光伏系統(tǒng)能量回收期：不足一年！

　　詆毀光伏行業(yè)的各種謠言中，有一種說法流傳甚廣!

　　光伏組件發(fā)的電，還不夠生產(chǎn)組件的耗電量!

　　對于此謠言，2016年中國光伏行業(yè)協(xié)會做過專業(yè)的辟謠。當時，整個光伏系統(tǒng)的能耗，全部回收只需要1.17年。

　　隨著技術進步，光伏項目的全部能量回收期越來越短，目前已經(jīng)不足一年!

　　光伏項目能量回收期的計算方法如下圖所示。

圖1：能量回收期的計算方法圖片來源：《光伏發(fā)電環(huán)境友好》

　　下文，用最新的各環(huán)節(jié)能耗來計算能量回收期。

　　1、光伏電站的能耗情況

　　1、計算前提由于目前市場應用的組件以高效單晶PERC為主。因此，本文以最常見的310W(60片)單晶PERC組件為例進行計算。

　　2、計算結果

　　按照目前的技術水平，上圖中，各個環(huán)節(jié)的能耗如下表所示。

表1：310W組件從生產(chǎn)到發(fā)電所需的總能耗(kWh)

　　2、計算說明

　　上表中的計算基礎數(shù)據(jù)來源于中國光伏行業(yè)協(xié)會調研數(shù)據(jù)、隆基綠能等企業(yè)的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，具體說明如下。

　　1)ER1：硅砂~金屬硅

　　根據(jù)我國實際情況，2.64kg石英砂能生產(chǎn)1kg金屬硅。據(jù)工業(yè)硅單位產(chǎn)品能源消耗限額管理的規(guī)定，我國工業(yè)硅的電耗不得高于13kWh/kg，國內目前實際工業(yè)硅電耗約為12kWh/kg。

　　2)ER2：金屬硅~太陽能級硅

　　1kg太陽能級高純多晶硅需消耗1.12kg左右的工業(yè)硅。

　　目前我國多晶硅生產(chǎn)商采用改良西門子法的綜合電耗最好可達到60kWh/kg左右。

　　3)ER3：太陽能級硅~硅棒~硅片

　　生產(chǎn)1kg硅棒需要消耗1.05kg太陽能級多晶硅原料。

　　單晶硅棒生產(chǎn)過程綜合能耗為37.16kWh/kg；硅棒切成切片環(huán)節(jié)綜合能耗為0.075kWh/片。

　　4)ER4：硅片~電池片

　　將硅片加工成電池，生產(chǎn)環(huán)節(jié)綜合能耗為96kWh/kWp。

　　5)ER5：電池片~組件

　　以60片310W光伏組件為例，

　　玻璃重量為12.93kg，每噸光伏玻璃耗能350kg標煤，按1kWh等量0.1229kg標煤計算，光伏玻璃總耗電為36.88kWh，折合0.119kWh/W，

　　鋁邊框2.8kg，按每噸耗電1.335萬度，鋁邊框總耗電為37.38kWh，折合0.121kWh/W，

　　組件層壓等耗電約為0.053kWh/W。

　　組件封裝環(huán)節(jié)耗電約為0.2925kWh/W。

　　6)ER6-1：逆變器、支架等設備

　　隨著組件轉換效率的提高，相同規(guī)模光伏電站建設過程中需要支架、電纜等用量逐漸減少。以目前的用量計算，支架鋼材和鋼筋的能耗約為0.2kWh/W，電纜能耗約為0.01kWh/W，升壓變、逆變器等按0.04kWh/W計算。

　　光伏系統(tǒng)平衡部件的生產(chǎn)能耗在本文測算中取0.25kWh/W。

　　7)ER6-2：設備運輸、土建工程

　　以目前的實際情況，在系統(tǒng)安裝過程中存在諸如設備運輸、土建工程等能耗，本文取0.11kWh/W。

　　8)小結

　　綜上所述，整個系統(tǒng)從生產(chǎn)到發(fā)電的耗電量，折合一塊60片的310W組件需要374.07kWh，折合1.207kWh/W。

　　3、光伏電站的能量回收期

　　光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，主要取決于1)項目場址的太陽能資源、2)項目的安裝方式、3)項目的系統(tǒng)效率等多個因素(詳見：如何計算光伏項目的發(fā)電量)

　　在太陽能資源好的青海格爾木地區(qū)，如果采用跟蹤式安裝，光伏項目的年利用小時數(shù)可以達到2000小時以上；在資源最差的的湖南、貴州等地，光伏項目的年利用小時數(shù)可能低至1100小時；

　　目前，我國對于三類資源區(qū)的保障性利用小時數(shù)分別取1500小時、1300小時、11小時。本文采用中間值1300小時進行計算，折合1W組件的年發(fā)電量為1.3kWh。

　　光伏電站的能量回收期為：

　　1.207kWh÷1.3kWh/年=0.93年

　　可見，目前光伏項目全系統(tǒng)的能量回收期已經(jīng)在1年以內!

　　即，光伏項目1年的所發(fā)電量，已經(jīng)高于所有設備生產(chǎn)過程中的耗電量。