3.市場(chǎng)研究和模型輸入
（1）太陽能發(fā)電模塊效率的發(fā)展趨勢(shì)
自從2010年以來，單晶硅和多晶硅的太陽能發(fā)電模塊組件效率逐漸提升，60片和72片多晶硅組件的效率每年平均增長(zhǎng)0.3%~0.4%。2020年第一季度調(diào)查表明，單晶組件效率已經(jīng)達(dá)到19.5%。由于組件選擇可能因地區(qū)和行業(yè)而異，因此其效率和價(jià)格可能有所不同。
（2）按技術(shù)劃分的太陽能發(fā)電系統(tǒng)
在2020年第一季度基準(zhǔn)報(bào)告中，使用單晶硅太陽能發(fā)電組件而不是之前的多晶硅太陽能發(fā)電組件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，因?yàn)樽詮?016年以來美國(guó)市場(chǎng)轉(zhuǎn)向使用更多的單晶硅太陽能發(fā)電組件。
（3）太陽能發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展趨勢(shì)
該圖顯示了來自Tracking the Sun公司調(diào)查報(bào)告中的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模發(fā)展趨勢(shì)。與往年一樣，假設(shè)住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)采用22個(gè)單晶硅組件模塊，每個(gè)住宅太陽發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量為7.0kW。
商業(yè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模變化更大，這可能反映了其用戶更加廣泛（例如寫字樓、商場(chǎng)和零售店）。該報(bào)告分別使用200kW和500kW作為商業(yè)住宅和地面安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)的基準(zhǔn)案例。
（4）美國(guó)住宅和商業(yè)逆變器市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
自從2010年以來，組件級(jí)電力電子技術(shù)及產(chǎn)品(MLPE)在加州住宅領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率一直在快速增長(zhǎng)。這種市場(chǎng)增長(zhǎng)可能是由于MLPE成本降低以及自2014年以來美國(guó)電氣規(guī)范(NEC)第690.12條的建筑物太陽能輸出的“快速關(guān)閉”要求——MLPE本質(zhì)上滿足快速關(guān)閉要求而無需安裝額外的電氣設(shè)備。
對(duì)于住宅太陽能系統(tǒng)成本計(jì)算，分別對(duì)組串級(jí)逆變器、功率優(yōu)化器和微型逆變器選項(xiàng)進(jìn)行建模，并在加權(quán)平均情況下在2020年第一季度模型中使用它們的市場(chǎng)份額（14.6%、49.8%和35.6%）。
在過去幾年，只是將組串逆變器用于商用太陽能發(fā)電設(shè)施基準(zhǔn)，而不是按MLPE份額進(jìn)行加權(quán)；而在2020年，還對(duì)MLPE份額的商業(yè)住宅太陽能發(fā)電設(shè)施基準(zhǔn)進(jìn)行了加權(quán)（三相組串逆變器為45%，功率優(yōu)化器為39%，微型逆變器為16%）。
（5）逆變器價(jià)格發(fā)展趨勢(shì)
該報(bào)告從Wood Mackenzie（2014a、2014b、2019a、2020）和Wood Mackenzie和SEIA（2020）的調(diào)查報(bào)告中獲得了逆變器價(jià)格。2010年和2011年的數(shù)據(jù)也得到了補(bǔ)充，使用來自Enphase(2019)調(diào)查報(bào)告的微型逆變器銷售數(shù)據(jù)。
（6）逆變器價(jià)格和DC-AC比率
報(bào)告使用不同的DC-AC比率（上表）將美元/WAC價(jià)格從之前的逆變器價(jià)格數(shù)字轉(zhuǎn)換為美元/WDC。而在基準(zhǔn)測(cè)試中，使用美元/WDC計(jì)算所有成本，其中包括逆變器價(jià)格。該報(bào)告使用勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)更新了逆變器DC-AC比率。
（7）模塊價(jià)格（美國(guó)vs.全球）
假設(shè)2020年第一季度Tier1單晶硅太陽能發(fā)電組件的出廠價(jià)（現(xiàn)貨或首次購(gòu)買者）為0.41美元/W。雖然全球太陽能發(fā)電組件現(xiàn)貨價(jià)格正在持續(xù)下跌，但美國(guó)現(xiàn)貨價(jià)格卻在2017年上漲。包括美國(guó)對(duì)進(jìn)口太陽能發(fā)電模塊的限制政策在內(nèi)的一些因素可能導(dǎo)致了美國(guó)和全球現(xiàn)貨價(jià)格之間的差異。美國(guó)現(xiàn)貨價(jià)格在2018年初再次開始下跌，并且在2020年第一季度繼續(xù)下跌，接近歷史最低水平，但單晶硅太陽能發(fā)電組件的交易價(jià)格仍高于全球組件平均銷售價(jià)格。
在過去幾年，美國(guó)市場(chǎng)對(duì)單晶硅太陽能發(fā)電組件的需求不斷增加，以至于到2020年對(duì)多晶硅太陽能發(fā)電組件的需求難以對(duì)2020年第一季度美國(guó)現(xiàn)貨定價(jià)進(jìn)行“一對(duì)一”比較；因此，在比較這兩種技術(shù)時(shí)，需要對(duì)2019年第一季度的成本進(jìn)行建模。而在2019年第一季度，其假設(shè)基于Wood Mackenzie和SEIA（2020）的Tier1單晶組件的出廠價(jià)格為0.4美元/W，而Tier1多晶組件的出廠價(jià)格為0.33美元/W。
（8）2020年第一季度模塊價(jià)格
盡管商業(yè)和公用事業(yè)規(guī)模的太陽能發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)商通常能夠以現(xiàn)貨價(jià)格或接近現(xiàn)貨價(jià)格采購(gòu)太陽能發(fā)電組件，但住宅太陽能集成商和安裝商會(huì)產(chǎn)生額外的供應(yīng)鏈成本。當(dāng)以前采購(gòu)的模塊安裝在現(xiàn)在的系統(tǒng)中時(shí)，其歷史庫存價(jià)格可能會(huì)導(dǎo)致住宅市場(chǎng)太陽能發(fā)電模塊價(jià)格的價(jià)格有所滯后（大約6個(gè)月）。
而在2020年第一季度住宅太陽能成本基準(zhǔn)中，其供應(yīng)鏈成本相當(dāng)于0.02美元/W(6%)的溢價(jià)。假設(shè)小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝商和集成商在組件運(yùn)輸和處理的現(xiàn)貨價(jià)格基礎(chǔ)上均需支付15%（0.06美元/W）的溢價(jià)，這與2018年第一季度住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的基準(zhǔn)一致。由于采購(gòu)規(guī)模較小，小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝商需額外支付20%（0.09美元/W）的溢價(jià)。這兩種類型的公司還需繳納5%的銷售稅，因此小型太陽能發(fā)電模塊的成本為0.61美元/W，集成商的成本為0.52美元/W。
（9）鋰離子電池產(chǎn)品價(jià)格
美國(guó)鋰離子電池現(xiàn)貨價(jià)格在2010年至2019年間大幅下跌（87%）。僅2018年至2019年，價(jià)格就下跌了13%。彭博新能源財(cái)經(jīng)公司（BNEF）的調(diào)查報(bào)告提到的鋰離子電池價(jià)格是指用于電動(dòng)汽車和固定儲(chǔ)能系統(tǒng)的鋰離子電池的加權(quán)平均值。而在前幾年，由于缺乏不同持續(xù)放電時(shí)間的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)使用了加權(quán)平均值（即“鋰離子電池”價(jià)格）。在2020年第一季度基準(zhǔn)報(bào)告中，采用了彭博新能源財(cái)經(jīng)公司（BNEF）報(bào)告中的固定儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本數(shù)據(jù)，并按細(xì)分市場(chǎng)和持續(xù)放電時(shí)間進(jìn)行區(qū)分。盡管這一基準(zhǔn)報(bào)告中未提及，彭博新能源財(cái)經(jīng)公司（BNEF）的調(diào)查報(bào)告還提供了持續(xù)放電時(shí)間為30分鐘和2小時(shí)的商業(yè)和公用事業(yè)規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池成本數(shù)據(jù)。
（10）運(yùn)行維護(hù)
在2018年，美國(guó)能源部下屬的太陽能發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)(O&M)工作組開發(fā)了一個(gè)模型用來計(jì)算與太陽能發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維相關(guān)的成本。成本模型中的133項(xiàng)措施分為9個(gè)運(yùn)維成本類別：逆變器更換、運(yùn)營(yíng)管理、模塊更換、零部件更換、系統(tǒng)檢查和監(jiān)控、模塊清潔和/或植被和蟲害管理、土地租賃、財(cái)產(chǎn)稅、以及保險(xiǎn)、資產(chǎn)管理和安全。目前的成本基準(zhǔn)是28.94美元/kW/年（住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)）、18.55美元/kW/年（商業(yè)和住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)）、18.71美元/kW/年（商業(yè)和地面安裝的太陽能發(fā)電系統(tǒng)）、16.32美元/kW/年（公用事業(yè)規(guī)模太陽能系統(tǒng)）和17.46美元/kW/年（公用事業(yè)規(guī)模太陽能系統(tǒng)，單軸跟蹤器）
4. 住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)模型輸出
（1）住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)
（2）住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的建模輸入和假設(shè)
（3）住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的模型輸出
2020年第一季度美國(guó)基準(zhǔn)：7.0kW住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本
該圖顯示了美國(guó)住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)模型中的基準(zhǔn)成本。太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝商62%的市場(chǎng)份額和集成商38%的市場(chǎng)份額用于計(jì)算加權(quán)平均值。組串逆變器、功率優(yōu)化器和微型逆變器選項(xiàng)都需要單獨(dú)建模，混合部署的將應(yīng)用它們的市場(chǎng)份額（14.6%、49.8%和35.6%）作為權(quán)重。
2020年第一季度基準(zhǔn)的敏感性分析：7.0kW混合住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本
該圖顯示了混合部署情況下基準(zhǔn)的敏感性分析，成本類別因位置和硬件規(guī)格而異。逆變器類型對(duì)安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本的影響最大，使用組串式逆變器的成本為2.47美元/W，使用微型逆變器的成本為2.83美元/W。
2020年第一季度NREL模型成本基準(zhǔn)vs.2020年第一季度開發(fā)商報(bào)告的成本
自下而上的建模方法產(chǎn)生的成本結(jié)構(gòu)不同于太陽能發(fā)電集成商在其公司文件中提到的成本結(jié)構(gòu)。由于集成商銷售和租賃太陽能發(fā)電系統(tǒng)，他們采用與只是銷售商品的銷售商不同的報(bào)告成本方法。租賃太陽能發(fā)電系統(tǒng)的許多成本是在租賃期限內(nèi)產(chǎn)生的，而不是在銷售期間產(chǎn)生的，因此很難確定銷售的實(shí)際成本。盡管太陽能發(fā)電開發(fā)商Sunrun公司和Vivint Solar公司的文件按照季度來報(bào)告系統(tǒng)成本，但由于其公開文件缺乏透明度，因此很難確定這些成本的準(zhǔn)確性。安裝成本的部分差異可能會(huì)出現(xiàn)來自太陽能發(fā)電集成商在2020年第一季度安裝的系統(tǒng)中使用的先前合同。
住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝成本與具有必要附加功能的成本
基準(zhǔn)測(cè)試方法包括自下而上計(jì)算安裝美國(guó)住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生的所有必要和項(xiàng)目開發(fā)成本。今年的成本基準(zhǔn)報(bào)告計(jì)算了許多太陽能發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)常產(chǎn)生的額外硬件、安裝人工成本。由于某些具有管轄權(quán)的當(dāng)局的要求，或者對(duì)于特定建筑物，必須產(chǎn)生額外的硬件和安裝人工成本。并非所有項(xiàng)目都必須承擔(dān)這些成本，因此每個(gè)步驟對(duì)太陽能發(fā)電系統(tǒng)總成本的平均貢獻(xiàn)是通過將每次發(fā)生的平均成本（材料成本或小時(shí)工資乘以小時(shí)數(shù)）乘以估計(jì)百分比來計(jì)算的。使用這一步驟的銷售額除以從這一步驟到已經(jīng)安裝系統(tǒng)的平均轉(zhuǎn)化率。額外成本類別可能會(huì)增加10%的基準(zhǔn)系統(tǒng)成本。
（4）住宅太陽能的模型輸出
2019年第一季度多晶硅住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本和2020年第一季度單晶硅住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本
在2020年第一季度基準(zhǔn)成本報(bào)告中，使用單晶硅組件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，這與本報(bào)告的先前版本不同，因此為多晶硅組件進(jìn)行建模。在過去幾年，美國(guó)市場(chǎng)對(duì)單晶硅組件的需求不斷增加。如上圖所示，在2019年第一季度，住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)使用多晶硅組件比使用單晶硅組件有著0.06美元/W的系統(tǒng)價(jià)格溢價(jià)。通過提高單晶硅太陽能發(fā)電組件效率實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)總成本降低超過了單晶硅組件價(jià)格的溢價(jià)。從2019年第一季度到2020年第一季度，使用單晶硅組件的住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)格降低了0.06美元/W(2%)。
（5）住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的投資成本基準(zhǔn)歷史趨勢(shì)
從2010年到2020年，住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本基準(zhǔn)降低了64%。大約57%的成本減少可歸因于總硬件成本（模塊、逆變器和硬件BOS），因?yàn)樵诖似陂g模塊價(jià)格下降了85%。另外20%可歸因于勞動(dòng)力成本在此期間下降了84%，最后22%歸因于其他軟成本的下降，其中包括PII、銷售稅、間接費(fèi)用和凈利潤(rùn)。
從2019年到2020年，住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本基準(zhǔn)下降了2%。
（6）住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）假設(shè)
2010～2018年的所有數(shù)據(jù)均來自Fu、Feldman和Margolis（2018年）報(bào)告，并根據(jù)通貨膨脹進(jìn)行了調(diào)整。住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)即平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）假設(shè)：(1)系統(tǒng)壽命為30年；(2)聯(lián)邦稅率21%；(3)州稅率6%；(4)修正加速成本回收系統(tǒng)(MACRS)折舊計(jì)劃；(5)沒有聯(lián)邦或地方補(bǔ)貼；(6)運(yùn)營(yíng)資金及償債準(zhǔn)備金占到運(yùn)營(yíng)成本及償還債務(wù)的6個(gè)月（利率為1.75%）；（7）三個(gè)月期建設(shè)貸款，利率為4%，手續(xù)費(fèi)為系統(tǒng)成本的1%；(8)發(fā)電模塊傾角為25度，方位角180度；（九）18年期限的債務(wù)；(10)1億美元住宅項(xiàng)目池的TPO交易的110萬美元前期金融交易成本；(11)來自Feldman、Bolinger和Schwabe（2020年）的2019年和2020年財(cái)務(wù)假設(shè)。
（7）住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）基準(zhǔn)歷史趨勢(shì)
從2010年到2020年，住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)電力成本基準(zhǔn)降低了74%（從2019年到2020年降低了1%），使無補(bǔ)貼的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）在0.11美元/kWh至0.16美元/kWh降到了0.07美元/kWh至0.09美元之間。為了實(shí)現(xiàn)SETO 2020年住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）目標(biāo)，即10.6美分/kWh。還使用穩(wěn)態(tài)融資假設(shè)計(jì)算沒有聯(lián)邦稅收抵免（ITC）的太陽能發(fā)電系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）。在這些假設(shè)下，2020年第一季度無補(bǔ)貼住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)（LCOE）的范圍從0.10美元/kWh到0.14美元/kWh。
（未完待續(xù)，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載）
