平衡系统成本面临光伏价格挤压【详析】

不断下跌的组件价格在过去十年里大幅降低了光伏系统的成本。但是，组件价格是不太可能持续下跌的，开发商已开始研究其他光伏系统元件以节省更多成本，MJShiao表示。在欧洲正遭遇贸易争端、苦苦挣扎的组件制造供应链和全球市场需求正迅速转向亚洲市场，美国市场持续稳定增长。凭借2012年3.4GW的联网光伏装机量，和2013年4.4GW的预期装机量，美国市场正迈向光伏产业另一个具有标志性的年度。联邦和地方政策在为光伏市场提供支持方面起到了重要作用，但光伏系统价格的大幅下跌——主要由光伏组件价格下跌而造成——降低了经济型太阳能对补贴水准的需求。

事实上，据SEIA/GTMA市场调研公司近期公布的《美国太阳能市场观察(2013年第一季度)报告》(USSolarMarketInsightQ12013report)显示，美国光伏系统价格从2010年第一季度的平均每瓦6.31美元降至了2013年第一季度的每瓦3.37美元(详见图一)。这种下跌趋势部分反映出公共事业领域内的大规模增长，但是住宅和商用系统价格在过去三年内分别下跌了29%和38%。然而，大部分成本下跌是由于组件价格的大规模下降——在同一时间段内，组件价格跌幅高达67%。由于组件供应商受到利润不足的压力和对欧盟贸易争端的不确定性，短期内的价格下跌空间有限。

在电站系统中，由于光伏发电平衡系统(BOS)元件在项目成本中所占比例在至少60%——在住宅和商用系统中的比例则更高——项目开发商目前已将重点放在BOS硬件供应商和EPC上来降低成本(详见图二)。当整个产业着眼于那些重要但却并非实体的“软成本”，如客户采购和财务等，通过元件硬件和设计能够实现的机会仍旧十分巨大。然而，由于每个单独的元件硬件在这一过程中的贡献很小，并经常含糊不清，因此，经常使得广泛的成本下调变得十分困难。此外，由于许多BOS元件是核心商品材料，或对原料商品的依赖性极强，因此，材料价格的下调并不是十分容易实现的。

系统设计

研究的结果就是我们在光伏硬件销售商中常听到的关于减本的两大主题，其中之一为：研究不同系统元件之间的相互影响对总体系统造成的影响，而非仅仅研究各个单独元件的成本。有些研究趋势，如以较高的系统输出量和较高的组件效率对成本进行摊薄——不及组件价格溢价——已经存在了一段时间了。与此相似的是，1000V设备(而非传统的600V)的使用可在电力系统实现较大的成本下调幅度，但是由于认证和地方审批等制约因素，很难在商用系统中得到应用。然而，由于商用系统安装商对降本的渴求，以及硬件销售商对差异化市场的追求，已然开始为大于1000V的设备在商用安装领域内的应用做铺垫了。

对于系统总成本下调来说，在系统安装初期，购置1000V的元件要比600V的元件价格稍高。然而，其所具有的优势可远远超越硬件费用的增加。更换较高电压元件首先

具有将组件串延长40%的优势，从而还可在以下三个方面进行成本节约：

·可节约40%布线需求；

·可节约40%的接线盒数量；

·由于硬件数量减少，从而可大幅降低所需的技工人数。

其中劳动力成本的节约幅度要取决于所受到的司法管制和所需的技工类型(比如是否是工会成员等)，而对于一个500kW的屋顶系统来说，硬件的节省幅度可在每瓦0.03美元左右。在将劳动力成本考虑在内后，前期元件价格将下降至与使用600V设备的系统价格几乎相当的水平。

与此相似的是，光伏支架结构经销商正试图通过系统成本而非硬件成本的下调，来实现市场差异化。由于较低的产业准入门槛，光伏支架系统的竞争途径受到中欧等外来企业和相关金属加工产业内各企业在美国市场迅速发展的剧烈冲击。这种竞争趋势迫使所有细分市场内的支架价格在过去一年内就下降了10-20%，并在短期内没有显示出上扬趋势。在支架系统的成本构成中，25-50%来自于商品材料(如铝、铁等)，这就意味着产品的价格对供应商的生产规模和商品市场的依赖程度很重。

制造商们通常所采用的方式包括将重点放在可为安装商输出的价值上。新的设计更为注重安装支架系统所需要的时间，而不仅仅是硬件材料的成本。特别是当供应商抱怨着希望能使用较为廉价的工厂劳动力生产预设预制系统，来降低产品元件数量，从而取代较贵的安装工人成本。

模块化和预制系统的极端，就是系统将组件和支架结构集成在一起，SunPower、Solon和ZepSolar等公司目前可提供此类产品。尽管组件集成限制了对组件供应商的选择，但是这种做法可大幅减少组件安装的时间，以及与此相关的劳动力成本。具体的节约数量根据不同安装商而有所变动，但是近期SolarCity在其今年第一季度内的营收电话会议上，为ZepSolar做了最强有力的背书，该公司的首席营运官和首席技术官PeterRive将ZepSolar作为突破公司安装成本下调瓶颈的主要因素。

　　硬件创新

尽管第一种减本方式仍是提高项目回报率的重要工具，对第三方产权和基于系统的购电协议的关注也不断增加，从而将部分重点转至了对整个项目寿命期间的总成本上。在考虑到这一点之后，在整个产业内起到关键作用的第二个重要主题则是项目设计和BOS硬件的创新，此种创新可以较低的前期投入成本降低整个项目的运营风险。这种双赢的模式可能看起来美好得不真实，但是供应商们已然向市场推出了相应产品，并承诺可获得更为经济的结果。

由于组件供应商，甚至是逆变器供应商周围充斥着各种不确定因素，项目元件的银行可贴现能力以及项目的现金流的重要性被放在了极为重要的地位上。尽管投资商可对资产负债表进行审查，产品和项目的可靠性却是一项难以确定的问题。在最近出版的一期《纽约时报》中的一篇文章预见性地使用《太阳能的阴暗面》(SolarPower’sDarkSide)为标题，文中，领先欧洲监测公司meteocontrol指出，其所监测的3万套系统中，约有80%表现不佳，而就在同一篇文章中，其他光伏系统稳定性专家也纷纷表示了对近期成本压力所带来的冲击表示了关注。

EPC公司SunEdison所公布的数字显示，约有45%的系统故障可最终归结于光伏逆变器，即有36%的能源流逝是由于系统表现不佳。为解决这一问题，北美逆变器供应商们正积极对商用三相组串逆变器进行营销，以提高系统可用性、降低维护成本(详见图三)。在这一分类下的产品均由各领先供应商提供，其中包括SMA、Power-One、AdvancedEnergy(通过其对Refusol的收购来实现)、Solectria(通过与正泰电源建立OEM合作伙伴关系来实现)、SolarEdge等，还有许多正在等待审批的其他公司。

这些早已在欧洲市场流行的商用系统、分布式商用组串逆变器具有三重优势：

·可提高系统中最大功率跟踪点(MPPT)的数量，从而更好地优化系统输出

·可针对逆变器故障提高系统可用性

·由于每台逆变器均内置有监测能力，因此可提高系统的监测密度

此外，分布式建筑科减少直流BOS硬件的使用量，因为不再存在对直流连接器的需求。对交流连接器的需求部分抵消了这一点，但是，对中等规模的商用屋顶系统来说，总体BOS成本节约幅度可达到每瓦0.05美元。除了这一极具吸引力的优势之外，还有三相组串逆变器的售价低于商用中央逆变器的反常趋势。商用中央逆变器的平均出厂价格范围在每瓦0.2-0.5美元之间，而三相组串逆变器供应商则将其价格标在每瓦0.15-0.19美元，这样做的主要原因是由于无变压器的逆变器设计所带来的低成本。

分布式的最终端则是促进组件级别能源电子设备(MLPE)——如微型逆变器和直流优化器——进入市场。MLPE全球出货量在2012年为781MW——相当于2010年近五倍的数量。微型逆变器的价值定位轻易地将关于三相组串逆变器的争论升级——关于所增加的MPPT和监测密度与直流BOS和劳动力成本下降间的比较。当微型逆变器的价格仍居高不下时，其热情的支持者同时也指出，凭借微型逆变器模块化的特性，可在运营上实现成本节约，其中包括降低逆变器的库存量、工程/审批流程和减少订单的变更等。

直流优化器的受欢迎程度在美国仍是远落后于微型逆变器的，但是该产品仍旧是一种虽然复杂但却不可抗拒的趋势。凭借直流优化器，每个组件的输出量并不会被优化，但是整体电压输出量可被控制在一定范围内，从而使得每条组串上可连接更多逆变器。此外，对光伏阵列电压电流输出的规划，意味着无需对逆变器进行节流，即可适应较大范围内的电压和功率等级；因此，逆变器可持续进行“热”运行。Ampt与KACO之间的合作将中央逆变器的交流功率输出有550kW提高至650kW，及组串逆变器功率由10kW提高至了18kW。从而实现了在逆变器领域内每瓦成本的大幅下降。

尽管上述趋势和创新的发展速度并无法与光伏组件价格的下降相媲美，但是这些发展为那些急于在竞争更为激烈的大环境下提高市场需求量的光伏开发商提供了喘息的机会。随着补贴额的下降、2016年ITC(国际贸易委员会)条款即将过期和静计量之战在整个国家范围内逐渐显露苗头，光伏产业需要更为积极地寻求设计战略，以降低前期投资成本，并通过除了下调软成本之外的其他途径提高太阳能发电价值。通过将成本下调与价值提升相结合，不仅可以提高光伏产业在美国的经济吸引力，同时还将为更大范围内对可提高光伏普及率和电网支持度(如储能等)的各类技术应用做好铺垫。