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欧盟主要国家的光伏系统技术和经济评估的多参数分析
Marco Bortolini a, Mauro Gamberi b,*, Alessandro Graziani b, Cristina Mora a, Alberto Regattieri a
摘要：在过去的几十年中，太阳能作为可再生和无污染的能源得到了关注。很多科学家，私人和公共机构已经做出了一些努力来增加扩散这种资源的影响力，并创造条件使其在能源市场上具有竞争力。特别是因为光伏（PV）部门，模块效率提高，制造成本降低和强劲公众的支持，通过有利的激励计划，使安装的电力显著增加，2010年超过40 GWp。尽管光伏行业的全球趋势是积极的，各国因国家支持政策的特殊性和演变而出现。本文调查了这些问题，侧重于八个相关国家在太阳能光伏系统的可行性分析，欧盟地区，即法国，德国，希腊，意大利，西班牙，荷兰，土耳其和美国。基于比较分析各国净现值和多参数，分析回收资本预算指数，可以突出显示光伏系统最能影响经济可行性的条件。国家支持战略以及最相关的技术，环境，经济和财务参数是分析中包含和比较的关键特征。主要成果涉及光伏系统可能为每个国家和安装功能带来盈利的条件。国家对光伏行业的支持战略仍然为该行业发挥了关键作用大多数考虑的国家和配置。德国，意大利和西班牙目前是最有利的PV系统盈利安装的条件。此外，初始投资影响很大所有研究场景的工厂盈利能力。对于这样一个参数，规模的重大回报导致电厂装机功率的增加，使得高额定电厂的性能通常优于更小的那些电厂。本文讨论了这些证据以及可能推动未来发展的相关结果对欧盟太阳能光伏系统的投资。
- 介绍
在过去的几十年中，由于人为活动排放量，化石燃料的持续增长而大幅增加，可再生能源的传播成本以及对减少环境问题关注度变高。指导方针由最具影响力的国际机构，例如美国和世界银行提供，强调需要标记一个是现有能源分布趋势的转折点增加可再生能源的实际发生率全球产能的16％。
最近的挑战里程碑已经确定。咨询能源和气候变化小组指出了两个关键和到2030年要实现的互补目标：减少全球能源强度下降了40％，并且同时在增加现在已有30亿人获得能源服务。在欧洲，欧洲理事会设定了雄心勃勃的能源以及到2020年实现气候变化目标，即将温室气体排放减少20％，以增加可再生能源的份额能源提高到20％，能效提高20％。
在这样的背景下，光伏（PV）系统代表了一个伟大的有机会实现上述目标，由于太阳能源的巨大理论潜力是相等的到每年3.9万亿PJ ，以及相关的改进太阳能电池的物理特性和模块转换性能。这种优势推动了全球的几个国家促进对太阳能转换技术的大规模投资通过引入辐射转化为电能具体的战略和定制的国家支持政策。自2001年以来，欧盟（EU）发挥了先锋作用，当时它正式开始推广可再生能源关键措施为环境保护做出贡献可持续发展。此外，在2003年，欧盟欧盟委员会成立了欧洲光伏技术研究咨询委员会，以推广全球的发展有竞争力的光伏产业 由于这种努力，自从晚了欧盟是全球光伏安装领域的领导者，占全球的75％发电量。
国家机构和政府，支持光伏技术推广，鼓励有效战略投资者，通过激励计划使太阳能源的能源生产获利。这样的能量几乎所有主要欧盟国家都采用政策策略，甚至如果存在差异。最近，Dusonchet和Telaretti，Avril等人对这个问题进行了深入的比较国家的战略和立法。
在文献中，广泛的贡献提供了单一的国家对当前光伏行业状况的分析。例如，Bernal-Agustin和Dufo-Lopez，Fernandez-Infantes等人和Hernagrave;ndez等人。目前详细的经济研究西班牙的光伏系统，而哈蒙德等人，专注于英国的情况。此外，Focacci回顾了意大利的光伏行业，Audenaert等人。 提出了经济评估在比利时弗兰德斯和Scaron;aacute;ly等人的并网光伏系统中。审查斯洛伐克PVs的状况和情况。例如 Fthenakis，Becerra-Loacute;pez和Golding等人。欧盟地区外，有几项贡献是指美国，发达国家，中国等属于太阳能发电潜力高于其他地区的发展中国家。迪亚拉和阿库夫关注马里，Al-Salaymeh等人考虑位于约旦，戈尼姆等人的光伏系统。调查了科威特，米歇尔和科威特的情况Ruuml;ther关注巴西地区，而Nauml;sseacute;n等人提出对加纳北部太阳能光伏的评估。
此外，平行研究领域侧重于比较考虑光伏能源部门单一方面的国家中。有几篇论文讨论了国家激励政策，突出了现行立法之间的相似性和差异性，而其他研究则用来评估光伏电池成本的趋势长期的视野与过去的光伏系统成本趋势相关联到当前国家在不同国家的光伏电池制造技术的现状。
上述贡献提供了一些分析即使只有极少数的研究同时存在，也是如此属于不同类别的参数范围，例如， 技术参数，环境条件，国家立法，经济和金融条件，并将分析扩展到几个
国家。 没有现有贡献集成在一个独特的模型中这两个国家的特点和技术，环境和几个光伏系统配置的经济状况。
从对国家立法现状和支持光伏行业激励计划的调查开始以及八个相关国家当前的市场状况欧盟地区，即法国，德国，希腊，意大利，西班牙，荷兰，土耳其和英国，本文提出了一项多参数分析来调查使光伏投资潜在盈利的技术和经济特征。一场表演基于净现值（NPV）和回报（PB）资本预算指数的成本模型（PCM）允许量化净现金流过工厂的一生。分析考虑了一组参数可能影响工厂的盈利能力目的是突出那些比别人更重要的东西。几个方案出现并进行比较。结果，提出多国和多参数分析，其中包括最近更新的可用数据，代表最具创新性
本文的贡献。
根据确定的目的，本文的其余部分是组织如下：第2节简要概述了目前的状况以及八个考虑的国家之间的主要差异参考光伏行业，第3部分介绍了采用的PCM每个考虑的情景的经济评估并提供模型参数的完整描述。 第4节介绍了多国分析，并对所得结果进行了广泛讨论。 最后的第5部分结束了论文的提供进一步研究的建议。
- 欧盟主要国家的光伏行业概况
装光伏电站的历史趋势，从2005年到2011年八个考虑的国家的能力明确强调了三个
有关欧盟地区光伏部门现状的主要现象。
首先是装机容量显着增加通过所有国家的年份，即从2170 MWp运行在2005年达到46,454 MWp，2011年运行，并且增长较高比2005年的水平高出二十倍。第二个现象是各国之间装机容量分配不均。德国本身拥有安装总量的53.5％其次是意大利（27.5％），西班牙（9.0％）和法国（6.1％）。其他国家的百分比较低，拥有最后3.9％的总容量。最后，第三种现象处理图3波形的不同梯度。特别是德国的年增长率在不断上升装机容量，比前一年增长约35％而其他国家，如意大利，西班牙和英国，呈现出不稳定的行为。这种差异的主要原因在于各国驱动的国家扶持政策它们经过多年的演变，例如系统的支持光伏行业的国家激励战略与部分或全部削减之后的现货行为逐步下降关闭这种支持。
这些现象进一步证明了下面的审查激励计划，市场条件和税收水平2012年提到的八个国家中的每一个参数是第3节中描述的PCM的关键输入。
2.1八个欧盟国家的光伏行业关键要素
在下文中，关于该奖励计划的细节提议八个考虑的国家。 数据是2012年的。
2.1.1法国
法国政府通过表1的Feedin-Tariff（FiT）计划支持光伏行业。激励措施为20年和20年住宅工厂还享有7％的增值税（VAT）根据PV安装交钥匙成本计算减少量。
2.1.2德国
德国政府将光伏系统应用于光伏系统达20年之久（见表2）。 由于固定减少，FiT每年下降高于上一年装机容量的功能。 对于2012年安装的光伏系统，减少率为15％。
2.1.3希腊
希腊将光伏系统应用于安装了光伏系统的能源电容量低于1 MWp。 FiT是20年的
非集成和建筑集成系统超过10 kWp和用于建设高达10kWp的集成系统。 适合拨款0.250欧元/千瓦时用于建设集成系统10 kWp。 对于非集成和建筑集成系统额定功率低于100kWp，FiT为0.225欧元/ kWh，而对于高等发电厂而言，其降至0.180欧元/千瓦时。
2.1.4意大利
自2012年8月以来，意大利正在实施一项新的激励计划。如表3所示，用于生产和销售光伏能源的总体FiT并引入了自我消费的高额关税。 此外，如果超过60％的话，FiT增长10％是适用的不包括劳动力成本的投资来自欧盟生产商。意大利立法也为任何光伏设备提供10％的增值税减免。
2.1.5西班牙
在西班牙，目前光伏系统的FiT为0.289欧元/千瓦时建立额定功率低于50 kW的集成系统20 kWp，额定功率在20 kWp至2 MWp之间的建筑物综合系统为0.204欧元/千瓦时，非集成系统为0.135欧元/千瓦时。
2.1.6荷兰
2011年期间，荷兰政府推动生产可再生能源通过可持续能源激励Scheme Plus（SDE ）提供15年FiT 0.120euro;/ kWh。 从2012年，荷兰政府削减对能源生产的所有激励措施来自光伏系统。
2.1.7土耳其
在土耳其的电费持续20年，相当于0.100欧元/千瓦时适用于2015年底之前委托的光伏系统。如果在土耳其生产工厂组件，则FiT增加0.052欧元/千瓦时。
2.1.8英国
FiT方案，以支持额定功率低于500瓦的光伏系统表4列出了50 MWp。FiT授予25年，最后，表5提供了进一步的经济和财务数据关于电价的当前价值，税收水平和年度通货膨胀率。 这些参数包含在第3节中描述的PCM模型中。
- 多国和多参数分析
引进的PCM被采用来发展一个多国和地区多参数分析研究最受影响的条件欧盟国家光伏系统的盈利能力。 评估了几种情况。 它们各自来自PCM输入参数的特定设置（图4），同时改变了这些参数参数不同场景之间的比较成为可能。 特别需要19个独立参数被定义为修复每个场景。 在表6中，边界条件因为这些参数是采用合理的值或变化范围。
对于上述参数的每个组合，即，以前称为情景，应用PCM来计算两者NPV和PB。 参数化的Microsoft Excel？ 数据表，使用Visual Basic for Applications编程语言开发，有助于加快此过程。 以下第4.1节介绍了分析的主要结果。
3.1结果与讨论
首先，国家支持计划和FiT对中国的影响促进光伏部门进行调查。 住宅和工业由于现行立法的差异，对植物进行了单独研究。图 5和6提出了一个相关的子集得到的结果。 图中的标题是输入的值提供假设为常数的参数。
结果强调了国家支持的关键作用政策。对于所有工厂规模和国家来说，激励方案胜过无激励方案，除荷兰之外，由于缺乏国家，结果是相同的FiT和土耳其，由于同时低电平的FiT和高通货膨胀率通过多年来提高电能成本。对于所介绍的几种情况，介绍了好处通过FiT标记出方便之间的差异，即NPVgt; 0，并且不方便，即NPV lt;0，投资。此外，NPV与工厂规模之间的正相关性被登记对于所有无激励情况，如果提供激励措施，这种趋势并不总是由于进步而经历随着工厂规模的增加，FiT减少。图6明确证明了这一证据。最后，两者之间的比较图表指出了国家提供的更高支持住宅工厂向工业的激励计划应用。例如，德国，意大利和西班牙的NPVs对于以前的植物群都高于50％的尊重即使光伏电站规模较低且相关，也是如此存在规模现象。
尽管年收入取决于几个参数，即电力价格，电力市场和电力市场，以及自我消费比率，
（1？vsold），负的现金流是几个成本的函数驱动程序。 因此，灵敏度分析对此很感兴趣
外流。 总结了所有情景中的平均结果在图7中。
安装，债务和土地购买司机的利息是所有与直接与最初投资有关的结果有关，即使现金流动，也需要安装和启动工厂发生在整个系统寿命期间。 影响的百分比的司机对总结果比例在75％至80％之间八国之间差异很小。 所以，大部分外流需要安装和管理光伏系统发生在投资期限的早期阶段。 此外，对于工业厂房，六位司机中有四位出席了会议因为在所提出的分析背后，假设所有国家都采用了相同的光伏技术。 住宅方案外流的差异是由于增值税水平，具体到每个国家。
4 结论和进一步的研究
本文研究的技术和经济可行性光伏（PV）太阳能系统为八个相关国家提供欧盟（EU）地区，即法国，德国，希腊，意大利，西班牙，荷兰，土耳其和英国。 基于性能的多国和多参数分析通过计算净现值（NPV）和回报（PB）资本预算指数的成本模型（PCM），可以评估几个光伏电站投资的盈利能力配置。 拟议的分析包括主要技术，环境，经济和财务参数以及目前正在实施的支持计划和立法将光伏电站扩大到欧盟地区。 一大组场景是研究和结果比较，以突出有用的趋势可以推动未来在光伏行业的投资。
对于所有国家而言，结果指出仍然起着关键作用通过支持光伏投资的激励策略植物。 特别是德国，意大利和西班牙的情况是对于大多数国家来说，这是最有利的，表现最出色的所有其他国家所调查的工厂规模和安装特征。 相反，土耳其的支持条件不佳，而荷兰的一些情景因NPN而呈现负的净现值最近削减了所有奖励措施。
光伏电站成本结构迫使相关投资和灰分在工厂寿命的早期流出，即75-全部流出的80％，而收入实质上是单一的通过这些年来分布广泛。国家奖励和税收国家立法规定的休息时间可以部分弥补消除正面和负面流动之间的这种错位，归因于PB的减少和生态的增加植物的经济可行性。此外，结果突出了迪同时，工厂盈利能力对工厂规模的依赖性考虑到低资产收益率，负相关经历了高投入和高资本机会成本。最后，他的环
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