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光伏電站成本優(yōu)化的三個策略！
編輯 時間：2024-01-17
最近一年，光伏行業(yè)經(jīng)歷組件價格下調(diào)、峰平谷電價調(diào)整、消納限制、電力市場化交易等諸多變動。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(nèi)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(xì)化等多方面著手。
本文僅從項目投資實施階段的市場變化、政策調(diào)整、技術(shù)優(yōu)化等三方面的成本控制策略進(jìn)行闡述。
一、專注市場研究，預(yù)判價格走勢
2023年，組件價格波動巨大，對光伏項目投資影響巨大。100MW光伏項目，組件價格下降1分/W，總投資將下降100萬元！
2023年全年，組件價格降幅超過0.9元/W，至今仍未止跌企穩(wěn)，大幅提升項目收益率預(yù)期，讓一些原先不具備投資的項目具備了投資的條件，市場機會閃現(xiàn)。諸多延期開工延期并網(wǎng)的項目享受了降價帶來的巨大福利，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，收益率從最初預(yù)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(hù)配置及通信要求對工程造價的影響較大。
當(dāng)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(xiàn)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(shè)計前，要加強與當(dāng)?shù)仉娋W(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(zhǔn)施策。
要保證收益，要從：市場篩選、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(xì)化等多方面著手。
本文僅從項目投資實施階段的市場變化、政策調(diào)整、技術(shù)優(yōu)化等三方面的成本控制策略進(jìn)行闡述。
一、專注市場研究，預(yù)判價格走勢
2023年，組件價格波動巨大，對光伏項目投資影響巨大。100MW光伏項目，組件價格下降1分/W，總投資將下降100萬元！
2023年全年，組件價格降幅超過0.9元/W，至今仍未止跌企穩(wěn)，大幅提升項目收益率預(yù)期，讓一些原先不具備投資的項目具備了投資的條件，市場機會閃現(xiàn)。諸多延期開工延期并網(wǎng)的項目享受了降價帶來的巨大福利，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，收益率從最初預(yù)期的9.8%飆升至13.2%的情況，項目投資回收期也明顯下降。
組件價格不僅有跌，也有上漲的情況。2020年底，組件價格就出現(xiàn)持續(xù)2年多的上漲。因此，在項目實施前，要密切關(guān)注市場行情波動以及供需關(guān)系的變化，合理選擇開工時間。判斷準(zhǔn)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(hù)配置及通信要求對工程造價的影響較大。
當(dāng)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(xiàn)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(shè)計前，要加強與當(dāng)?shù)仉娋W(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(zhǔn)施策。
筆者曾在內(nèi)陸某項目上合理利用政策差異，通過調(diào)整并網(wǎng)電壓等級、優(yōu)化并網(wǎng)設(shè)備技術(shù)參數(shù)的配置以及對應(yīng)的電纜型號變化，共節(jié)省投資近3毛/W，可見加強對各地并網(wǎng)政策研究是至關(guān)重要的！
三、深耕精細(xì)化設(shè)計
光伏電站尤其是分布式光伏的設(shè)計通常被認(rèn)為比較簡單，經(jīng)常被忽視。
實際上，精細(xì)化設(shè)計是非常重要的！很多時候，精細(xì)化設(shè)計對投資額的影響可能在分毛之間，很多投資商認(rèn)為與提早并網(wǎng)相比不值一提；精細(xì)化設(shè)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(xì)化設(shè)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(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件以盡量提高組件串聯(lián)數(shù)為原則，使逆變器工作在最佳電壓區(qū)間，更早啟動、更晚關(guān)機，發(fā)電時間更長，發(fā)電量更大。
2、適當(dāng)提高容配比。充分結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹召Y源條件以及已并網(wǎng)電站的發(fā)電數(shù)據(jù)結(jié)合系統(tǒng)損耗，利用容配比與平準(zhǔn)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(tǒng)滿負(fù)荷運行時間。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(dá)到1.7甚至更多。
精細(xì)化設(shè)計在三個“此消彼長”的關(guān)系之間權(quán)衡并獲得最優(yōu)解。
1、設(shè)備位置與交直流電纜及其他投資成本之間“此消彼長”的關(guān)系，一種簡單的描述如下：
其中：y代表交直流電纜及其他投資成本；、分別代表不同線徑的直流電纜單價；、分別代表不同線徑的交流電纜單價；c則代表其他輔材的單價；、分別代表不同線徑的直流電纜的用量；、分別代表不同線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(shù)情況下可忽略不計。
受現(xiàn)場環(huán)境及組件排布影響，當(dāng)設(shè)備位置變化時，m與n可能會存在同步增大/減小以及一增一減的情況，但二者的增減量并不一致，同時，不同線徑的價格非線性變化，這就是精細(xì)化設(shè)計的方向?qū)ふ易钚≈怠?/span>
筆者曾在某分布式項目上遇到一個比較極端的案例，通過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(shù)，在各型號電纜用量和價格之間找到綜合成本的最低值，精細(xì)化設(shè)計前后僅電纜一項節(jié)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(fù)雜的非線性 “此消彼長”關(guān)系。組件傾角的適度減小雖然會減小發(fā)電小時數(shù)但會增大裝機容量從而可能會帶來總發(fā)電量的增加；此外，根據(jù)當(dāng)?shù)剌椪涨闆r，放棄特定時間段內(nèi)的低效發(fā)電，也會起到同樣的效果。精細(xì)化設(shè)計的方向是結(jié)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最佳傾角與平鋪發(fā)電小時數(shù)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(shè)計不僅會造成土地利用率偏低，而且會造成支架、電纜等其他材料的浪費。最終該項目通過采用低傾角設(shè)計，提高了材料和設(shè)備的利用率，成本節(jié)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”關(guān)系。檁條成本約占支架總量的70%左右，其設(shè)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(shè)計時，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)仫L(fēng)/雪荷載情況以及場地實際情況，選擇合適的跨度，做到材料成本最低是非常有必要的。
精細(xì)化設(shè)計能充分利用即有場景。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可通過采用相關(guān)流體力學(xué)軟件模擬驗證等方法，適當(dāng)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(yīng)以及風(fēng)來方向上游組件的流體減速效應(yīng)，對大陣列的邊緣區(qū)域進(jìn)行冗余設(shè)計，而對中間區(qū)和過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)可以酌情考慮適當(dāng)折減。
精細(xì)化設(shè)計能更加充分的利用土地，減少土地費用支出。當(dāng)前項目開發(fā)面臨的一大難題是“地難找”，導(dǎo)致很多項目存在光伏發(fā)電區(qū)過于分散，甚至在各山頭呈“點狀”分布的情況，這不僅造成了設(shè)施設(shè)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(xì)化設(shè)計可以充分利用有限的土地，利用合適的地形地貌實現(xiàn)在“螺螄殼里做道場”，比如：將大陣列“化整為零”，利用陡坡、復(fù)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(jié)論
光伏發(fā)電短期內(nèi)上網(wǎng)電價下行是必然事件，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參與，尤其對大企業(yè)來說，做好成本管控的核心要務(wù)是：敬畏市場、理性決策、多部門密切協(xié)同以及高層領(lǐng)導(dǎo)的密切關(guān)注！要本著“分毛必爭”、“西瓜要抓，芝麻也要撿”的原則進(jìn)行投資，大手大腳的時代真的要過去了！
三、深耕精細(xì)化設(shè)計
光伏電站尤其是分布式光伏的設(shè)計通常被認(rèn)為比較簡單，經(jīng)常被忽視。
實際上，精細(xì)化設(shè)計是非常重要的！很多時候，精細(xì)化設(shè)計對投資額的影響可能在分毛之間，很多投資商認(rèn)為與提早并網(wǎng)相比不值一提；精細(xì)化設(shè)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(xì)化設(shè)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(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件以盡量提高組件串聯(lián)數(shù)為原則，使逆變器工作在最佳電壓區(qū)間，更早啟動、更晚關(guān)機，發(fā)電時間更長，發(fā)電量更大。
2、適當(dāng)提高容配比。充分結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹召Y源條件以及已并網(wǎng)電站的發(fā)電數(shù)據(jù)結(jié)合系統(tǒng)損耗，利用容配比與平準(zhǔn)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(tǒng)滿負(fù)荷運行時間。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(dá)到1.7甚至更多。
精細(xì)化設(shè)計在三個“此消彼長”的關(guān)系之間權(quán)衡并獲得最優(yōu)解。
1、設(shè)備位置與交直流電纜及其他投資成本之間“此消彼長”的關(guān)系，一種簡單的描述如下：
其中：y代表交直流電纜及其他投資成本；、分別代表不同線徑的直流電纜單價；、分別代表不同線徑的交流電纜單價；c則代表其他輔材的單價；、分別代表不同線徑的直流電纜的用量；、分別代表不同線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(shù)情況下可忽略不計。
受現(xiàn)場環(huán)境及組件排布影響，當(dāng)設(shè)備位置變化時，m與n可能會存在同步增大/減小以及一增一減的情況，但二者的增減量并不一致，同時，不同線徑的價格非線性變化，這就是精細(xì)化設(shè)計的方向?qū)ふ易钚≈怠?/span>
筆者曾在某分布式項目上遇到一個比較極端的案例，通過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(shù)，在各型號電纜用量和價格之間找到綜合成本的最低值，精細(xì)化設(shè)計前后僅電纜一項節(jié)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(fù)雜的非線性 “此消彼長”關(guān)系。組件傾角的適度減小雖然會減小發(fā)電小時數(shù)但會增大裝機容量從而可能會帶來總發(fā)電量的增加；此外，根據(jù)當(dāng)?shù)剌椪涨闆r，放棄特定時間段內(nèi)的低效發(fā)電，也會起到同樣的效果。精細(xì)化設(shè)計的方向是結(jié)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最佳傾角與平鋪發(fā)電小時數(shù)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(shè)計不僅會造成土地利用率偏低，而且會造成支架、電纜等其他材料的浪費。最終該項目通過采用低傾角設(shè)計，提高了材料和設(shè)備的利用率，成本節(jié)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”關(guān)系。檁條成本約占支架總量的70%左右，其設(shè)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(shè)計時，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)仫L(fēng)/雪荷載情況以及場地實際情況，選擇合適的跨度，做到材料成本最低是非常有必要的。
精細(xì)化設(shè)計能充分利用即有場景。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可通過采用相關(guān)流體力學(xué)軟件模擬驗證等方法，適當(dāng)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(yīng)以及風(fēng)來方向上游組件的流體減速效應(yīng)，對大陣列的邊緣區(qū)域進(jìn)行冗余設(shè)計，而對中間區(qū)和過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)可以酌情考慮適當(dāng)折減。
精細(xì)化設(shè)計能更加充分的利用土地，減少土地費用支出。當(dāng)前項目開發(fā)面臨的一大難題是“地難找”，導(dǎo)致很多項目存在光伏發(fā)電區(qū)過于分散，甚至在各山頭呈“點狀”分布的情況，這不僅造成了設(shè)施設(shè)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(xì)化設(shè)計可以充分利用有限的土地，利用合適的地形地貌實現(xiàn)在“螺螄殼里做道場”，比如：將大陣列“化整為零”，利用陡坡、復(fù)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(jié)論
光伏發(fā)電短期內(nèi)上網(wǎng)電價下行是必然事件，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參與，尤其對大企業(yè)來說，做好成本管控的核心要務(wù)是：敬畏市場、理性決策、多部門密切協(xié)同以及高層領(lǐng)導(dǎo)的密切關(guān)注！要本著“分毛必爭”、“西瓜要抓，芝麻也要撿”的原則進(jìn)行投資，大手大腳的時代真的要過去了！
