发布日期：2025年5月21日 / 更新日期：2025年6月2日 – 作者：Konrad Wolfenstein
太阳能园区 | 地面光伏发电系统的平准化电力成本：意义和经济可行性及实例分析 – 图片来源：Xpert.Digital
太阳能成本比较：光伏发电优于传统能源
露天光伏发电系统：这项投资是否比以往任何时候都更值得？
目前地面光伏发电系统的平准化电力成本（LCOE）在每千瓦时4.1至6.9美分之间，这清楚地表明，与传统能源相比，太阳能的竞争力已显著增强。这一发展对能源行业和太阳能发电厂的经济可行性具有深远的影响。.
平准化电力成本（LCOE）是多少？
平准化电力成本（LCOE）是指发电厂在其整个生命周期内生产一千瓦时（kWh）电力的平均成本。该指标可以直接比较不同发电技术的成本。.
计算方法包括：
- 购买和安装的投资成本
- 运营和维护成本
- 融资成本
- 潜在燃料成本
- 使用寿命结束时的拆解成本
简化后的公式为：（生命周期内总成本的现值）/（生命周期内所有发电量的现值）。.
适合：
露天光伏系统的成本比较
目前，地面光伏发电系统是德国最具成本效益的发电方式，每千瓦时的发电成本为 4.1 至 6.9 美分。相比之下，其他能源的发电成本要高得多。
- 褐煤：15.1 至 25.7 美分/千瓦时
- 核能：最高可达每千瓦时 49 美分
弗劳恩霍夫研究所的研究人员甚至预测，到 2045 年，这些成本可能会进一步下降到每千瓦时 3.1 至 5.0 美分。.
地面光伏系统何时才能在经济上可行？
如果光伏系统获得的上网电价补贴和节省的电费超过投资和运营成本，则该系统被认为是经济可行的。地面安装式光伏系统受以下几个因素的影响至关重要：
1. 面积大小和系统尺寸
电厂规模越大，盈利能力越强。许多项目开发商只有在占地面积至少达到四到五公顷时才会启动项目，因为这样才能实现规模经济。然而，如果所发电能就地利用，规模较小的项目也能盈利。.
2. 薪酬与市场营销
目前提供的薪酬模式如下：
- 1000 kWp 以下的系统：固定上网电价为每千瓦时 7.00 分。
- 安装容量超过 1000 kWp 的项目：参与 2025 年最高每千瓦时 6.8 美分的招标程序
越来越多的电厂也通过购电协议 (PPA) 在不依赖电力补贴的情况下实现经济运营。.
适合：
3. 投资回收期
光伏系统的典型摊销期为 10 至 15 年。此后，初始投资将进行再融资，系统将在其剩余的 20 至 30 年使用寿命内产生利润。.
4. 网络平价
并网平价是指自发电太阳能的成本等于或低于公共电网的电力成本。德国早在2012年就达到了这一目标，这从根本上提高了太阳能发电系统的经济可行性。.
开放式设施的特殊经济优势
与屋顶太阳能发电厂相比，地面太阳能发电厂具有以下几个经济优势：
- 投资成本更低：在空旷地带安装通常比在屋顶上安装更容易、更便宜。.
- 最佳朝向：露天种植系统可以与太阳完美对齐，从而获得更高的产量。.
- 规模经济：规模较大的电厂每千瓦装机容量的成本较低。.
成本发展
近年来，光伏发电的平准化度电成本（LCOE）大幅下降——2010 年至 2020 年间下降了约 90%。这一趋势可能会继续下去，尽管速度会更加温和。.
作为对比：目前终端用户的电价约为新用户每千瓦时26.1美分，现有用户每千瓦时34.7美分。这说明发电成本与终端用户价格之间存在显著差异。.
经济实惠且可持续：为什么露天太阳能发电园区如此令人信服
由于发电成本仅为每千瓦时 4.1 至 6.9 美分，地面光伏发电系统早已具备经济可行性。它们不仅是最具成本效益的发电方式，而且还提供了极具吸引力的投资机会，且投资回收期可控。低发电成本、长期上涨的电力市场价格以及多样化的销售渠道，使得地面光伏发电系统成为一项经济合理的投资——无论对于专业的项目开发商，还是对于拥有必要土地资源的市政当局和农业企业而言，都是如此。.
露天光伏系统：4-5公顷土地上的性能潜力示例
对于地面光伏系统的规划而言，面积效率是一个关键参数。根据技术配置和场地条件，在4至5公顷的土地上可以实现平均3.6至7兆瓦的装机容量。这一范围是由以下因素造成的：
面积性能比
现代露天太阳能发电厂目前的发电量为每公顷0.9至1.4兆瓦。该数值取决于：
- 模块化技术：效率超过 22% 的高性能模块可减少空间需求。.
- 安装系统：东西向或跟踪系统可提高区域利用率高达 25%。.
- 行间距：增大组件行之间的距离（以减少遮挡）会降低功率密度，但同时也能实现农业光伏发电。.
面积和产量：根据所采用的技术和设置，利用太阳能，每公顷土地（大约相当于一个半足球场的大小）可以产生 0.9 至 1.4 兆瓦的电力。.
影响每公顷产量的因素：
- 太阳能电池板技术：更高效的太阳能电池板需要的空间更小。.
- 太阳能组件的布置：特殊的朝向或跟踪太阳的系统可确保产生更多的电力。.
- 组件行之间的间距：如果太阳能电池板之间的距离较远，则单位面积产生的电量较少，但该面积可以用于其他用途，例如农业（农业光伏）。.
计算示例：
- 如果你使用 4 公顷土地，并假设你平均每公顷产生 1.1 兆瓦的电力，那么总共就是 4.4 兆瓦。.
- 如果条件最佳，每公顷可实现 1.4 兆瓦的发电量，那么 5 公顷土地即可产生 7 兆瓦的电力。.
标准条件下4公顷的用量：
- 发电量 = 面积（公顷）× 每公顷发电量（兆瓦/公顷）
↪ 发电量 = 4 公顷 × 1.1 兆瓦/公顷 = 4.4 兆瓦
在最佳条件下，5公顷土地的产量为：
- 发电量 = 面积（公顷）× 每公顷发电量（兆瓦/公顷）
↪ 发电量 = 5 公顷 × 1.4 兆瓦/公顷 = 7 兆瓦
简而言之：更高的效率和更先进的技术 = 在相同面积上产生更多电力。4 公顷土地大约可以产生 4.4 兆瓦的电力——在理想条件下甚至更多。.
实际案例和局限性
- 使用标准化的安装结构，一座典型的 5 MW 电厂大约需要 4.5 公顷的土地。.
- 在北莱茵-威斯特法伦州，通过结合双面组件和优化行距，建成了 2023 座发电厂，产能为 1.35 MW/ha。.
- 电网连接容量通常是一个限制因素：一个 7 MW 的电厂需要 20 kV 中压连接，而这种连接是否可用必须事先检查。.
经济框架条件
目前的投资成本为每千瓦峰值功率 (kWp) 600 至 900 欧元，这意味着一个 5 兆瓦的系统需要 300 万至 450 万欧元。德国每年满负荷运行时间为 950 至 1100 小时，由此产生的年收益为：
5兆瓦 × 1050小时 = 5250兆瓦时
按照每千瓦时 6.8 分的电价（2025 年 EEG 招标价格），这将产生每年 357,000 欧元的收入，摊销期为 9-12 年。.
未来潜力
随着串联光伏组件（效率>30%）的引入，到2030年，功率密度可提高到2兆瓦/公顷，5公顷土地上可实现高达10兆瓦的发电量。.
适合：
创新光伏解决方案，降低成本（高达 30%）并节省时间（高达 40%）
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