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光伏電站成本優(yōu)化的三個(gè)策略！
編輯 時(shí)間：2024-01-17
最近一年，光伏行業(yè)經(jīng)歷組件價(jià)格下調、峰平谷電價(jià)調整、消納限制、電力市場(chǎng)化交易等諸多變動(dòng)。大浪潮涌的環(huán)境下，一方面電站投資成本不斷降低，另一方面未來(lái)收益似乎并不看漲，如何采用最優(yōu)的成本控制策略保證電站在全生命周期內投資收益獲得最優(yōu)解值得每一位光伏人深度思考。
要保證收益，要從：市場(chǎng)篩選、技術(shù)優(yōu)化、投融資抉擇、工程管理、運維經(jīng)濟化、電力交易精細化等多方面著(zhù)手。
本文僅從項目投資實(shí)施階段的市場(chǎng)變化、政策調整、技術(shù)優(yōu)化等三方面的成本控制策略進(jìn)行闡述。
一、專(zhuān)注市場(chǎng)研究，預判價(jià)格走勢
2023年，組件價(jià)格波動(dòng)巨大，對光伏項目投資影響巨大。100MW光伏項目，組件價(jià)格下降1分/W，總投資將下降100萬(wàn)元！
2023年全年，組件價(jià)格降幅超過(guò)0.9元/W，至今仍未止跌企穩，大幅提升項目收益率預期，讓一些原先不具備投資的項目具備了投資的條件，市場(chǎng)機會(huì )閃現。諸多延期開(kāi)工延期并網(wǎng)的項目享受了降價(jià)帶來(lái)的巨大福利，投資成本的降低讓電站收益率大幅提升。
筆者曾在一個(gè)自用比例高于90%的某分布式項目，項目立項后由于組件降價(jià)，收益率從最初預期的9.8%飆升至13.2%的情況，項目投資回收期也明顯下降。
接入方案、二次保護配置及通信要求對工程造價(jià)的影響較大。
當前，各地新能源發(fā)展速度不一，電網(wǎng)發(fā)展水平不一，對消納和安全要求不一等等的現狀決定了各地電網(wǎng)公司對新能源接入的要求存在差別。
因此，在深化設計前，要加強與當地電網(wǎng)公司的技術(shù)性和政策性溝通，充分了解地方性政策，合理利用差異化政策要求，因地制宜而非千篇一律的制定接入方案，從而做到精準施策。
要保證收益，要從：市場(chǎng)篩選、技術(shù)優(yōu)化、投融資抉擇、工程管理、運維經(jīng)濟化、電力交易精細化等多方面著(zhù)手。
本文僅從項目投資實(shí)施階段的市場(chǎng)變化、政策調整、技術(shù)優(yōu)化等三方面的成本控制策略進(jìn)行闡述。
一、專(zhuān)注市場(chǎng)研究，預判價(jià)格走勢
2023年，組件價(jià)格波動(dòng)巨大，對光伏項目投資影響巨大。100MW光伏項目，組件價(jià)格下降1分/W，總投資將下降100萬(wàn)元！
2023年全年，組件價(jià)格降幅超過(guò)0.9元/W，至今仍未止跌企穩，大幅提升項目收益率預期，讓一些原先不具備投資的項目具備了投資的條件，市場(chǎng)機會(huì )閃現。諸多延期開(kāi)工延期并網(wǎng)的項目享受了降價(jià)帶來(lái)的巨大福利，投資成本的降低讓電站收益率大幅提升。
筆者曾在一個(gè)自用比例高于90%的某分布式項目，項目立項后由于組件降價(jià)，收益率從最初預期的9.8%飆升至13.2%的情況，項目投資回收期也明顯下降。
組件價(jià)格不僅有跌，也有上漲的情況。2020年底，組件價(jià)格就出現持續2年多的上漲。因此，在項目實(shí)施前，要密切關(guān)注市場(chǎng)行情波動(dòng)以及供需關(guān)系的變化，合理選擇開(kāi)工時(shí)間。判斷準確則事半功倍，否則將是事倍功半！
二、加強各地并網(wǎng)政策研究
接入方案、二次保護配置及通信要求對工程造價(jià)的影響較大。
當前，各地新能源發(fā)展速度不一，電網(wǎng)發(fā)展水平不一，對消納和安全要求不一等等的現狀決定了各地電網(wǎng)公司對新能源接入的要求存在差別。
因此，在深化設計前，要加強與當地電網(wǎng)公司的技術(shù)性和政策性溝通，充分了解地方性政策，合理利用差異化政策要求，因地制宜而非千篇一律的制定接入方案，從而做到精準施策。
筆者曾在內陸某項目上合理利用政策差異，通過(guò)調整并網(wǎng)電壓等級、優(yōu)化并網(wǎng)設備技術(shù)參數的配置以及對應的電纜型號變化，共節省投資近3毛/W，可見(jiàn)加強對各地并網(wǎng)政策研究是至關(guān)重要的！
三、深耕精細化設計
光伏電站尤其是分布式光伏的設計通常被認為比較簡(jiǎn)單，經(jīng)常被忽視。
實(shí)際上，精細化設計是非常重要的！很多時(shí)候，精細化設計對投資額的影響可能在分毛之間，很多投資商認為與提早并網(wǎng)相比不值一提；精細化設計對全生命周期發(fā)電量提升的重大影響，經(jīng)測算某項目發(fā)電量提升1%，項目全投資IRR提升近0.3%。
精細化設計“既讓馬兒少吃草，還能讓馬兒跑的快”。
1、讓逆變器充分發(fā)揮效能。結合當地氣象條件以盡量提高組件串聯(lián)數為原則，使逆變器工作在最佳電壓區間，更早啟動(dòng)、更晚關(guān)機，發(fā)電時(shí)間更長(cháng)，發(fā)電量更大。
2、適當提高容配比。充分結合當地光照資源條件以及已并網(wǎng)電站的發(fā)電數據結合系統損耗，利用容配比與平準化度電成本之間“先降后升”的關(guān)系，選取最佳的容配比，提高系統滿(mǎn)負荷運行時(shí)間。經(jīng)驗證，在輻照比較弱的地方，比如四川瀘州，全年輻照均非常弱，最佳容配比可以達到1.7甚至更多。
精細化設計在三個(gè)“此消彼長(cháng)”的關(guān)系之間權衡并獲得最優(yōu)解。
1、設備位置與交直流電纜及其他投資成本之間“此消彼長(cháng)”的關(guān)系，一種簡(jiǎn)單的描述如下：
其中：y代表交直流電纜及其他投資成本；、分別代表不同線(xiàn)徑的直流電纜單價(jià)；、分別代表不同線(xiàn)徑的交流電纜單價(jià)；c則代表其他輔材的單價(jià)；、分別代表不同線(xiàn)徑的直流電纜的用量；、分別代表不同線(xiàn)徑的交流電纜的用量；q代表其他輔材的用量；因q對成本影響不大，多數情況下可忽略不計。
受現場(chǎng)環(huán)境及組件排布影響，當設備位置變化時(shí)，m與n可能會(huì )存在同步增大/減小以及一增一減的情況，但二者的增減量并不一致，同時(shí)，不同線(xiàn)徑的價(jià)格非線(xiàn)性變化，這就是精細化設計的方向尋找最小值。
筆者曾在某分布式項目上遇到一個(gè)比較極端的案例，通過(guò)合理分散的布置逆變器位置、交直流電纜的匯集方向和路數，在各型號電纜用量和價(jià)格之間找到綜合成本的最低值，精細化設計前后僅電纜一項節省成本近4毛/W！
2、組件傾角、適度的遮擋與總發(fā)電量、消納與電費收入之間復雜的非線(xiàn)性 “此消彼長(cháng)”關(guān)系。組件傾角的適度減小雖然會(huì )減小發(fā)電小時(shí)數但會(huì )增大裝機容量從而可能會(huì )帶來(lái)總發(fā)電量的增加；此外，根據當地輻照情況，放棄特定時(shí)間段內的低效發(fā)電，也會(huì )起到同樣的效果。精細化設計的方向是結合企業(yè)消納比例尋求電費收入的最優(yōu)解。
筆者曾在四川瀘州某項目遇到過(guò)最佳傾角與平鋪發(fā)電小時(shí)數相差不足20h的情況！在這種情況下，照本宣科的采用最佳傾角設計不僅會(huì )造成土地利用率偏低，而且會(huì )造成支架、電纜等其他材料的浪費。最終該項目通過(guò)采用低傾角設計，提高了材料和設備的利用率，成本節省近2毛/W。
3、材料成本中檁條與立柱及斜撐等附件之間的高階“此消彼長(cháng)”關(guān)系。檁條成本約占支架總量的70%左右，其設計的優(yōu)劣直接影響投資成本，鑒于檁條的用鋼量與其跨度呈近似4次冪的關(guān)系，立柱及斜撐等附件用量與檁條跨度反相關(guān)，在進(jìn)行設計時(shí)，應結合當地風(fēng)/雪荷載情況以及場(chǎng)地實(shí)際情況，選擇合適的跨度，做到材料成本最低是非常有必要的。
精細化設計能充分利用即有場(chǎng)景。在進(jìn)行結構設計時(shí)，可通過(guò)采用相關(guān)流體力學(xué)軟件模擬驗證等方法，適當考慮四周建筑物以及女兒墻等其他圍擋的遮擋和干擾效應以及風(fēng)來(lái)方向上游組件的流體減速效應，對大陣列的邊緣區域進(jìn)行冗余設計，而對中間區和過(guò)渡區的結構可以酌情考慮適當折減。
精細化設計能更加充分的利用土地，減少土地費用支出。當前項目開(kāi)發(fā)面臨的一大難題是“地難找”，導致很多項目存在光伏發(fā)電區過(guò)于分散，甚至在各山頭呈“點(diǎn)狀”分布的情況，這不僅造成了設施設備的浪費，而且也降低了土地的利用率，增加了土地成本在總投中的占比。精細化設計可以充分利用有限的土地，利用合適的地形地貌實(shí)現在“螺螄殼里做道場(chǎng)”，比如：將大陣列“化整為零”，利用陡坡、復雜地貌做“光伏幕墻”，再比如充分利用北坡（很多項目存在北坡不得不租用的情況）等等。
結論
光伏發(fā)電短期內上網(wǎng)電價(jià)下行是必然事件，電站盡快回本且高質(zhì)量運行對保證全生命周期的收益至關(guān)重要！真正做好成本管控需要多部門(mén)參與，尤其對大企業(yè)來(lái)說(shuō)，做好成本管控的核心要務(wù)是：敬畏市場(chǎng)、理性決策、多部門(mén)密切協(xié)同以及高層領(lǐng)導的密切關(guān)注！要本著(zhù)“分毛必爭”、“西瓜要抓，芝麻也要撿”的原則進(jìn)行投資，大手大腳的時(shí)代真的要過(guò)去了！
三、深耕精細化設計
光伏電站尤其是分布式光伏的設計通常被認為比較簡(jiǎn)單，經(jīng)常被忽視。
實(shí)際上，精細化設計是非常重要的！很多時(shí)候，精細化設計對投資額的影響可能在分毛之間，很多投資商認為與提早并網(wǎng)相比不值一提；精細化設計對全生命周期發(fā)電量提升的重大影響，經(jīng)測算某項目發(fā)電量提升1%，項目全投資IRR提升近0.3%。
精細化設計“既讓馬兒少吃草，還能讓馬兒跑的快”。
1、讓逆變器充分發(fā)揮效能。結合當地氣象條件以盡量提高組件串聯(lián)數為原則，使逆變器工作在最佳電壓區間，更早啟動(dòng)、更晚關(guān)機，發(fā)電時(shí)間更長(cháng)，發(fā)電量更大。
2、適當提高容配比。充分結合當地光照資源條件以及已并網(wǎng)電站的發(fā)電數據結合系統損耗，利用容配比與平準化度電成本之間“先降后升”的關(guān)系，選取最佳的容配比，提高系統滿(mǎn)負荷運行時(shí)間。經(jīng)驗證，在輻照比較弱的地方，比如四川瀘州，全年輻照均非常弱，最佳容配比可以達到1.7甚至更多。
精細化設計在三個(gè)“此消彼長(cháng)”的關(guān)系之間權衡并獲得最優(yōu)解。
1、設備位置與交直流電纜及其他投資成本之間“此消彼長(cháng)”的關(guān)系，一種簡(jiǎn)單的描述如下：
其中：y代表交直流電纜及其他投資成本；、分別代表不同線(xiàn)徑的直流電纜單價(jià)；、分別代表不同線(xiàn)徑的交流電纜單價(jià)；c則代表其他輔材的單價(jià)；、分別代表不同線(xiàn)徑的直流電纜的用量；、分別代表不同線(xiàn)徑的交流電纜的用量；q代表其他輔材的用量；因q對成本影響不大，多數情況下可忽略不計。
受現場(chǎng)環(huán)境及組件排布影響，當設備位置變化時(shí)，m與n可能會(huì )存在同步增大/減小以及一增一減的情況，但二者的增減量并不一致，同時(shí)，不同線(xiàn)徑的價(jià)格非線(xiàn)性變化，這就是精細化設計的方向尋找最小值。
筆者曾在某分布式項目上遇到一個(gè)比較極端的案例，通過(guò)合理分散的布置逆變器位置、交直流電纜的匯集方向和路數，在各型號電纜用量和價(jià)格之間找到綜合成本的最低值，精細化設計前后僅電纜一項節省成本近4毛/W！
2、組件傾角、適度的遮擋與總發(fā)電量、消納與電費收入之間復雜的非線(xiàn)性 “此消彼長(cháng)”關(guān)系。組件傾角的適度減小雖然會(huì )減小發(fā)電小時(shí)數但會(huì )增大裝機容量從而可能會(huì )帶來(lái)總發(fā)電量的增加；此外，根據當地輻照情況，放棄特定時(shí)間段內的低效發(fā)電，也會(huì )起到同樣的效果。精細化設計的方向是結合企業(yè)消納比例尋求電費收入的最優(yōu)解。
筆者曾在四川瀘州某項目遇到過(guò)最佳傾角與平鋪發(fā)電小時(shí)數相差不足20h的情況！在這種情況下，照本宣科的采用最佳傾角設計不僅會(huì )造成土地利用率偏低，而且會(huì )造成支架、電纜等其他材料的浪費。最終該項目通過(guò)采用低傾角設計，提高了材料和設備的利用率，成本節省近2毛/W。
3、材料成本中檁條與立柱及斜撐等附件之間的高階“此消彼長(cháng)”關(guān)系。檁條成本約占支架總量的70%左右，其設計的優(yōu)劣直接影響投資成本，鑒于檁條的用鋼量與其跨度呈近似4次冪的關(guān)系，立柱及斜撐等附件用量與檁條跨度反相關(guān)，在進(jìn)行設計時(shí)，應結合當地風(fēng)/雪荷載情況以及場(chǎng)地實(shí)際情況，選擇合適的跨度，做到材料成本最低是非常有必要的。
精細化設計能充分利用即有場(chǎng)景。在進(jìn)行結構設計時(shí)，可通過(guò)采用相關(guān)流體力學(xué)軟件模擬驗證等方法，適當考慮四周建筑物以及女兒墻等其他圍擋的遮擋和干擾效應以及風(fēng)來(lái)方向上游組件的流體減速效應，對大陣列的邊緣區域進(jìn)行冗余設計，而對中間區和過(guò)渡區的結構可以酌情考慮適當折減。
精細化設計能更加充分的利用土地，減少土地費用支出。當前項目開(kāi)發(fā)面臨的一大難題是“地難找”，導致很多項目存在光伏發(fā)電區過(guò)于分散，甚至在各山頭呈“點(diǎn)狀”分布的情況，這不僅造成了設施設備的浪費，而且也降低了土地的利用率，增加了土地成本在總投中的占比。精細化設計可以充分利用有限的土地，利用合適的地形地貌實(shí)現在“螺螄殼里做道場(chǎng)”，比如：將大陣列“化整為零”，利用陡坡、復雜地貌做“光伏幕墻”，再比如充分利用北坡（很多項目存在北坡不得不租用的情況）等等。
結論
光伏發(fā)電短期內上網(wǎng)電價(jià)下行是必然事件，電站盡快回本且高質(zhì)量運行對保證全生命周期的收益至關(guān)重要！真正做好成本管控需要多部門(mén)參與，尤其對大企業(yè)來(lái)說(shuō)，做好成本管控的核心要務(wù)是：敬畏市場(chǎng)、理性決策、多部門(mén)密切協(xié)同以及高層領(lǐng)導的密切關(guān)注！要本著(zhù)“分毛必爭”、“西瓜要抓，芝麻也要撿”的原則進(jìn)行投資，大手大腳的時(shí)代真的要過(guò)去了！
