21世纪以来，与全球气候变化密切相关的极端天气、自然灾害频发，各国纷纷制定碳中性、碳中和气候目标，加速能源清洁低碳转型、积极应对气候变化成为全球共同性议题。我国积极宣誓并推动碳达峰、碳中和目标的实施[1]。2021年，提出要构建新能源为主体的新型电力系统，在未来低碳化电力系统中，分布式新能源发电将是重要的一部分。太阳能是最具开发潜力的新能源之一[2-3]，以陕西省榆林市分布式光伏项目为例，对陕西省北部分布式光伏项目可行性进行探讨。“十三五”时期，陕西省光伏产业在国家政策的支持下迅速发展，增长速度超过国家平均水平。2016年全省光伏发电装机容量334 万kW，2020年达到1 089 万kW，年均增长55.6%，高于全国12.6%[4]。陕西省北部是太阳能资源B类地区，属于全省光资源的高值区，具有得天独厚的优越条件，太阳能开发利用潜力巨大。1项目基本情况本项目地点位于陕西省榆林市，太阳辐射值范围为5 040~6 300 MJ/m2，属于B类太阳能资源“很丰富区”，根据《太阳能资源评估方法》（GB/T 37526—2019），具有较好的开发前景。该分布式光伏项目主要利用厂房屋顶、空地和水池表面，总可利用面积约为7.34 万m2，规划容量约为7 MW，采用“自发自用，余电上网”的模式，采用10 kV电压等级接入。2太阳能资源分析本项目采用市面常用的中尺度数据分析软件Solargis进行太阳能资源分析计算。根据Solargis软件分析，场址全年水平总辐射值为5 935.2 MJ/m2，各月份的太阳辐射值如表1、图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.07.010.T001表1场址月辐射值统计月份太阳辐射值月份太阳辐射值1月318.97月653.22月364.38月584.53月540.69月470.94月616.510月414.85月703.911月311.56月668.412月287.7MJ/m210.3969/j.issn.1004-7948.2022.07.010.F001图1项目场址月均太阳能辐射数据项目场址太阳辐射的月际变化较大，各月份的辐射数值范围为287.7~703.9 MJ/m2。3月以后，辐射值迅速增大，4月~8月的辐射量较大，5月最高，为703.9 MJ/m2，11月~次年2月辐射较小，12月最低，为287.7 MJ/m2。经计算可得，区域太阳辐射月均直射比变化范围为0.512~0.658，均值为0.576，直射比等级为高级（等级符号B）。整体而言，场址太阳辐射直射较多；场址稳定度均值为0.408，稳定性为稳定（等级符号B）。3光伏电池的选择结合目前国内光伏电池市场的产业现状和产能情况，选取目前市场上主流太阳电池进行技术比较，各类型电池主要性能如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.07.010.T002表2光伏电池性能汇总项目晶硅电池薄膜电池单晶硅多晶硅硅基碲化镉碲化镉商用效率/%22.5~24.919.0~22.16.0~8.08.5~10.510.0~12.0试验效率/%26.123.314.022.123.3使用寿命/a2525252520能力偿还时间/a2~32~31~21~21~2生产成本较高较高较低相对较低相对较低优点效率高，技术成熟。效率较高，技术成熟。弱光效应好，成本较低。弱光效应好，成本相对较低。弱光效应好，成本相对较低。采用晶硅电池成熟度较高，效率稳定，国内外均有较大规模应用的实例，但晶硅电池相对价格较高，工程投资较大。随着光伏产业的不断发展，硅片厚度和单位能耗持续降低，其成本也在不断下降；采用非晶硅电池相对价格较低，总体投资小，但国内还未有大规模薄膜电池的应用实例，技术成熟度较低，稳定性较差。本工程区域位于榆林市，紫外线较强，大风沙尘、较低的气温也会对项目产生一定影响。因此，项目对光伏组件的性能稳定性和耐候性要求较高，应采用高质量的产品。采用单晶硅方案可减少基础、支架、电缆的初始投资和维护，部分抵消了自身成本高的劣势。综合考虑以上因素，本项目推荐选用单晶硅光伏电池组件。4最佳倾角选择根据PVsyst软件计算结果，倾角35°~38°时全年接收的太阳能辐射能量相对最大，此时每个月份日均太阳辐射量约5.49 kWh/(m2·d)，相比水平摆放4.38 kWh/(m2·d)有较大提升。综合考虑各种因素，部分区域（水池、空地等）光伏安装最佳倾角按36°计算。本工程选用的铺设建筑物全部为已建，屋顶主要为混凝土和彩钢瓦结构。地面和水池表面光伏组件安装按照最佳倾角36°固定角安装，彩钢瓦屋顶和混凝土屋顶按照平铺或小角度的方式安装。混凝土屋面上光伏组件有两种安装方式，分别为方位角与建筑物一致以及方位角为0的方式。以本项目中混凝土屋面为例，在光伏组件由沿屋面方向排列变为沿正南方向排列时，屋面可布置光伏组件的容量下降了13.5%，而光伏组件的发电效率只提升了0.3%，由此可见，沿屋面方向排列屋面的可布置容量更大，总发电量更大。因此，该项目的混凝土屋面光伏组件采用沿屋面方向排列方式。5项目盈利能力分析本期光伏工程的工程静态投资2 977.75万元，光伏静态投资4 300 元/kW。工程静态总投资3 304.75万元，建设期利息为65.97万元，流动资金69.5万元，工程建设总投资为3 440.22万元。本光伏项目静态投资4 300 元/kW，每月平均发电量为89 万kWh。根据厂区负荷情况，用电负荷情况连续并且稳定，预计消纳比例约100%，可通过“自发自用，余电上网”方式消纳光伏发电量。本期光伏项目生产期为25年，计算期内上网电价按照0.46 元/kWh测算财务指标。测算得：本项目总投资收益率为4.51%，项目资本金财务内部收益率9.93%，投资回收期（所得税后）为11.93年，项目收益较好。项目财务指标如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.07.010.T003表3项目财务指标汇总项目名称指标装机容量/MW6.925总投资/万元3 440.220建设期利息/万元65.970流动资金/万元69.500销售收入总额（不含增值税）/万元8 426.850总成本费用/万元5 615.810营业税金及附加总额/万元71.100发电利润总额/万元2 739.940经营期平均电价（不含增值税）/（元/kWh）407.080经营期平均电价（含增值税）/（元/kWh）460.000项目投资回收期（所得税前）/a11.140项目投资回收期（所得税后）/a11.930项目投资财务内部收益率（所得税前）/%7.850项目投资财务内部收益率（所得税后）/%6.820项目投资财务净现值（所得税前）/万元223.060项目投资财务净现值（所得税后）/万元218.100资本金财务内部收益率/%9.930资本金财务净现值/万元159.970总投资收益率（ROI）/%4.510投资利税率/%3.270项目资本金净利润率（ROE）/%12.290资产负债率/%80.180盈亏平衡点（生产能力利用率）/%59.530重点分析上网电量、上网电价、静态投资等不确定性因素发生变化对项目资本金内部收益率的影响，确定敏感因素及排序。分析结果如表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.07.010.T004表4敏感性分析参数变化率内部收益率上网电价上网电量静态投资-157.367.3621.45-109.269.2618.30-511.2711.2715.65013.4213.4213.42515.7215.7211.521018.1718.179.891520.7720.778.47%10.3969/j.issn.1004-7948.2022.07.010.F002根据敏感性分析可知，上网电量及上网电价变化对项目资本金内部收益率影响最大，且上网电价和上网电量越大，资本金本部收益率越好。反之静态投资越小，资本金内部收益率越大。项目内部收益率大于8%，盈利性好，项目在财务分析上可行。6结语“十二五”至“十三五”期间，新能源开发布局经历了“三北地区为主—均衡布局—三北地区为主”的阶段，我国能源资源赋存特点、开发条件决定了未来新能源布局重心将向“三北”回移。陕西省北部具有较好的光资源条件，可抓住国家构建新能源为主体的新型电力系统的契机，在有条件的区域推广和发展分布式光伏项目，推动当地经济的高质量发展，实现碳达峰碳中和目标。