行业 太阳能发电效率 & 成本计算 & 光伏的目标

太阳能照射在地球上每平方米的功率大概在 1000 瓦,太阳能电池板砷化镓的电池现在效率最高,转化效率大于37%,一平方米的功率也就是370瓦,一小时也就是 0.37千瓦时(度),普通商用太阳能电池13-22%,一平方米的功率也就是 130 - 220W,一小时的功率 0.13 -- 0.22 千瓦时(度)。

这是个相对固定的量,每天的光照情况是个变量,下雨、阴天、早晨、傍晚..... ,都影响发电量。

理论情况下,1 平方米的太阳能电池板每天日照 10 个小时,10 个小时可产生 1.4 -- 2.2 度电。

隆基乐叶,面积 2*1 米,输出功率 435 W,售价 550 元。 包逆变器 1500 元。 每平米大约 功率 为 200 - 210 W 。

BIPV 市场规模 

国家能源局综合司下发关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知。根据文件,项目申报试点县(市、区)要具备丰富的屋顶资源、有较好的消纳能力,党政机关建筑屋顶总面积光伏可安装比例不低于50%,学校、医院等不低于40%,工商业分布式地不低于30%,农村居民屋顶不低于20%。

兴业证券:我国既有建筑面积 600亿平,其中屋顶等可安装面积约占1/6,即 100 亿平。按 20% 的渗透率,可安装面积为 20 亿平。 按每平米安装 150~200W 太阳能板,装机容量为 20 亿平 * 200 W = 2 * 10 ^ 11 瓦,装机容量为 300 GW ~ 400 GW。 

如果按 造价为 5元/W 估算,对应市场规模约为 1.5万亿元 ~ 2 万亿元。

增量市场方面,参考 2020年住建部数据,全国房屋竣工面积约 38.5 亿平,可安装面积约占1/6,约为 6.5 亿平,按20% 渗透率,安装面积为 1 亿平 ,估算合计 BIPV装机规模潜力 为 20 GW ,其中厂房占比接近一半。 

对应的市场规模为 20 * 5 = 130 G = 1000 亿。 

太阳能光伏发电厂 

一平方公里  =  10 ^ 6 平方米 

不考虑空间浪费,一平方公里的装机容量  =  200 * 10 ^ 6 平方米 = 200 MW 

实际中 200 MV 光伏发电站,需要 3 平方公里,约 4500 亩,总体 + 配套 需要投资 9 亿。

按这个计算,1G 瓦的 光伏发电站,需要 15 平方公里,投资 45 亿。 

2018年12月,青海格尔木发电项目并网,总装机容量 500 MW,占地 771 公顷,总投资 21亿,年发电 9 亿度 。https://baijiahao.baidu.com/s?id=1621156661561238201&wfr=spider&for=pc

按这个计算,1G 瓦的 光伏发电站,需要 15 平方公里,投资 42 亿。

西班牙 Nunez de Balboa项目:拥有巨大的 500 MW的装机容量,吸引了大约 3亿 欧元的资本投入。整个光伏电站占地超过 1000公顷(10 平方公里),与 Usagre、Hinojosa del Valle 和 Bienvenida 等电站齐名。在整个开发项目中安装的143万块太阳能电池板,115个逆变器和两个变电站,它们拥有数百万个较小的组件。

沙漠塔克拉玛干沙漠项目

2023年5月31日,从中国第一大沙漠塔克拉玛干沙漠深处传来好消息,由山东电建一公司承建的新疆且末10万千瓦光伏电站顺利并网发电。

项目占地3916亩,装机容量10万千瓦,共有32个光伏方阵,配有储能装置,新建一座110千伏升压站,以一回110千伏线路接至就近220千伏变电站。

3916 * 667 = 2611972 平米  

10 万千瓦/ 2611972 = 38.3 瓦 / 平米 

一平米公里 = 1500 亩 

因项目地处流动沙漠中心,为确保光伏发电设备安全和沙漠环境治理,本项目将种植140余万平方米草方格,面积达2103亩,实现板上发电,板下治沙改土,减缓沙丘流动,减少水分蒸发,以利于固沙植物存活,切实为光伏电站保驾护航。

全国使用太阳能,多少面积可以满足

中国的装机容量 为 22 亿 KW (2.2 TW),需要净面积为:2.2 * 10 ^ 12  / (200 * 10 ^ 6)  = 1.1 万平方公里; 实际需要面积  1.1 * 3 = 3.3 万平方公里。 投资  9 亿 *  1.1 万 =   10 万亿。 

考虑到 太阳能一年发电 1000 多小时,国内煤电,水电,核电,风电平均发电效率约 3500 小时, 3.3 * 3.5 = 11.55 万平方公里,约合 12 万平方公里。

按每瓦 3.5 元计算,投资需要  9 * 3.5 = 32  万亿。 

发改委对光伏的目标 

根据国家发改委能源研究所的预测,到 2025年,光伏总装机规模(直流侧,下同)达到 7.3亿千瓦(730GW,相当于2020年底的2.9倍),占全国总装机的24%,全年发电量为 8770亿千瓦时,占当年全社会用电量的 9%。2020年,光伏装机容量为 25343 万千瓦( 253 GW)。

自”十五五”规划起,光伏的年新增装机已超过其他电源类型,2030年 的装机规模已成为所有电源类型的第一位,2035年光伏发电量成为所有电源类型的第一位。

到 2035 年,光伏总装机规模达到 30亿千瓦( 3000GW,相当于2020年底的12倍 ),占全国总装机的49%,全年发电量为 3.5万亿千瓦时,占当年全社会用电量的28%。

到 2050 年,光伏已成为中国的第一大电源,光伏发电总装机规模达到 50亿千瓦( 5000GW,相当于2020年底的 20 倍),占全国总装机的 59%,全年发电量约为 6万亿 千瓦时,占当年全社会用电量的39%。其发电量占比均远高于《IRENA Future of solar photovoltaic 光伏发电的未来》报告中全球光伏发电量占比的数字(25%)。

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