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光伏项目 · 测算方法 01

屋顶光伏的自发自用比例,
该按多少算才不算乐观

这个数字最容易被随手填成 90%,然后整份测算就悬在空中。它不是设计出来的参数,是一个匹配结果:白天有多少负荷在等着用电、屋顶装了多少容量,两者一除,天花板就定了。先算这个天花板,再谈实际能到多少。

读这篇的人 投资方 / 业主 / 设计院 最低数据 白天负荷曲线 + 屋顶可用面积 核心变量 白天用电量 ÷ 年发电量 更新 2026-10-22

01先说结论

关于自发自用比例,三句话值得先记住:

第一句

它是匹配结果,不是设计参数

你能决定装多大,决定不了光伏什么时候发电,也决定不了车间什么时候开机。自用率是这两个既定事实相撞之后剩下的东西。

第二句

先算天花板,再算实际值

天花板 = 白天用电量 ÷ 年发电量。如果这个数小于 1,装再多也只能自用这么多,剩下的必然低价上网。多数测算跳过这一步,直接把自用率写成 90%。

第三句

屋顶装满,不等于收益最高

边际那一部分电量,电价从自用的 0.6 元掉到上网的 0.35 元。装得越多,单位投资的回报越低——除非白天的负荷也跟着涨。

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为什么这个数一动,整份测算就动

同样一度电,自发自用按用户侧电价结算(工业 0.55—0.72 元/kWh 量级),余电上网按当地燃煤基准价或市场化电价结算(0.25—0.4 元/kWh 量级)。两者差 0.2—0.35 元,接近一倍。自用率从 88% 调到 76%,加权电价从 0.57 掉到 0.54,看着只差三分钱,年收入却少 5%——落在 IRR 上是 1.3—1.8 个百分点。所以这个参数不是“估一个”,是“算一个”。

02三个口径,别混着说

同样说“自用率 85%”,两个人可能说的不是一回事。先把口径分清:

口径算法用途与偏差
电量自用率自用电量 ÷ 光伏总发电量报收益必须用这个;直接对应两段电价,是测算表里的那一行
容量自用率被本地负荷消纳的装机 ÷ 总装机设计侧常用,回答“装多大不会大量倒送”;不反映电量
时段自用率有负荷的小时数 ÷ 发电小时数判断消纳窗口;会高估电量,因为午间发电功率远大于负荷
瞬时自用率逐 15 分钟取 min(发电,负荷)后累加最准的算法,需要 15 分钟级双向计量数据;测算里应当以此为准

后两个口径常被混用。时段自用率看起来漂亮,是因为它只问“有没有负荷”,不问“负荷够不够”:中午 12 点车间在开工,负荷 300 kW,光伏出力 2 000 kW,这算“有消纳”,但真正自用的只有 300 kW,其余全倒送。所以看别人给的数,先问是哪个口径。

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分子不能用“全年用电量”

最常见的错法:拿厂区全年用电量除以光伏年发电量,得出“自用率 120%,可以全消纳”。错在分子用错了时段——光伏只在白天发电,晚上那部分负荷跟光伏没有关系。分子必须是“白天发电时段内的用电量”,通常占全天的 40%—70%,取决于班制。

03先算天花板:倒推法

不管实际能到多少,先把上限框住。上限只由两个数决定:

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自用率天花板 = 白天发电时段的用电量 ÷ 光伏年发电量

这个比值大于 1,说明负荷足够,天花板是 100%,实际值由时序错配决定,通常 85%—95%;比值小于 1,说明装多了,多出来的电量必然低价上网,实际自用率不可能超过这个比值。

举一个具体的厂:年用电 1 200 万 kWh,三班连续生产,白天 8—17 点用电约占全天 45%,即 540 万 kWh。屋顶可用 4 万 m²(彩钢瓦),按 1 万 m² 装 1 MWp 估算,可装 4 MWp,年发电约 440 万 kWh(按 1 100 h)。

项取值说明
白天(8—17 点)用电量540 万 kWh全年累计,含周末;三班制停产少
4 MWp 年发电量440 万 kWh4 000 kW × 1 100 h
天花板540 ÷ 440 = 123%大于 100%,负荷有余量
实际电量自用率85%—90%扣掉午间倒送、节假日与检修

这个厂的结论是:4 MWp 装得下、也消纳得掉。但如果屋顶够大、想装到 6 MWp(年发电 660 万 kWh),天花板立刻变成 540 ÷ 660 = 82%,实际自用率掉到 75% 上下。这不是运营水平问题,是物理上限。

所以正确的顺序是:先用白天用电量倒推“最多装多少”,再看屋顶装不装得下。反过来做——先按屋顶面积装满、再倒过来编一个自用率——就是大多数测算失真的起点。

04四类负荷形状,四个区间

天花板决定上限,负荷曲线的形状决定实际能拿到多少。同样是“负荷足够”的厂,班制不同,自用率能差 30 个百分点:

负荷类型白天用电占全天自发自用率(无储能)原因
单班制(8 小时)40%—50%55%—70%光伏 11—15 点出力最高时,车间已陆续下班
两班制(16 小时)70%—80%80%—90%白天负荷持续,仅早晚两端错配
三班连续90% 以上88%—95%负荷平稳,错配主要来自午休与节假日
冷库/数据中心95% 以上93%—98%负荷几乎恒定,且与气温正相关,与光伏同向

还有两个因素会把上表的数字往下拉,且经常被忽略:

因素影响幅度说明
周末与节假日−5—15 个百分点双休厂每年约 104 天低负荷,光伏照常发电,只能倒送
午休与换班−2—5 个百分点正好落在光伏出力最高的 11:30—13:30
夏季高温降容−2—4 个百分点组件温度 65℃ 时出力比标况低 12%—15%,同时空调负荷上升,方向相反、部分抵消
变压器容量限制可能卡死上限并网容量不足时,超出部分即使有负荷也送不出去

周末这一项最值钱。一个双休的机械厂,如果按“负荷充足”取 90%,实际全年能到 80% 就不错了。所以测算前至少要问一句:贵厂周六日开工吗?

05同一屋顶,装 2 MW 还是 8 MW

把上一节的逻辑推到极致:同一个厂、同一块屋顶,只改装机容量,收益会怎样。假设单班制,白天用电 300 万 kWh,自用电价 0.6 元/kWh,余电上网 0.35 元/kWh,造价 2.5 元/W:

装机年发电天花板上限实际自用率加权电价单位投资年收入
2 MWp220 万 kWh136%90%0.575 元25.3%
4 MWp440 万 kWh68%62%0.505 元22.2%
6 MWp660 万 kWh45%41%0.453 元19.9%
8 MWp880 万 kWh34%30%0.425 元18.7%

装机翻四倍,单位投资的年收入从 25.3% 掉到 18.7%,掉的是 6.6 个百分点。这就是“屋顶装满最划算”这个直觉失效的地方:屋顶面积是免费的,但消纳能力不是。

需要注意,这张表不代表“小装机一定更好”。装 2 MWp 时投资只有 500 万元,绝对收益小;而且实际项目里还有设计、并网、运维的固定成本摊薄问题。它要说的是:边际装机的那部分电量,必须按低电价算,不能按自用电价算。很多测算把全部电量都按 0.6 元结算,等于把最差的那 30% 电量按最好的价格卖了。

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分段算,而不是平均算

正确做法是把发电量拆成两段:前 N 度按自用电价、超出的按上网电价,N 由白天负荷决定。这不是精度问题,是口径问题——平均一个“加权电价”也能做得到,只是很容易在评审时说不清依据。拆成两段,每一段都有对应的负荷或合同支撑。

06四个最容易错的地方

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错法一:分子用全年用电量

见第 2 节。用全年电量做分子,几乎必然得出“可以全消纳”,而光伏只在白天发电。正确分子是白天发电时段的用电量,可以从 15 分钟负荷数据里直接切出来。

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错法二:按“屋顶面积 ÷ 单位面积装机”定容量

这只回答了“能装多少”,没回答“该装多少”。屋顶装得下 8 MWp,不代表消纳得掉 8 MWp。前者的约束是结构荷载与消防间距,后者的约束是白天负荷——取两者的小值,才是合理容量。

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错法三:忽略变压器容量与并网条件

自发自用比例再高,如果并网点容量不够,多余电量也送不出去。分布式项目常见的实际情况是:变压器 800 kVA,装 1 MWp 就已接近上限,再大就要增容——增容费用与审批时间都要进测算。

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错法四:把余电上网当成稳定收入

分布式余电上网的价格与消纳政策各省不同,部分区域已要求参与市场化交易或按现货结算,价格波动明显。测算里应把上网电量单列,并按当地当期政策取价,不要用早年“全额上网标杆电价”的记忆值。

07把自用率做上去的四件事

自用率低,本质是“发电的时段”和“用电的时段”对不上。能改的只有用电侧和容量,改不了太阳:

手段典型提升前提与代价
配储能搬移+8—20 个百分点4 MWp 配 1—2 MWh 即可覆盖午间尖峰;增加投资,往返效率损失 12%—15%
把高耗能工序挪到白天+5—15 个百分点需生产排程配合,可能影响交付节奏;通常是最便宜的办法
缩小装机到消纳上限直接抬高自用率牺牲规模,但单位投资回报更高;适合屋顶大、负荷小的厂
周末安排检修或低温运行+2—5 个百分点把部分负荷挪到周末白天;对连续生产型企业不适用

四项里,第二项性价比最高但最少被提:把球磨、空压、制冷这类可调工序挪到 10—15 点,不花一分钱设备投资。它需要的是生产部门配合,而不是技术方案——这也是它常被跳过的原因。

第一项要看清楚:储能的容量该由“午间倒送功率 × 时长”决定,而不是按装机的固定比例配。4 MWp 的项目配 1 MWh 与配 4 MWh,自用率能差 8 个百分点,投资差三倍,这个账要单独算。

08下一步

自用率定了“这些电卖给谁、卖多少钱”,接下来还有两个参数会改写 25 年的现金流:组件逐年衰减(决定后期发电量),以及造价口径(决定分母)。前者常被高估重要性,后者常被低估。

09口径与引用说明

本文讲方法,不给标准答案。具体项目请以下列材料为准:

  • 自用电价:以业主与电网的实际结算电价为准(含基本电费分摊方式),本文 0.6 元/kWh 为示例;合同能源管理模式下还要扣掉给业主的折扣;
  • 余电上网电价:以项目所在地当期分布式光伏上网政策与交易规则为准,本文 0.35 元/kWh 为示例,不作为承诺;
  • 单位面积装机:彩钢瓦屋顶约 100 W/m²、混凝土屋顶约 80 W/m²,实际受女儿墙、设备间、消防通道、遮挡影响,须以排布图为准;
  • 年利用小时:以场址辐照资源与倾角方案为准,本文 1 100 h 为华东地区示例;
  • 负荷数据:优先用 15 分钟级计量数据切出白天时段;只有月度电费单时,须按班制与典型日形状估算,并说明误差范围。

本文的逐时匹配在能耀的 XDesigner 中完成,按 8 760 小时仿真光伏出力与厂区负荷,逐时段取两者较小值累加得到自用电量,输出 15 张财务报表;储能容量与充放电策略在同一模型中联动优化。

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