文章：平價(jià)上網(wǎng)對光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的成本要求 http://xsysj.cn/news/show-23011.html  我國現(xiàn)階段光伏發(fā)電成本及投資收益分析
http://xsysj.cn/news/show-23012.html 文分析了我國目前光伏發(fā)電的成本和投資效益,其中用到了一個(gè)公式,即上式,有人好奇該公式是如何得來的,這里給出該公式的由來.供大家批評指正。本文為該論文節(jié)選。)

光伏發(fā)電成本電價(jià)分析的數(shù)學(xué)模型

史珺 / 上海普羅新能源有限公司光伏技術(shù)研究所

摘要：光伏發(fā)電從2005年進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化以來，成本不斷降低。目前，我國國家發(fā)改委制定了1元/度的光伏發(fā)電的上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)。但許多投資者對于光伏發(fā)電的成本卻感到難以分析，而不敢貿(mào)然投資。本文給出了光伏發(fā)電成本的數(shù)學(xué)分析模型，討論了影響光伏成本電價(jià)的因素，如裝機(jī)成本、日照時(shí)間、貸款狀況、預(yù)期的投資回收期、以及運(yùn)營費(fèi)用等。并根據(jù)該模型對現(xiàn)階段光伏發(fā)電的投資效益進(jìn)行了一個(gè)投資分析。計(jì)算結(jié)果表明，在我國西北地區(qū)，按照1元/度的上網(wǎng)電價(jià)，目前投資光伏電站的投資回收期為10年。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電 ；成本 ；投資效益 ；數(shù)學(xué)模型

中圖分類號：TK51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

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(前略）

光伏發(fā)電的成本，也就是每度電多少錢，不能簡單地根據(jù)裝機(jī)成本分析，它與如下五大因素有關(guān)：

1）裝機(jī)成本、2）日照條件（年滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)間）、3）貸款狀況（貸款利息和貸款在總投資的比例）、4）投資回收期（折舊年限）、5）運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用。由于這五大因素每個(gè)因素都有其獨(dú)立的變化性，相互的影響也十分明顯。例如，同樣的裝機(jī)成本放在不同的地域、或者同樣地域、同樣的裝機(jī)成本、但投資采用了不同的貸款比例，或者采用不同的折舊年限，等等，都會(huì)帶來截然不同的光伏發(fā)電成本價(jià)格。

為了進(jìn)行準(zhǔn)確的光伏發(fā)電成本的測算，需要對于光伏發(fā)電的成本進(jìn)行詳細(xì)而科學(xué)的分析，這里，給出了一個(gè)光伏發(fā)電的成本電價(jià)的數(shù)學(xué)分析模型。

1 發(fā)電成本構(gòu)成

1.1 裝機(jī)成本Civs

裝機(jī)成本就是一個(gè)光伏電站的總投入，它也是光伏電站公司的財(cái)務(wù)報(bào)表上的固定資產(chǎn)。由如下式構(gòu)成：

Civs = Cpan+Cstr+Casb+Ccab+ Cbas+ Ctrc+ Cpom+ Cinv+ Cdis+ Ctrf+Cacc+Ccon+Cmon+Ceng+Cman+Cland （1）

其中，Cpan為光伏組件成本；Cstr為組件支架成本，Casb為安裝費(fèi)，Ccab為電纜成本，Cbas為支架基礎(chǔ)成本，Ctrc為追蹤系統(tǒng)成本，Cpom為功率優(yōu)化系統(tǒng)成本，Cinv為逆變器成本，Cdis為高低壓配電系統(tǒng)成本，Ctrf為變壓器成本，Cacc為外線接入費(fèi)用，Ccon為土建（基礎(chǔ)、配電房、中控室、宿舍、道路）成本，Cmon為電站監(jiān)控系統(tǒng)成本， Ceng為施工與安裝費(fèi)用，Cman為施工管理費(fèi)，Cland為土地購置費(fèi)用。式（1）所計(jì)算出的Civs為裝機(jī)成本，它實(shí)際上就是電站的總投入，也是電站的固定資產(chǎn)。

1.2 運(yùn)營管理成本（Cop）

主要是電站維護(hù)和管理費(fèi)用，光伏電站可以按照總體固定投資提取某一比例進(jìn)行估算。由于光伏發(fā)電在營運(yùn)過程中，不需要原材料，也沒有運(yùn)動(dòng)磨損不部件，因此，維護(hù)費(fèi)用很低，也完全可以預(yù)見。光伏電站的運(yùn)營管理成本可用下式表達(dá)：

Cop = Civs * Rop （ 2）

其中，Rop 為運(yùn)營費(fèi)率，指運(yùn)營費(fèi)用占總投資的比例。

通常，維護(hù)費(fèi)用除了人員工資外，主要是備件費(fèi)用。根據(jù)目前為止的光伏電站經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)營費(fèi)率通常在1~3%之間。裝機(jī)容量越大的電站，比例越低。

1.3 財(cái)務(wù)費(fèi)用（Cfn） ：

主要是貸款利息。這是光伏電站運(yùn)營中變數(shù)最大的一項(xiàng)。它取決于貸款占總投資的比例Rloan和貸款利率Rintr:

Cfn=Civs * Rloan * Rintr （3）

例如，一個(gè)10MW的電站，現(xiàn)階段總投入大約為12000萬元，如果貸款75%，年利率為7%， 則每年財(cái)務(wù)費(fèi)用Cfn為：12000*75%*7% = 630 萬元

如果全部為自有資金，則財(cái)務(wù)費(fèi)用為零。

2 光伏電站的年收入Ip

每個(gè)光伏電站的收入Ip為：

Ip = P * Hfp * Tarif + Isub （ 4）

式（4）中，P為電站裝機(jī)功率，應(yīng)當(dāng)以千瓦（KW）為單位，Hfp 為年滿負(fù)荷發(fā)電小時(shí)數(shù)，它相當(dāng)于1KW容量在當(dāng)?shù)匾荒臧l(fā)出的電度數(shù)；Tarif 為上網(wǎng)電價(jià)。Isub為電站的其它收入，如CDM指標(biāo)銷售收入和來自于政府的其它補(bǔ)貼。

3 光伏電站的年利潤Iint

發(fā)電站的年利潤就是發(fā)電收入減去所有的成本后，再加上其它收入：

Iint = Ip-Cop–Cfn

= P*Hfp*Tarif+Isub–Cop–Cfn （ 5）

這里還有一個(gè)假定，就是某個(gè)光伏電站的年滿負(fù)荷等效發(fā)電時(shí)間是穩(wěn)定的，其實(shí)，年滿負(fù)荷等效發(fā)電時(shí)間雖然主要只與當(dāng)?shù)厝照諚l件有關(guān)，但實(shí)際上，組件的穩(wěn)定性會(huì)有影響。目前，按照國際光伏產(chǎn)業(yè)通用的要求，光伏組件每年的衰減不得高于1%，或者，25年不得小于20%（遞進(jìn)衰減）。而目前大多數(shù)廠家實(shí)際給出的數(shù)據(jù)是每年的衰減不超過0.5%。而實(shí)際的數(shù)據(jù)更小。因此，為簡單起見，可以假定光伏電站安裝運(yùn)行后，每年的年滿負(fù)荷等效發(fā)電時(shí)間是個(gè)常數(shù)。

4 成本電價(jià)（Tcost）計(jì)算：

假設(shè)Tcost為成本電價(jià)。因?yàn)楣夥娬镜陌l(fā)電不需要采購燃料或其它原料，日常運(yùn)營費(fèi)用很小，每個(gè)電站的成本電價(jià)主要取決于固定資產(chǎn)折舊，也就是與預(yù)期的投資回收期密切相關(guān)。這里，對成本電價(jià)的定義是，在預(yù)定的投資回報(bào)期內(nèi)能夠收回光伏電站總投資成本的最低電價(jià)。這樣，只要確定了投資回報(bào)期Per，就可以確定光伏電站每年的最低利潤Int0:

Iint0=Civs/Per （6）

令式（5）中的Iint = I int0， 并將式（6）代入（5）

Civs/Per =P * Hfp * Tarif + Isub – Cop – Cfn （6-1）

對式（6-1）計(jì)算所得到的Tarif即為Tcost：

Tcost =（Civs/Per+Cop+Cfn-Isub）/（P*Hfp） （7）

再將式（2）和式（3）代入上式（7），得到：

Tcost =（Civs/Per + Cins * Rop+ Civs * Rloan * Rintr - Isub）/（P * Hfp）

= Civs（1/ Per + Rop + Rloan * Rintr- Isub/ Civs）/（P * Hfp） （7-1）

式（7-1）就是光伏發(fā)電的成本電價(jià)。由于光伏電站總投資與裝機(jī)容量通常成正比關(guān)系，我們用Cp代表單位裝機(jī)容量的裝機(jī)成本，即Cp = Civx/P 。而光伏電站的CDM收入以及其它補(bǔ)貼也與裝機(jī)成本有正比的關(guān)系。假定isub = Isub/ Civs，作為單位裝機(jī)成本的其它補(bǔ)貼收入，稱為電站的其它補(bǔ)貼收入系數(shù)。則式（7-1）可表示為：

Tcost =Cp（1/ Per + Rop + Rloan * Rintr - isub）/ Hfp ( 8)

式（8）即為光伏發(fā)電成本電價(jià)的計(jì)算公式。它表示出了光伏電站的成本電價(jià)與光伏電站的單位裝機(jī)成本Cp、投資回收期Per、運(yùn)營費(fèi)用比率Rop、貸款狀況（包括貸款占投資額的比例Rloan和貸款利息Rintr兩個(gè)參數(shù)）、年等效滿負(fù)荷發(fā)電小時(shí)數(shù)Hfp等五大因素的具體關(guān)系。此外，還有該電站所享受到的其它補(bǔ)貼收入系數(shù)有關(guān)。

式（8）即為光伏發(fā)電的成本電價(jià)的數(shù)學(xué)分析模型。

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（下略）