我的屋顶光伏发电站建成记
去年底，雾霾严重，深愧自己不能做点什么，时值在读人类简史，看到这一处，不禁心潮澎湃：
为什么这么多人担心我们会耗尽所有能源？为什么他们担心我们用完所有化石燃料之后，会有一场大灾难？显然，这世界缺的不是能源，而是能够驾驭并转换符合我们所需的知识。如果与太阳任何一天放射出的能量相比，全球所有化石燃料所储存的能源简直是微不足道。太阳的能量只有一小部分会到达地球，但即使是这一小部分，就已经高达每年3766800艾焦（焦耳是能量单位，在地心引力下将一颗小苹果抬升一米，所需的能量就是一焦耳；至于艾焦则是10的18次方焦耳，这可是很多很多颗苹果。）全球所有植物进行光合作用，也只能保留大约3000艾焦的能量。 – 《人类简史》
住在顶楼，天天坐享日光浴的我，突然给这段话点醒了。为啥不在楼顶装个太阳能发电装备呢？其实大概十年前，就有过这个想法，可惜当时没有查到可操作的方案，只好作罢了。如今有了这个想法，再网上一查资料，技术成熟，补贴到位，回收环境压力不大，魔都的气候条件也合适。还等啥呢？过完春节马上开始动工了。
先给大家瞧瞧这个：
这是装在我手机上的光伏发电监控app，可以方便的查看发电量报表和设备信息。自从我的屋顶光伏发电站建成以来，每天都会看一看当日发电量和减排的二氧化碳量，感觉天儿好的时候，在家吃个火锅都是绿色环保锅儿了。
行吧，现在说说建设个人光伏电站这件事的过程和经济账，万一有哪位有兴趣，就算是个参考咯。
并网光伏发电是这么一回事儿
家用光伏发电系统可以做成离网系统，也可做成并网系统。比如说，你在美丽的南迦巴瓦山脚下有一个与世隔绝的小木屋，要开灯煮饭洗热水澡，那么你需要一个离网的光伏发电系统，就是跟国家电网没毛线关系，自发自用。如果你跟我一样，住在城市里，并且当地政策允许光伏发电网设备接入国家电网，那么你的选择就应该是并网光伏发电系统了。
并网系统不需要蓄电池，由光伏方阵，控制器，并网逆变器，双向电表几部分组成。用户以自发自用为主，余电上网卖给国家。光伏发电量不足以支撑用户用电量时，依然可以从国家电网补充买入。
算算经济账
光伏发电算是绿色能源，不论是自用还是卖给电网，都享受价格补贴。光伏发电每一度电，国家补贴0.42元，持续补贴20年，上海市地方政府补贴0.4元，持续补贴5年。如果是卖给国家电网，在补贴之外，还有一个基础收购价格，这个价格是浮动的，现在大约在0.4元/kwh。
光伏太阳能电站的建设成本是和发电容量成正比的，目前上海的行情是每1kw的单价10,000-12,000rmb，这个价格是包含了所有硬件和施工的最终打包价格。以我家为例，单价是10,000rmb/kw，装机量5.8kw, 所以最终总价就是58，000rmb。其中光伏板保修5年，逆变器保修1年（逆变器如果单独买的话在几千元样子，装机量大的话，逆变器也会贵一些）。以上海的气候条件，保守估计的单位年发电量是1140kwh/kw/year。也就是说平均每1kw的光伏板装机容量，每年的发电量保守估计在1140kwh。
上海2016年的三阶梯电价是：
第一阶梯：0.617 （rmb/kwh）
第二阶梯：0.667（rmb/kwh）
第三阶梯：0.917（rmb/kwh）
那么在前五年中，假设逆变器不损坏，那么每1kw的光伏装机容量，在最初的五年当中，假设光伏发电全部自用，每年产生的效益是：
如果全部抵扣第一阶梯：1140*(0.617+0.42+0.4）=1638rmb
如果全部抵扣第二阶梯：1140*(0.667+0.42+0.4）=1695rmb
如果全部抵扣第三阶梯：1140*(0.917+0.42+0.4）=1980rmb
如果光伏发电全部并网卖给国家电网，年收益是：
1140*(0.4+0.42+0.4）=1391rmb
对照数据一看，显然自用比卖给国家要更加合算，而且对于用电大户，因为抵扣的是高阶电价，所以会更加核算。具体的收益情况，和家庭用电量，在时间上的分布和太阳能的重叠度都有关系，当然最重要的，和天气有很大关系。实际收益应该是一个介于1391-1980之间的数。换句话说，在前五年里，资金的年回报率大约是13.9-19.8%之间。
5-20年期间，上海政府不再有补贴，所以每1kw装机量的年效益就变成了：
如果全部抵扣第一阶梯：1140*(0.617+0.42）=1182rmb
如果全部抵扣第二阶梯：1140*(0.667+0.42）=1239rmb
如果全部抵扣第三阶梯：1140*(0.917+0.42）=1524rmb
如果光伏发电全部并网卖给国家电网，年收益就是：
1140*(0.4+0.42+0.4）=1391rmb
也就是，实际年化收益率在12-15%。但是考虑到5年之后光复原件已经出保质期了，所以实际收益是在上面这个基础上逐年衰减的。
当然了，这一切的前提，是基于一个比较保守的发电量来进行估算的。从目前积累的数据看，上海的天气情况，一般是5-7年收回成本，之后发电产生的所有收益就是额外红利了。
个人光伏电站，怎么装？
在我华夏大地生活，怎么能离开某宝？只要某宝上搜一下光伏发电，各种提供打包解决方案的店铺就出来了。价格比较透明，利益无关，我就不作推荐了。
我走的流程是这样的：首先是施工方实地踩点，大家确定安装容量。然后征询邻居同意并签字（如果你们和我一样，是住在公寓楼的顶楼，那么需要同一单元楼栋的邻居签字同意，才可以安装。因为多层公寓的楼顶毕竟属于公共建筑部分，不是私家用地。需要大约80%以上用户的同意签字，屋顶光伏发电站才可以申请建设。如果是私人独立建筑，就不存在这个问题了）。拿到邻居签字的证明后，连同身份证/房产证/银行卡等各种证件的复印件一起，去电力公司申请开通业务。其实作为业主只要备齐了资料就好，施工方会代为跑腿处理的。 申请成功后，就是施工方安装调试光伏设备，供电局验收并且安装光伏电表了。工程项目全部结束后，电力部门会在一两周之内联系业主，去营业厅签订一份合同，从此愉快的成为国家电网的合法供货方。
（下面是我家的楼顶光伏电站。因为光伏板是安装在支架上的，和楼顶形成一个空气夹层，所以有一定保温作用，夏天据说能让顶楼的房间直降2-3°C，这个还有待考证）
讲个有趣的事情，电力部门上门验收的人员特意告知我，现在关于光伏发电还没有专门的电费单，电力部门直接每季度结算后，把卖电款项连同补贴费用打入我提供的银行账户。他一再表示，如果对数目有疑问，可以随时致电他，他可以把系统截屏发给我作为参考。好吧，反正我手机app上查发电量方便的（这个app是光伏施工方提供的，直接从光伏电站读取数据，与国家电网无关），数目能对的上就好。
想多一点
在张罗着装光伏发电的这些天里，我不断的在想，既然太阳能又清洁高效，又技术成熟，为啥没有大面积的推开使用呢？起码在气候条件合适，经济条件又允许的地方应该能推广啊。然而放眼全球，貌似只有澳洲推广的比较好，其他不管珠三角长三角还是加州佛州还是地中海加勒比海，一律普及率渣渣。
看起来不止我一个人有这样的疑问，在quora上就有人问为啥全世界的房顶没铺满光伏板？（比我还狠）总结起来，还是经济驱动。当地的电费定价和光伏板的安装成本达到一定对比差后，太阳能的优势就显出来了。然后大众对新事物的接受度，和政府的鼓励政策也影响了推广速度。
这也就理解了为啥光伏发电在澳洲普及的这么好。天气适合当然是重要愿意了，此外电费贵（现在已经涨到0.27AUD/kwh了，是上海第一阶梯电价的两倍还多），相比起来光伏板的价格优势就出来了。所以在土澳盖房子，屋顶的光伏板几乎已经成为标配。不仅如此，在土澳造房子还必须通过engergy rate审核，不到节能标准就没法通过审核（没错，土澳的小伙伴告诉我，她家试图客厅多装几只灯管都不行）。
另一个问题，是在我考虑安装的时候就非常好奇的——关于光伏板的回收代价。如果光伏板像老式锌锰电池一样，在寿终正寝后，需要非常大的代价来回收，或者带来很大的环境破坏，那么这依然算不上是个好的能源替代方案。目前查到的资料来看，光伏板的平均寿命大约在25-30年样子，其主要构成是半导体，玻璃和金属，不含影响环境的剧毒物质。即使以目前的回收技术来看，光伏板的生产和回收所需要的能源也远远低于它的生产周期所能收集的能源，可以放心使用（具体比例和光伏板使用区域的光照强度，回收方法都有关系，就不贴细节了）。
后记
给你们看看我只有十几个平米的小晒台，去年大暑时节拍的。这么看也许没啥，可是每次我爬上楼顶往下看时，就只见一片灰蒙蒙中，凭空长出一片翠绿欲滴的一个小院儿，水草丰美落英缤纷，那就是我的家。
现在，这个小院儿的头顶上，除了凌霄花，又覆满了能收集太阳的魔法电站，这真是棒极了。。。
