设计方案｜如何合理设计工商业光伏储能 实现无补贴高收益 ？

 随着煤炭和石油等化石能源成本提高，火电价格会越来越高，太阳能的成本会越来越低，但大量太阳能系统电力并入电网将带来不小的冲击。而分布式太阳能发电结合储能系统的方式，可以按要求以恒定功率输出，克服了光伏系统功率不稳定的缺点。

培育壮大清洁能源产业、支持光伏发电等清洁能源发展是能源生产革命、消费革命的重要内容。国家对发展光伏的方向是坚定不移的，对光伏产业的支持是毫不动摇的。

531三部委出台文件，对于技术先进、发展质量高、不需要中央财政补贴的光伏发电项目，国家是是放开的。“光伏+储能”是目前最为可靠、最有潜力的一种可能，也是最有可能被大规模应用的分布式光伏解决方案。在电价较高、峰谷价差较大、经常停电的场所，合理设计，即使没有国家补贴，也能实现高收益。

案例分析

我们以深圳一个工业厂房为例，设计一个光伏储能项目，深圳工商业电价分为峰平谷3个阶段，如下图所示，峰值电价为1.08元/度，平值为0.73元，谷值为0.36元。工厂生产用电从早上8点到下午18：30分，功率为120kW左右，中午12：00-13：30休息，功率为20kW左右，18：30-21：00为办公用电，功率为40kW左右，每天用电的电费如下:

平段共6小时，消耗540度，电费394.2元;峰段共5小时，消耗680度电。电费734.4元，谷段没有消耗电能，夏天和冬天有10%左右的差别，周六会经常加班，一年无生产的假期大约80多天。每年的电费约300万。本项目业主自有厂房，注重环境保护，有闲置资金安装光伏电站，用于抵扣电费。

方案设计

根据工厂的用电情况，深圳当地的气候，光照最好的时候峰值约6小时，我们设计一个光伏并离网储能系统，组件选用400块300W单晶双面组件，共120kW，双面组件，背面也可以发电，通常发电量有10%以上的提升，预计平均每天可以发400多度电，在光照最好的时候可以发800度电左右，采用20块串联，10路汇成一个汇流箱，共2个汇流箱，逆变器选用HPS120kW并离网一体机，输出功率132kVA，蓄电池采用250节2V1000V的铅炭电池，可储能的电量400度左右。

储能逆变器各阶段工作状态如下：

1)在电价谷值23：00时，电网给蓄电池以100A的电流充电，充到80%为止，早上有光照时，光伏方阵给蓄电池组充电，直到9：00为止。如果蓄电池充满，电量大约400度。

2)在电价峰段9：00-11：30，蓄电池和组件通过逆变器，以恒功率100kW同时给负载供电，2.5小时消耗250度电;

3)在电价平段11：30-14：00分，光伏方阵给蓄电池组充电;

4)在电价峰段14：00-16：30，蓄电池和组件通过逆变器，以恒功率100kW同时给负载供电，2.5小时消耗250度电;

5)在电价平段16：30-19：00分，光伏方阵给蓄电池组充电;

6)在电价峰段19：00-21：00，如果蓄电池电量还有，以恒功率20kW同时给负载供电，直到蓄电池的电量30%为止。

先进技术

本系统采用了最新的技术，双面单晶组件、双向并离网储能逆变器、铅碳电池，技术先进、发展质量高，符合国家能源局对光伏的要求，国家会大力支持。

1)双面组件：双面组件使用的电池技术主要有基于p型硅片的PERC技术，基于n型硅片的PERT技术和异质结结构的HIT技术。除了正面接收太阳辐射外，双面组件背面也可以接收来自空气中的散射光、地面的反射光以及每天早晚来自背面的太阳直射光。因此双面组件的发电量与相同电站设计的单面组件相比有10-30%的增益。

2)双向并离网储能逆变器：古瑞瓦特HPS系列三相太阳能并离网逆变控制一体机，采用新一代的全数字控制技术，纯正弦波输出;太阳能控制器和逆变器集成于一体，方便使用。逆变器为充电放电双向控制，且充放电时间可以自由设定，并离网状态无缝切换，给负载提供不间断电源。

3)铅炭电池：将铅蓄电池和超级电容器两者技术相融合，是一种既具有电容特性又具有电池特性的双功能储能电池。充电电流可达0.2C，放电电流可达0.4C，完美适应光储系统，充电功率低时间长，放电功率大时间短的要求，循环寿命高，70%的放电深度循环次数超过4000次，使用寿命超过10年，性价比高，价格略高于普通胶体电池，是锂电池价格的三分之一。

投资收益

先计算成本，531新政策出台后，组件和逆变器等设备厂家下降了价格，120kW的光伏电站原材料和安装成本可降到4.8元每瓦，EPC利润也会下降，算0.5元每瓦，这样整个系统初装费用为63.6万元，铅炭蓄电池是系统最贵的一部分，也是寿命最短的设备，目前价格还没有大幅下调，250节2V1000AH的蓄电池约45万，总投资108.6万元。

再计算收益，平均每天发电400度，自用280天，按1.08元每度价格算，每年收益为12.1万元，节假日余量上网为85天，以脱硫电价0.45元卖给电网公司，总费用为1.53万元。还有峰谷价差的收益，假定蓄电池充放电效率为85%，电价峰段时充电280度，电费抵扣302.4元，电价谷段时充电330度，费用是118.8元，每年峰谷价差的利润是5.14万元。所有收入加起来为18.77万元。

该模式设定为厂房业主有闲余资金自己投资，光伏发电用于抵消电费开支，所以不计算资金的货款成本，以及税金和租金等各种开支。

综合计算，成本回收期为5.79年，不到6年就可以收回全部投资，还有近15年时间是纯收益。

总结

光伏发电结合储能系统，不仅拓展应用范围，对光伏产业的发展带来更多的机会，而且投资收益率还很高。

1)逆变器可以按要求以恒定功率输出，克服了光伏组件功率不稳定的特点，可以大幅度提高光伏发电在电网中的比例，逆变器还可以调节功率因素，提高了电网的品质;

2)通过波谷储存电能，波峰输出电能，电网峰值用电量可大幅削减，通过峰谷电价差价，为用户创造更大的价值;

3)在电网停电时，系统可以组成一个离网系统，为负载提供应急电源。

工商业屋顶情况复杂，工厂用电情况也千差万别，每一个项目都需要仔细分析，量身订做，才能获得更好的经济效率，古瑞瓦特精心打造适应于工商业储能专用的HPS系列30-150kW双向并离网储能逆变器，PCS系列250-630kW双向储能逆变器，在国内外多个地方成功应用，公司的技术支持工程师经验丰富，为客户设计最优方案，推进工商业分布式光伏平价上网时代的到来。