想谈这个话题，是从马斯克10月29日所展示的“太阳能计划”产生的一些想法。特斯拉这次做的，并不是在屋顶上铺设太阳能电池，而是确实要把屋顶换掉。简单说，就是直接将太阳能板做成了瓦片。从下面看，与一般房屋无异。同时马斯克也提供了不同的款式，以供客户选择。
我想起了一个名词，叫做光伏一体化建筑(BIPV)，所以特斯拉做的这个东西可不是什么新鲜玩意。其实太阳能电池产品在中国，已经非常常见了。截至到2015年，全球太阳能电池装机容量为195758MW，而国内装机累计43180MW，这个比例相当高了。
现在太阳能电池也开始进入家庭的，有一些很好的示范，他们可以自发自用，甚至可以向电网售电。但坦白讲，太阳能电池发电仍没有真正的市场。
我国的太阳能资源
我国的太阳能资源到底有多少呢？在我国的陆地，太阳能年辐射能力相当于17000亿吨标煤，三人之二地区年日照为2200小时以上，这是个挺乐观的数字。而具体情况是，我国日照东南少，西北多，从东南向西北递增。更重要的，评价太阳能可利用价值的指标，不是日照时间，而是等量太阳时，简而言之，就是地表接受太阳能辐射量相当于平均每平方米1kW的同等小时数。这样一年几千小时的光照就被浓缩成几百小时了。
影响太阳能电池效率的因素
太阳能电池的效率，温度、风速风向、空气中的灰尘、阴影遮挡(如建筑物，电线杆)等因素有关系。比如温度，硅太阳能电池板的输出效率基本和温度成反比，有研究数据表明，温度每上升1℃，太阳能电池的峰值功率损失约为0.35~0.45%。空气中的灰尘和阴影其实作用是一样的，就是对太阳辐射的遮挡，作为灰尘，粒径越小，遮挡效果越明显，这让我想起了大北京的PM2.5，大雾霾天，估计太阳能也就发不出多少电来了。如果灰尘沉降到太阳能电池板上，那影响更加明显。试想要求屋顶不能有土，这是不是一个挺苛刻要求呢。最后说到了风，很讽刺，太阳能居然也需要风。风的主要作用有两个，第一作用是可以降低太阳能电池板表面的温度，说白了就是给太阳能电池装置当风扇用。第二个作用，是给太阳能表面除尘。说到这多说一句，太阳能电池安装，在北半球一般都是朝南架设安装的，这样的话可能东西向的风才会有效。
太阳能电池的材料
现在市场上的太阳能电池材料，仍以晶硅产品为主，可以占到市场比例的90%。单晶硅产品的能量转化率可以达到24%以上，寿命可以达到15到25年。从性能和寿命上，单晶硅产品都比多晶硅产品要强，但是多晶硅产品价格低廉，现在没瓦的售价在5-6元左右。硅薄膜太阳能的转化率太低，大概在6-8%。一些新材料如砷化镓、硫化镉、碲化镉，这些原材料再生产的时候污染很严重，而且还含有稀有元素，未来规模化成本上也没有优势。
用太阳能发电，到底贵不贵
非名山不留仙住，是真佛只说家常。说了那么多不接地气的话，其实真正该思考的，是家庭装太阳能电池到底合不合适？我们算一笔账吧，假设你家有足够的面积，装个5kW的太阳能电池系统，投资差不多在5万元。假设一年发电量折合满负荷发电800小时，那么一年的发电量在4000度电。如果变压器损失5%，线损3%，表面清洁等问题再损失个3%的能量的话，那么一年发电量大概在3560度电。假设这个系统用20年，总发电量为71200度电，如果计算设备投资，那么一度电的成本大概在0.7元，还是略高于市电的。
但是要注意两个问题，第一，前文提到影响太阳能电池发电效率的因素很多，比如灰尘，或者更严重的风也吹不走的污染物，如鸟粪，所以太阳能电池绝对不是零维护的设备。第二，即使太阳能电池板的寿命真能达到25年，与太阳能电池板配套的控制系统，逆变器寿命估计达不到20年(起码厂家质保不会超过10年)，这些设备的费用，在系统中，有一定的比重，如果坏了，也是一笔不小的开支。所以，实际上使用太阳能电池电的费用，可能比直接用市电高的多。高多少？假设设备运维的费用是3%，也就是1500元；电控设备为1万元，10年更换一套，那么实际的使用费用就变成了0.91元了，此时我们仍没有计算温度的影响，资金的财务成本，以及太阳能电池板系统效率的衰减(有资料称，太阳能电池系统效率年衰减率约为0.5%)。前面假设满负荷800小时是否合理，我曾装过6kW太阳能电池系统，测试过2年，所以这个估计还是挺乐观的。所以以此推测，太阳能电池电的实际使用费用，应该不会低于1元/kWh。
国家补贴政策
看了以上数据，问题又来了，一个月发电3560度，这个每个月发电300度，白天发电的时候家里一般用不掉，如果加电池给储存起来，那么一度电又得平添几毛钱的成本安全也有隐患。那么能不能卖给电网一点？
这就要说说北京的电价政策了。可再生能源发电，有两种模式，一种是自发自用，余电上网，另一种则是全额上网，就是所有电都给卖了。
自发自用，余电上网的政策
自发自用部分电价=用户电价0.42地方补贴
余电上网部分电价=当地脱硫煤电价0.42地方补贴
其中，0.42元/kWh为国家补贴，连续补贴20年。
按照北京的政策，北京脱硫煤的电价为0.3515元/kWh，地方补贴是0.3元/kWh，这样看在设备不出大故障的前提下，成本上和市电大概还能打个平吧。余电上网，还能赚一点外块，虽然赚的不会太多。
如果全额上网，那就简单了。全国分为三类电价区，太阳能电池标杆电价分别为0.8元/kWh、0.88元/kWh、0.98元/kWh；北京属于二类电价区，上网电价为0.88元/kWh。
我看到的大部分投资太阳能电池发电经济效益的计算中，投资回报周期差不多都是6年左右，具体是否值得，那就要各位看官自行估量了。
