中文
EnglishEspañolFrançaisDeutschRomânăहिन्दी简体中文
计算器地图国家排名对比能源技术学习 能源探索器 光伏电站与风电场 术语表
太阳能计算器

太阳能板计算器：真实逐时发电量、节省金额与回收期

用 NASA 卫星气象数据，在你所在的精确位置模拟全年每一个小时，再把发电量换算成节省金额、回收期和减排 CO₂。

实时卫星数据 可编辑的分享链接 带品牌的 PDF 报告 免费 · 无需注册

计算结果

这个光伏计算器是怎么算的

大多数在线光伏计算器只是用系统规模乘以一个平均“峰值日照时数”。这种简化把真正重要的东西几乎都藏起来了：四季的太阳角度、阴天和晴天的差别、七月组件有多热，以及家里实际能用掉多少电。这个计算器走的是“笨办法”。你选定位置后，它会从 NASA POWER 项目下载 8,760 小时的真实卫星反演气象数据（总辐照、直射和散射辐照、气温和风速），然后像专业发电量软件那样逐时模拟你的系统。

每个小时它会：

  1. 根据你的坐标计算太阳在天空中的位置；
  2. 把实测的阳光分解为直射光、天空散射光和地面反射光；
  3. 用 Hay–Davies 天空模型把每一部分投影到组件平面上（跟踪支架的平面会追着太阳转）；
  4. 扣除入射角较小时的反射损失；
  5. 根据辐照、气温和风速估算电池温度，再按所选组件技术的温度系数降低出力；
  6. 计入你设定的系统损耗和逆变器效率，并把超过逆变器交流额定值的功率削峰。

把这 8,760 个小时的结果全年累加起来，就是你的系统发电量。逐月柱状图和典型日曲线来自同一组逐时数据，所以显示的是你所在场址真实的季节变化特征，而不是一条放之四海皆准的通用曲线。

核心公式

P_ac(t) = min( P_inv , kWp × G_eff(t) / 1000 × [1 + γ × (T_cell(t) − 25)] × (1 − losses) × η_inv )

G_eff = G_beam × IAM(θ) + G_diffuse + G_reflected (W/m² on the panel plane) T_cell = T_air + G_eff / (U0 + U1 × wind)

其中 γ 为功率温度系数（异质结 −0.24 %/°C，老式多晶组件最高 −0.40 %/°C），U0 和 U1 描述组件的通风情况，η_inv 为逆变器效率（加权 97%）。

计算示例：布加勒斯特一栋住宅上的 6 kWp

按默认输入（6 kWp TOPCon 组件，倾角 32°，正南朝向，损耗 14%，2024 年气象），模拟结果约为每年 7,300 kWh，单位发电量约 1,220 kWh/kWp，系统效率比接近 77%。七月的发电量约为十二月的三倍。

如果这户人家直接用掉 60% 的电（电价 0.25 欧元/kWh），其余以 0.06 欧元/kWh 上网，每 kWh 约值 0.174 欧元，第一年大约节省 1,270 欧元。安装费用 6,600 欧元，维护每年 60 欧元，第 13 年更换一次逆变器，系统五年多一点就能回本，25 年净赚 30,000 欧元以上。

怎么看计算结果

  • 年发电量是系统投运第一年在电表处计量到的交流电量（单位 kWh）。之后每年按衰减率下降（现代组件每年 0.3–0.5%）。
  • **单位发电量（kWh/kWp）**让你可以撇开系统规模的大小，直接比较不同地点和不同设计方案。
  • **系统效率比（PR）**是阳光理论发电潜力中最终送到电网的比例。75–85% 属于正常；偏低说明发热、削峰或损耗偏高。
  • 组件面辐照量是一年当中照射到每平方米倾斜安装的组件表面上的太阳能总量。
  • 回收期、IRR 和 NPV 是把装光伏和直接买电相比。IRR 高于你的房贷或存款利率，说明这笔钱花在光伏上更划算。
  • LCOE 是你屋顶上每 kWh 电在全寿命期内的成本，可以直接拿来和你现在支付的零售电价做比较。

典型数值

地点 最佳倾角 单位发电量（固定支架，朝南）
挪威奥斯陆 40–45° 850–950 kWh/kWp
英国伦敦 35–40° 900–1,000 kWh/kWp
德国柏林 35–38° 950–1,050 kWh/kWp
罗马尼亚布加勒斯特 32–35° 1,200–1,300 kWh/kWp
西班牙马德里 32–35° 1,550–1,700 kWh/kWp
美国凤凰城 28–32° 1,750–1,900 kWh/kWp
智利阿塔卡马 22–26° 2,100–2,400 kWh/kWp

让系统多发电、多省钱的小技巧

  • **提高自发自用。**自己用掉的每一度电都值全额零售电价；上网电量的收益往往只有它的四分之一。把洗碗机、热水器和电动汽车充电放到中午，或者加装家用储能电池。
  • **别怕东西向屋顶。**年发电量少 10–20%，但日发电曲线更宽，和家庭用电更匹配。
  • **阵列稍微超配。**容配比 1.1–1.3 很常见；少量削峰损失，换来的是更便宜的逆变器，以及早晚和冬季更多的发电量。
  • **让组件保持凉爽。**组件背后留有空气间隙的支架，比贴屋面安装的组件低好几度。在炎热气候下，这能多发 2–4% 的电。
  • **检查倾角。**用光伏倾角计算器看看，在你的场址装得更陡或更平会多发还是少发多少。

局限

模型不考虑树木、烟囱或邻近建筑造成的遮挡。如果你的屋顶有部分遮挡，请相应提高系统损耗百分比。NASA POWER 气象数据来自约 50 km 分辨率的卫星反演，非常局地的效应（沿海雾、山谷）会被平滑掉。不同年份的天气相差 ±5–8%，可以用气象年份选项测试。财务结果不考虑税收、融资，以及你设定的涨幅之外的未来电价变化。

方法与假设

对所选年份 8,760 个小时中的每一小时，我们计算太阳位置，把卫星测得的辐照分解为直射、散射和反射三部分，投影到你的组件上（Hay–Davies 模型），计入入射角损失，根据气温、风速和辐照估算电池温度，再用组件的温度系数、你设定的损耗百分比、97% 的逆变器效率以及逆变器交流额定功率处的削峰，换算成交流功率。

收益：第一年价值 = 发电量 ×（自发自用比例 × 零售电价 + 上网比例 × 上网电价）。之后每年发电量衰减、电价上涨；维护费用每年增长 2%，第 13 年更换逆变器。累计净现金转正的时刻就是回收期。LCOE = 折现后的全寿命成本 ÷ 折现后的全寿命发电量。

常见问题

6 kW 光伏系统一年能发多少电？
主要取决于日照和朝向。朝向良好的 6 kWp 系统，在德国或英国每年约发 5,000–6,000 kWh，在罗马尼亚或意大利北部约 7,000–8,000 kWh，在西班牙、德州或澳大利亚约 9,000–11,000 kWh。在上方输入你的地址，就能得到用真实逐时气象模拟出的数字。
单位发电量（kWh/kWp）多少算好？
单位发电量是年发电量除以系统规模。粗略参照：低于 900 kWh/kWp 属于差（北欧、严重遮挡或朝北的陡屋顶），1,000–1,300 是中欧的典型水平，1,400–1,700 很好（地中海、美国南部），1,800 以上非常出色（沙漠、跟踪支架）。
太阳能板应该朝哪个方向？
在北半球，正南（方位角 180°）全年发电量最大；在南半球则是正北。朝东或朝西的屋顶一般只少发 10–20%，而且发电分布在上午或下午，反而可能提高自发自用率。
太阳能板多久能回本？
在欧洲大部分地区，如果家里能直接用掉大部分电，户用系统 5–10 年回本。影响最大的是你省下的电价、自发自用比例（上网电量的收益通常低得多）以及每 kWp 的安装成本。
为什么我的结果比“组件额定功率 × 日照小时数”低？
实际系统会因发热损失电量（组件温度每高出 25 °C 一度，出力约下降 0.3–0.4%），还有逆变器转换、线缆、积灰、失配以及太阳高度低时的反射损失。系统效率比在 75–85% 属于正常；这个计算器逐时模拟了上述每一种影响。
这个计算器在世界上任何地方都能用吗？
能。它会下载地球上任意经纬度的 NASA POWER 卫星反演气象数据，所以无论是奥斯陆的阳台还是阿塔卡马的光伏电站，都能用同一种方法建模。

资料来源与参考

  1. NASA POWER — Prediction Of Worldwide Energy Resources (hourly data API)
  2. Dobos, A. P. (2014). PVWatts Version 5 Manual. NREL/TP-6A20-62641
  3. Hay, J.E. & Davies, J.A. (1980). Calculation of the solar radiation incident on an inclined surface
  4. Faiman, D. (2008). Assessing the outdoor operating temperature of photovoltaic modules. Progress in Photovoltaics 16(4)
  5. IRENA — Renewable Power Generation Costs

嵌入这个计算器

博客、安装商、学校和非营利组织均可免费使用。复制下面的代码即可，内容会自动更新。