。
馈电线是牵引变电所与接触网之间的连接线一、影响光伏发电的成本电价的因素光伏发电的成本可以用下式表示：Tcost=Cp（1/Per+Rop+Rloan*Rintr-isub）/Hfp (1)式（1）即为光伏发电的成本电价的计算公式（史博士定律）。
它表示出了光伏电站的成本电价Tcost与光伏电站的单位装机成本Cp、投资回收期Per、运营费用比率Rop、贷款状况（包括贷款占投资额的比例Rloan和贷款利息Rintr两个参数）、年等效满负荷发电小时数Hfp、该电站所享受到的其它补贴收入系数等六大因素的具体关系。
有了式（1）的光伏发电成本分析模型，可以对现阶段光伏发电成本做一个简要分析。
本分析不考虑电站的其它补贴收入，即令式（1）中的isub=0。
1.1单位装机成本对电价的影响按照回收期20年，贷款比例为70%，贷款利率7%，运营费用2%计算。
假设当地的年满负荷发电时间Hfp=1500小时，则不同的单位装机成本所对应的成本电价见表1-1。
表1-1装机成本Cp对于成本电价的影响1.2日照时间对于成本电价的影响按照回收期20年，贷款比例为70%，贷款利率7%，运营费用2%计算。
假设单位装机成本为12000元/KW，则不同的满负荷发电时间所对应的成本电价见表1-2。
表1-2年满负荷发电时间对于成本电价的影响可见，年满负荷发电时间对于成本电价的影响非常大。
光伏电站发电量计算方法
光伏电站发电量计算方法光伏电站的发电量计算方法主要涉及到太阳能辐照量、光伏组件的转换效率以及系统的可利用率等因素。
下面将介绍光伏电站发电量的计算方法。
1.太阳能辐照量太阳能辐照量是指单位面积上单位时间内太阳能辐射的能量，常用单位是千瓦时/平方米（kWh/m2）。
光伏电站的发电量与太阳辐照量的大小密切相关，可以通过太阳能辐照量监测仪器或太阳光辐射数据网站查找并获取。
2.光伏组件转换效率光伏组件的转换效率是指太阳光照射到光伏电池上所转化为电能的比例。
光伏组件的转换效率通常在光伏组件的技术参数中给出，例如单晶硅太阳能电池的转换效率一般在15%~20%之间。
3.光伏电站系统的可利用率光伏电站系统的可利用率是指光伏电站系统实际发电量占与理论最大发电量之比，是一个反映光伏电站运行绩效的指标。
光伏电站系统的可利用率受多种因素影响，包括光伏组件的温度、倾角、阴影遮挡、系统故障等。
发电量（单位：千瓦时光伏电站的装机容量即安装的光伏组件总容量，常用单位是千瓦（kW），以此为基础计算光伏电站的发电量。
需要注意的是，在计算光伏电站发电量时，还需要考虑阴影遮挡、清洁度、故障率等因素。
阴影遮挡会导致光伏组件的部分区域无法接收到阳光，从而降低光伏组件的有效辐照量；光伏组件表面的污垢会影响光伏组件的转换效率；系统故障也会影响光伏电站的发电能力。
因此，在实际运营中需要通过定期维护和清洁、故障检修等方式来提高光伏电站系统的可利用率，以提高光伏电站的发电量。
综上所述，光伏电站的发电量计算方法主要涉及到太阳能辐照量、光伏组件的转换效率以及系统的可利用率等因素。
通过计算公式可以得出光伏电站的发电量，并在实际运营中需要注意阴影遮挡、清洁度、故障率等因素的影响。
光伏电站发电量计算方法（估算、国标算法、精确计算）
光伏电站发电量计算方法（估算、国标算法、精确计算）光伏电站发电量计算方法（估算、国标算法、精确计算）前言：光伏发电站发电量预测应根据站址所在地的太阳能资源情况并考虑光伏发电站的系统设计、光伏方阵布置和环境条件等各种因素后计算确定。
根据已知条件/设计阶段/需求不同，可以精确计算或估算。
一、精确计算1.国家规范规定的方法依据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012式6.6.2：Ep=HA×PAZ/Es×K本计算方法是国家规范的算法，是发电量计算最全面、精准的算法，但是对于综合效率系数的把握，需要计算电缆线损、逆变器损耗、变压器损耗、组件损耗（温度、遮挡、MPPT跟踪损耗率等）等，对非资深光伏从业人员来讲，很难计算出来，根据仿真结果计算，K的取值在75%-85%之间，根据具体项目而定。
一般项目，初步设计阶段，可按照80%取值；施工图阶段需要详细计算（现在一般使用PVsyst仿真）。
2.辐射量计算方法Ep=HA*S*K1*K2式中：HA---倾斜面太阳能总辐照量（KWh/㎡）； S---组件面积综合（㎡）； K1---组件转换效率； K2---为系统综合效率。
这种计算方法是第一种方法的变化公式，适用于倾角安装的项目，只要得到倾斜面辐照度(或根据水平辐照度进行换算：倾斜面辐照度=水平面辐照度/cosα)，就可以计算出较准确的数据。
系统综合效率K 也需要总额考虑电缆线损、逆变器损耗、变压器损耗、组件损耗（温度、遮挡、MPPT跟踪损耗率等）等损耗一般取值在75%-85%之间。
根据具体项目而定。
初步设计阶段，可按照80%取值；施工图阶段需要详细计算（现在一般使用PVsyst仿真）。
二、估算根据峰值日照小时数计算Ep=H*P*K式中：P---为系统安装容量（KWp）H---为当地峰值日照小时数（h）（注①）（目前我未找到规范要求数值，可软件/网上查询）；K---为系统综合效率（取值为75%-85%，可取80%）这种计算方法也是第一种方法的变化公式，简单方便，可以计算每日平均发电量，常用于前期项目发电量估算。
光伏电站成本与收益分析
光伏电站成本与收益分析国家能源局最新发布的数据显示，2024年前两月全社会用电量累计15316亿千瓦时，同比增长11.0%，其中第一产业用电增长11.1%、第二产业增长9.7%、第三产业增长15.7%。
根据中国金融研究院的测算，2023年全国的工业增长用电量主要来自生产动力和储能电池、光伏产品和新能源汽车这三类新能源产品的用电。
随着互联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，数据中心、云计算中心等新型基础设施的建设和运营对电力需求也显著提升，过去五年中国数据中心规模年均增速达到近30%，预计2027年将占到全社会用电量约5%以上。
在电力需求保持刚性上涨态势的同时，电力结构也在全球能源结构转型的历史浪潮下发生变化。
根据五大能源集团公布的“十四五”期间清洁能源装机规划，2025年国家能源集团清洁能源装机将达到40%、华电、华能、华润、大唐达到50%、国家电投达到60%。
这些头部电力运营公司已经从单一的煤电布局延伸到风、光、火、水一体化和综合能源领域。
在“双碳”背景下，新能源电力的发展迎来了前所未有的热潮，光伏发电作为新能源发电的重要部分极受关注。
2024年一季度，全国光伏新增并网4574万千瓦，同比增长36%，其中集中式光伏2193万千瓦，分布式光伏2380万千瓦。
截至2024年3月底，全国光伏发电装机容量达到6.59亿千瓦，其中集中式光伏3.79亿千瓦，分布式光伏2.8亿千瓦。
2024年一季度，全国光伏发电量1618亿千瓦时，同比增长42%。
那么光伏发电投资回报率怎么样呢？本文将对光伏发电投资回报率及光伏发电建设成本等做一些简单分析。
一、光伏项目成本构成根据5月最新的光伏EPC招/中标项目不完全统计，组件中标项目有明确中标价格规模为16000MW，均价为0.870元/W。
光伏逆变器中标项目有明确中标价格规模为656.6MW，均价为0.180元/W。
分布式大EPC均价为3.04元/W，集中式大EPC均价为3.70元/W。
光伏电站预期收益分析
光伏电站预期收益分析全国大型并网光伏电站，根据资源区分为三类电价区：I类区0.9元/kWh、II类区0.95元/kWh、III 类区1元/kWh，时间期限为20年。
各电价区的分布如图1所示。
图1. 我国三类电价分布区域图可见，由于资源和上网电价区分布的不完全匹配，在不同的上网电价区内选择收益相对较好的项目，是项目投资业主最为关心的问题。
为此，通过进行资源、财务分析，对这三类电价区光伏电站的预期收益情况计算，在各电价区内圈定投资的最佳区域。
分析建立的基础选用多晶硅组件，固定式安装；系统效率设为80%；运行期考虑25年，光伏组件10年衰减10%、25年衰减20%；发电量全部上网，不考虑限电情况；若存在限电情况，可以按同一区域内的较低发电量考虑；上网电价分别按照1元/（kW.h）、0.95元/（kW.h）、0.9元/（kW.h）计算；总投资20%为资本金，80%为贷款；长期贷款利息按照6.55%计，流动资金贷款利率为6%；依据国家税务总局《国家税务总局关于中央财政补贴增值税有关问题的公告》(2013年第3号)，纳税人取得的中央财政补贴，不征收增值税；项目单位千瓦综合造价考虑在7 000~12000元范围内波动。
采用融资前税前内部收益率作为衡量标准，采用业内普遍采用IRR=8%作为项目合理收益。
根据纬度、海拔，在各电价区内选取8~12个代表点，对发电情况进行估：图2. 各类电价区辐射、发电量参数I类电价区分析特点：1）土地以未利用荒漠、戈壁、退化草场为主；（土地成本相对较低，容量可扩展空间大）2）许多地方建立光伏产业园区；（土地、接入、交通等边界条件政府已经落实）3）地质状况普遍良好，山地少，建筑施工等相关费用相对较低并可控。
4）电力负荷低，存在限电可能性。
（需要特别注意！）5）其他：盐碱地多，应加强防腐；高海拔地区，应注意设备降容等要求。
收益：在不同单位千瓦造价条件、不同地区的峰值小数的测算条件下，在I类电价区内，若项目投资在10000元/kW左右时，只有在峰值小时数在1866 h（即25年平均满发小时数1326 h）的资源较好区域开发才能有合理收益；而当投资增加到12000元/kW时，只有少数资源特别好的区域的项目收益才能达到8%。
光伏发电收益计算
光伏发电收益计算光伏发电是指利用太阳能将光能转化为电能的技术。
光伏发电系统通常由光伏电池、电池板、逆变器、电网连接等组成，可以将光能转化为电能，并注入电网中供人们使用。
光伏发电系统的收益计算是指通过分析光伏系统的各项指标，包括电站的发电能力、电价、系统成本等，综合计算判断系统的收益水平。
下面将从以下几个方面介绍如何进行光伏发电收益计算。
一、发电能力计算光伏电池的发电能力是指单位时间内能够发出的电力，通常以瓦特（W）为单位。
其计算公式为：发电能力=光伏电池的个数×单个光伏电池的额定功率例如，如果一个光伏电池的额定功率为100W，且系统中有10个光伏电池组成，则总的发电能力为100W×10=1000W，即1千瓦。
二、发电量计算发电量是指单位时间内实际发电的能量，通常以千瓦时（kWh）为单位。
它的计算公式为：发电量=发电能力×发电时间其中，发电时间可以根据实际情况进行估算，如一天的平均发电时间为6小时，则发电量为1千瓦×6小时=6千瓦小时。
三、收益计算光伏发电的收益主要来自于发电量和电价之间的乘积，即：收益=发电量×单位电价其中，单位电价是指每千瓦时的电价，可以根据当地电力部门的规定进行查询。
四、系统成本计算光伏发电系统的成本包括设备购置费用、安装费用、维护费用等。
这些成本可以根据实际情况进行估算，并将其作为减去的部分来计算总收益。
五、投资回收期计算投资回收期是指从光伏发电项目投资到项目收回全部投资的时间。
计算公式为：投资回收期=投资总额÷年均收益其中，投资总额是指光伏发电系统的全部投资，年均收益是指按照年收益平均计算得到的收益。
六、风险评估在进行光伏发电收益计算时，还需要对潜在的风险进行评估。
例如，天气变化、电网连接等不确定因素都可能对发电量和收益产生影响。
因此，在计算收益时需要合理估计风险，并制定相应的风险应对策略。
综上所述，光伏发电收益计算是根据发电能力、发电量、电价、系统成本等指标进行综合计算的过程。
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注：RD表示年直射比，计算RD时，首先计算水平面直接辐射和总辐射年辐 照量的多年平均值（一般取30年平均），然后求二者之比。
第 6页
一、太阳能资源评价
稳定程度：稳定度等级（即将发布新国标）
等级 很稳定 稳定 一般 欠稳定 等级符号 A B C D 分级阈值 Rw≥0.47 0.37≤ Rw <0.47 0.28≤ Rw <0.36 Rw<0.28
20
80 90 100 110 120 130
0.25 0.20
70
80
90
100
110
120
130
50
直接辐射（kWh/m2）
50
日照时数（h）
1300
40
1200 1100 1000 900
40
3300 3000 2700 2400
1 9 7 8 ~ 2 0 0 7
30
800 700 600 500 400 300 200
7,790 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
7,800
倾斜面上的总辐射量（MJ/m2）
角度 36° 最佳倾角 差值
模型计算 PVSystem RETScreen 7680.93 7681.39 0.006% 7812.30 7815.60 0.042% 7790.72 7795.76 0.065%
注：Rw表示太阳总辐射稳定度，计算Rw时，首先计 算多年平均（一般取30年平均）的总辐射各月平均 日辐照量，然后求最小值与最大值之比。
月总辐射量日均值（MJ/m ）
2
Rw=0.373 23.64
25
20
15
8.82
10
5
右图：总辐射月总量日均值月际变化图
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
第 7页
12
一、太阳能资源评价
影响太阳能资源的因素
天文因素 地理因素 气象环境因素
太阳常数（1367W/m2）、日地距离、太阳赤 纬角、太阳高度角、太阳方位角、时角 纬度、经度、海拔高度、地形、地表反射率 云量、气溶胶、水汽、臭氧、空气分子、沙 尘、雾霾
气象环境的差异是造成太阳能资源局地性差异的关键！
第16页
一、太阳能资源评价
基本气象参数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 名称 年平均气温 极端最低气温 极端最高气温 平均风速 极大风速 大风日数 年平均降水量 年平均蒸发量 沙尘暴日数 扬沙日数 冰雹日数 雷暴日数 最大积雪深度 标准冻土深度 说明 1）温度造成系统效率的折减； 2）光伏组件串并联方案设计时，要考虑极端温度； 3）极端温度在电气设备的工作温度范围内。 基础设计时考虑风荷载
考虑灰尘遮挡折减；清洗方案。 防雷设计 基础设计时考虑雪荷载；下沿离地高度 基础设计时考虑基础深度
第17页
二、发电量计算
第18页
二、发电量计算
L ——光伏电站年发电量；
发电量计算：L = W×H×η
W——光伏电站装机容量； H —— 年峰值小时数； η—— 光伏电站系统总效率；
峰值小时数
一般气象站观测数据为“水平面总辐射量”。 计算发电量时，要考虑“光伏组件上接收的总辐射量（倾斜面上的辐射量）” 峰值小时数 = 倾斜面上总辐射量/标准太阳辐射强度(1000W/m2)
5月20日 多云
分析： 晴天---跟踪比固定发电效率提高20-40%； 多云---单双轴跟踪相差不多； 阴天---跟踪与固定差异不大。
第26页
二、发电量计算
跟踪式能大幅提高发电量，但较少采用的原因： 性价比。固定式支架5毛，约占总造价6%；跟踪式能占到20~30% 技术成熟度低，运行不稳定，尤其在风沙大的西部； 固定可调式
RETScreen（独立电站）
PVSystem
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二、发电量计算
7,685
倾斜面上的总辐射量（MJ/m2）
7,680
倾斜面上的总辐射量（MJ/m2）
36 37 38 39 40 41
模型计算
7,675
7,815
7,810
7,805
7,670
7,800
7,665
7,795
7,660 32 33 34 35
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二、发电量计算
相对于最佳倾角： 三种角度（每年调节3次），可提高发电量6.2%； 15°和36°（每年调节1次），可提高发电量2.9%； 55°和36°（每年调节1次），可提高发电量1.6%；
第28页
二、发电量计算
Klein.S.A和Theilacker.J.K的 天空异向模型 固定式的“倾斜面上 辐射量“计算
第22页
二、发电量计算
美国凤凰城气象站提供的10年平均太阳辐射资料——王斯成提供
14.0 辐射量 (kWh/m2/ 天 ) 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 水平面 固定倾纬度角 单轴水平跟踪 双轴全跟踪
月份
第23页
二、发电量计算
7,790
7,780
7,770
7,760
7,750 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
第30页
二、发电量计算
几点经验： 1）最佳倾角接近于当地纬度； 2）在最佳倾角附近，倾斜面上总辐射量相差很小。 3）RETScreen最早用于独立式，所以最佳倾角一般较高。 4）直射比较高时，倾角相对较大；散射比例高时，倾角相对较小。 若： K = 倾斜面上总辐射量/水平面上总辐射量 则： 纬度越低， K值越小； 纬度越高， K值越大。 因此，相同的水平面总辐射量，纬度较高地区的发电量更大。
CMA太阳辐射数据库1（实测数据）
按需使用； 实测优先； 数据质量评估； 多来源数据配合使用。
第15页
CWERA太阳能资源评估数据库2（气候学方法推算） CWERA太阳能资源评估数据库3（卫星数据） 中国太阳能资源详查数据库（筹建中）
一、太阳能资源评价
1）卫星数据（NASA、Meteonorm）——选址阶段 2）气象站实测数据——规划、项目建议书、可研 3）项目现场实测数据——可研、运行期、后评估
第 8页
50
总辐射（kWh/m2）
一、资源情况介绍 一、资源情况介绍直射比
50
0.70
40
2000 1900 1800 1700
40
0.65 0.60 0.55 0.50
30
1600 1500 1400 1300 1200
30
0.45 0.40 0.35 0.30
20 70
1100 1000 900
第31页
二、发电量计算
L = W×H×η
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项 目
温度造成的年平均损失 光伏组件匹配造成的损失 灰尘/积雪造成的损失、遮挡造成的损失 不可利用的太阳能辐射损失等 直流线路造成的损失 逆变器直流~交流转换效率损失 箱式变压器升压效率损失 交流线路造成的损失 系统维修及故障造成的损失
30
2100 1800 1500
20 70
20
1200 900
9/44
80 90 100 110 120 130
第 9页
80
90
100
110
120
130
70
一、太阳能资源评价
太阳能资源数据来源 卫星数据 实测数据 推算数据 1、辐射观测站实测的辐射数据 1）数据时间长；2）准确性高 3）点比较少 3、已建光伏电站实测的辐射数据 1）点比较多 2）数据时间短； 3）准确性需要考证
卫星观测数据
卫星遥感观测数据考虑了各种气象环境因素（云量、臭氧、 气溶胶、水汽、地形）对辐射传输过程的影响后的结果
第13页
一、太阳能资源评价
气候学推算数据
经验模型使用方便，误差可以控制； 在地面观测较多、地形、环境条件单 一的地区，精度较高。 依赖地面观测，在空间连续性方面存 在明显的不足；
VS
卫星观测数据
为解决空间连续性问题提供
了可能，但卫星资料的精准度存在 不足； 对于地形复杂、大气环境局地 性较强、地面观测站稀少的地区而 言，采用卫星数据是较好的选择。
在站点稀少、地形复杂、大气环境
局地性强的地区适用性不强。
第14页
一、太阳能资源评价
地面观测数据 世界气象组织（WMO） 世界辐射数据中心（WRDC） 全球能量平衡档案（GEBA） 基准地表辐射观测网络（BSRN） 国际日照观测计划（IDMP） 卫星数据 NASA 全球气象数据库——Meteonorm 地表气象和太阳能（SSE）数据集 HelioClim数据集 欧洲日照及辐射数据库（Satel-Light） SOLEMI（solar energy mining）数据 再分析资料（ NCEP /ECMWF ） 中国太阳能资源数据
光伏电站资源分析 发电量计算与预期收益
王淑娟
深圳 2014年6月
主要内容
1
太阳能资源评价 发电量计算 项目收益估算
2
4
第 1页
一、太阳能资源评价
第 2页
一、太阳能资源评价
第 3页
一、太阳能资源评价
太阳能资源评估：1）丰富程度； 2）稳定程度 丰富程度：以太阳总辐射的年总量为指标（QX/T89-2008）
1 kWh/ m2 = 3.6 MJ/ m2 （国内气象站单位） （国际单位）
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一、太阳能资源评价
其中， 直接辐射量 太阳能发电主要靠“直接辐射” 直接辐射量/总辐射量=直射比 总辐射量 散射辐射量
反射辐射量