1 引言

户用分布式光伏顾名思义，指将光伏电池板安装于家庭住宅屋面或者院落的小型光伏电站。其属于分布式光伏范畴，与之相对应的还有工商业分布式光伏、光伏+等。目前我国户用分布式光伏上网模式分为“自发自用、余电上网”“全额上网”两种，两种模式下电价的计算方式及业主的收益构成也不相同。

“自发自用，余电上网”模式下，自发自用部分电价由用户电价、当年国家补贴、地方补贴三部分组成；剩余电量上网电价由当地脱硫煤电价、当年国家补贴、地方补贴三部分组成见图一，其中国家补贴周期为20年，地方补贴则根据当地实际政策执行。

“全额上网”模式与地面电站的补贴模式相同，将全国分为三类电价区，按照当时安装电价政策，2018年1月1日之后投运的电站，一类、二类、三类资源区标杆电价分别为每千瓦时0.55元、0.65元和0.75元。由此，我们知道“全额上网”模式下业主的收入由售电收入即当地电网按脱硫标杆电价结算的电费、当年国家补贴、地方补贴三部分组成，国补就是当地所在资源区的光伏标杆电价扣除当地脱硫标杆电价的部分见图二。

图一：自发自用余电上网模式收入构成

图二：全额上网上网模式收入构成

2  户用分布式现状与存在问题

近年来，由分布式和光伏扶贫项目的户用光伏屋顶系统组成的户用光伏正在加速“飞入寻常百姓家”，根据国家电网统计数据，2015 年居民分布式光伏新增并网2万户，2016 年新增并网15万户，2017 年新增并网户数达到 46.5 万户，见图三。

图三：我国户用分布式增长图

随着户用分布式井喷式发展，户用光伏面临的问题也越来越多：

1.  设计安装不合理，不规范：由于分布式门槛低，市场前景好，不少人加入光伏行业，甚至有些企业在没有相关专业知道的前提下进军光伏行业，行业鱼龙混杂；

2.  过分夸大回报收益：利用用户对市场和政策信息的不对称，存在夸大收益回报，过度宣传，过度承诺，部分省市还出现光伏贷陷阱；

3.  电站建设质量残次不齐：荷载不足，光伏支架，连接件，螺栓等易腐蚀，组件出现严重凹陷，划痕等问题；

4.  运维体系不健全：很多光伏公司成立时间短，没有建立一套成熟的运维管理制度，电站建成后，维护工作几乎为零；

3 户用分布式案例设计及数据分析

本光伏并网发电系统采用分布式的设计方案，用户把组件安装在自家的屋顶上，根据现场勘察，排除现场左右片刻时间段存在遮挡情况，选用16块325W组件铺设，设计容量为5.2kW。同时采购一台5kW并网逆变器接入220V单相交流电网来实现并网发电。

3.1荷载情况

项目位置在江苏泰州，建筑屋为斜铺琉璃瓦屋面，计算光伏组件支架基本风压0.4KN/M2（50年重现期），基本雪压取值为0.35KN/M2（50年重现期），支架自重0.2KN/M2。

3.2系统设计及注意事项

选用协鑫常规多晶硅组件，根据系统容量和逆变器大小，考虑到组件衰减等因素，选用了16块325W组件适当超配，使逆变器输出功率更佳。直流电缆多为户外铺设，需要防潮，防晒，防寒等，所以分布式光伏系统中的直流电缆一般选用光伏认证的专用电缆，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F1*4mm2.交流电缆主要用在逆变器输出端到交流并网箱，项目采用的BV-1*6mm2硬线套PVC管进行铺设，系统配置清单见表1。

表1:5.2kW分布式系统配置清单

支架的防雷接地，一般选用40*4mm的扁钢或者φ10或者φ12的圆钢，最后埋入深度1.5m的地下，光伏组件的接地电阻要求不大于4Ω，对于达不到接地电阻要求的，通常会采用添加降阻剂或者选择土壤率低的地方埋入。另外同时需要做好逆变器、并网箱的保护接地。

3.3并网数据及经济收益分析

作为电站运维最重要的方式，逆变器监控输出发电量、通信状态、相电压、电流频率、输入电压等数据，为电站运维人员、电站业主，提供实时直观反映电站运行状态的信息。

3.3.1并网功率曲线及发电量数据

通过发电功率曲线图、发电量及收益曲线以及部分指标数据曲线可以客观的反映该电站的运行情况，下面以功率曲线图为例进行分析。

图四显示早上6点不到就开始发电，发电持续到傍晚18点10分左右，发电时常12小时之久，最高发电功率约为4.8kW,时间在中午12点左右。由于该项目安装位置左边有棵树，右边住户为假三层小楼，所以对组件发电有部分影响，在下图红线标记处发电曲线不太光滑，所以铺设组件时需要尽量安装在没有遮挡物的地方。

图四：功率曲线图

通过表2、图五一年的发电量及收益统计发现，该地区一年中最佳发电时间为5-10月，发电量最低的月份为11月-次年2月，详见图。该项目采用的是“自发自用，余电上网”模式，扣除白天自用的电量，所以银行卡实际入账费用小于理论收益，但该地区白天电价远高于并网电价0.38元，最终的综合收益要高于理论收益。

图五：发电收益趋势图

表2：分布式发电收益明细

3.3.2 经济收益分析

根据图分析，自2018年6月至2019年5月，该分布式累计发电量为5716度。根据并网时发改委印发的《关于2018年光伏发电项目价格政策的通知》，对“自发自用、余电上网”模式，全电量补贴标准降低为每千瓦时0.37元计算，补贴时间为20年，采取全额上网收益应为4287元，由于该分布式采用“自发自用、余电上网”方式，所以实际收益为4141元。

1.收回成本分析

当时该分布式建设时成本约为7元/瓦，5kW共计成本3.5万，采用全额上网收益为4287元/年。根据光伏组件设计标准要求，光伏组件衰减率保证25年不低于80%发电率（见图六），第一年衰减率为3%，以后衰减率均为0.7%，当前银行5年期年利率为2.75%。

图六：组件衰减模型示意图

假设N年后收回成本：4287+4287*0.97+4287*0.97*(1-0.007)+...+4287*0.97*（1-0.007)N-2=35000N=8.5年即约为8年半收回成本，由于该分布式早上及下午均有片刻的遮挡，所以年发电量略偏低200度左右，实际的收回成本的时间约为8年左右；

2.整体收益分析

假设光伏系统为25年寿命，根据补贴时间为20年，第21年到25年根据无补贴的脱硫燃煤标杆电价0.391元，3.5万存银行，按照5年期年利率2.75%计算：存银行20年收益为:35000*（1+0.0275）20=60214元；光伏20年收益为:4287+4287*0.97+...+4287*0.97*0.99318=78510元以上未考虑光伏得到收益后存入银行，若按照当前年利率1.75%计算，光伏20年的实际收益为93438元。存银行25年收益为：35000*（1+0.0275）25=68962元；光伏25年收益（假设第21年前期的收益也存放银行）=20年收益的后5年本息+后期5年发电量=116365元，其中：5年本息为：93438*（1+0.0275）5=107012；后5年总发电量预计为23921度，按照每度0.391度计算约为9353元；

4.结论

本文通过对分布式并网方式进行介绍，借助具体的案例设计，包括配置清单，设计注意事项以及电站的经济收益分析，让大家对分布式发电系统有个清晰的认识，同时让用户对户用分布式的投资回报率有个准确、客观的参考。整体来讲，投资分布式系统收入较优于银行储蓄理财。按照国家能源局发布的《太阳能发展十三五规划》中提出的成本目标，到 2020 年，光伏发电电价水平在 2015 年基础上下降 50%以上，则 2020 年光伏发电标杆电价三类地区需要达到 0.45-0.5 元/kwh。随着组件成本不断下降，转换效率持续提高，届时光伏平价上网时代大幕将开启，新的一轮安装潮很快就会到来。