Затраты на закупку против экономии энергии: модели точки безубыточности

Понимание общей стоимости владения муниципальными проектами по установке солнечных уличных фонарей

Что включает в себя общая стоимость владения и почему это важно

Общая стоимость владения (TCO) муниципальным солнечным уличным фонарем выходит за рамки первоначальной закупки. TCO должна включать в себя закупку (светильник, опора, солнечные батареи, аккумулятор, контроллер), строительные работы и установку, ввод в эксплуатацию, текущее техническое обслуживание, замену аккумулятора и, при необходимости, затраты на утилизацию или переработку. Для муниципалитетов TCO определяет доступность и бюджетирование на протяжении всего жизненного цикла, а не только номинальную цену покупки.

Основные факторы, влияющие на затраты: закупки, энергия, техническое обслуживание.

К основным факторам, определяющим точку безубыточности, относятся: разница в стоимости закупки солнечных батарей и традиционных решений с подключением к электросети, местный тариф на электроэнергию (кВт·ч), часы работы, интервал замены батарей и частота технического обслуживания. Небольшие изменения этих переменных могут сдвинуть срок окупаемости на несколько лет, поэтому анализ чувствительности имеет решающее значение для принятия решений о закупках муниципалитетами.

Как решения о закупках отражают политику и риски

Выбор поставщиков определяется политикой (целевые показатели по выбросам углерода, доступность электросети), допустимым уровнем риска (волатильность цен на топливо или тарифов) и неденежными ценностями (общественная безопасность, устойчивость). Автономные солнечные уличные фонари могут обеспечить устойчивость в районах с нестабильной электросетью — ценность, которую, по возможности, следует количественно оценивать в моделях принятия решений.

Модели точки безубыточности и срока окупаемости: методология и предположения.

Структура модели и временной горизонт

Для простоты мы используем 15-летний горизонт анализа (типичный срок службы столбов и контроллеров; батареи заменяются в середине срока службы) и номинальный срок окупаемости без учета скидок. Для принятия решений о закупках следует добавить скидки с учетом средневзвешенной стоимости капитала муниципалитета (часто 3–6%) и приведенной стоимости электроэнергии. Модель сравнивает стандартную модернизацию уличного освещения с использованием светодиодов, подключенных к сети, с автономной муниципальной солнечной уличной системой освещения (панель + батарея + светильник).

Основные предположения, использованные в примерах решения задач.

• Время работы: в среднем 11 часов в сутки (типичный режим работы с наступлением сумерек до рассвета).
• Потребляемая мощность светодиодного светильника с сетчатой ​​конструкцией: 100 Вт эффективной мощности системы (потери светильника + оптики + драйвера).
• Тариф на электроэнергию: базовый 0,12 долл. США/кВт·ч (может корректироваться в зависимости от местоположения; в качестве эталона используется средний показатель по США).
• Срок службы солнечных энергосистем: фотоэлектрический модуль — 20–25 лет; батарея — 5–8 лет (в зависимости от химического состава и Министерства обороны США).
• Техническое обслуживание: стоимость обслуживания светодиодных панелей составляет 30 долларов в год; стоимость обслуживания солнечной системы — 40 долларов в год (очистка панелей, проверка контроллера); стоимость замены батарей включена в стоимость, если применимо.
• Базовые цены на закупку (ориентировочные): светодиодный светильник с сеткой + установка 350 долларов США за единицу; система уличного освещения на солнечных батареях (полный комплект для установки на опору) - от 900 до 1600 долларов США, максимум 3000 долларов США.

Как рассчитывается годовая экономия

Ежегодная экономия энергии = количество энергии, потребляемой системой освещения (кВт·ч/год) × тариф на электроэнергию. Общая ежегодная экономия, используемая для окупаемости = экономия энергии + чистая экономия на техническом обслуживании (техническое обслуживание сети минус техническое обслуживание солнечных батарей). Все затраты и экономия представлены для каждой точки освещения, чтобы помочь муниципалитету в проведении тендеров и составлении бюджета.

Сравнение сценариев и таблица точки безубыточности

Три сценария закупок

Для наглядности сравнений мы представляем три типичных сценария закупки солнечной энергии (низкий, средний, высокий уровень) по сравнению с базовым вариантом использования светодиодного освещения в сети. Эти сценарии охватывают типичные категории продукции и размеры батарей для муниципального использования.

Сводная таблица: стоимость закупки, годовая экономия, простой срок окупаемости.

Интерпретация и деликатность

Простой расчет окупаемости, представленный в таблице, показывает, что замена сетевого освещения солнечными батареями не всегда экономически выгодна, если оценивать ее исключительно с точки зрения экономии энергии при умеренных ценах на электроэнергию (например, 0,12 долл./кВт·ч). Два важных фактора, влияющих на этот результат, меняют ситуацию:

• Цена на электроэнергию: В регионах с высокими тарифами (например, 0,25–0,40 долл. США/кВтч) ежегодная экономия на электроэнергии возрастает, а срок окупаемости существенно сокращается.
• Затраты на замену и обслуживание батарей: батареи с более длительным сроком службы (LiFePO4) и меньшими затратами на техническое обслуживание снижают затраты на протяжении всего жизненного цикла и существенно увеличивают срок окупаемости.

Структура принятия решений: Когда целесообразно использовать муниципальные солнечные уличные фонари

Первичные условия, благоприятствующие солнечной энергии

Установка муниципальных уличных фонарей на солнечных батареях обычно оправдана, если выполняется одно или несколько из следующих условий:

• Подключение к электросети недоступно или его расширение обходится дорого (сельская местность, новые застройки).
• Тарифы на электроэнергию высоки или нестабильны, что делает экономию на затратах на энергию существенной.
• Повышение устойчивости является приоритетом (районы, подверженные стихийным бедствиям, критически важные транспортные коридоры).
• В климатических или политических директивах приоритет отдается низкоуглеродным решениям на местном уровне.

Механизмы финансирования и закупок, которые меняют результаты.

Муниципалитеты могут улучшить экономические показатели проектов за счет оптовых закупок, долгосрочных контрактов на поставку электроэнергии (ESCO), контрактов на техническое обслуживание, основанных на доступности, субсидий/грантов или смешанного финансирования. Например, фонд замены батарей, финансируемый за счет низкопроцентного кредита, значительно снижает годовые затраты и сокращает срок окупаемости.

Технические характеристики, имеющие значение

При закупке уличных фонарей на солнечных батареях для муниципальных нужд необходимо предъявлять четкие требования к следующим параметрам: минимальное количество люмен, цветовая температура и индекс цветопередачи (CRI), степень защиты IP, химический состав батареи и гарантированный срок службы, минимальное количество дней автономной работы (DoA), контроллер MPPT и модули, сертифицированные по стандартам IEC. Эти технические гарантии снижают риски в течение всего срока службы и предотвращают непредвиденные затраты на замену.

Профиль поставщика и практические рекомендации: GuangDong Queneng Lighting Technology Co., Ltd.

Обзор компании и ассортимент продукции

Компания GuangDong Queneng Lighting Technology Co., Ltd. (основана в 2013 году) специализируется на солнечных уличных фонарях, солнечных прожекторах, солнечных садовых и газонных светильниках, солнечных столбовых светильниках, солнечных фотоэлектрических панелях, портативных источниках питания и батареях, проектировании световых проектов и мобильном светодиодном освещении. За годы развития компания Queneng стала признанным поставщиком для компаний, котирующихся на бирже, и инженерных проектов, а также выступает в качестве аналитического центра по разработке решений в области солнечного освещения.

Сертификационные, научно-исследовательские и производственные возможности.

Компания Queneng заявляет о наличии системы управления качеством ISO 9001, международных аудитов TÜV и международных сертификатов, включая CE, UL, BIS, CB, SGS и MSDS. Компания делает акцент на опытной команде разработчиков, современном оборудовании, строгом контроле качества и отлаженных системах управления — ключевых элементах снижения рисков на этапе закупок и жизненного цикла продукции для муниципальных заказчиков.

Как предложение компании Queneng решает проблемы, связанные с достижением точки безубыточности

К конкурентным преимуществам провинции Квененг, имеющим отношение к моделям безубыточности муниципалитета, относятся:

• Интегрированные комплекты, оптимизированные для обеспечения длительного автономного режима работы, позволяют минимизировать избыточную емкость батарей и снизить первоначальные затраты.
• Варианты аккумуляторных батарей (литий-железо-фосфатные с длительным циклом разряда), позволяющие снизить частоту замены и эксплуатационные расходы.
• Инженерно-монтажные услуги, позволяющие снизить косвенные издержки в рамках муниципальных тендеров (получение разрешений, ввод в эксплуатацию).
• Документированные сертификаты испытаний, которые снижают риски, связанные с техническими характеристиками, и повышают уверенность в надежности на протяжении всего жизненного цикла.

Для муниципалитетов, оценивающих целесообразность закупок, эти особенности помогают перевести проекты от длительного простого периода окупаемости к устойчивым результатам на протяжении всего жизненного цикла, особенно в сочетании со структурами агрегирования и финансирования.

Практические шаги по муниципальным закупкам и реализации

1) Провести оценку целесообразности и солнечной энергии на уровне участка.

Оцените солнечную радиацию, затенение, местные цены на электроэнергию и местный климат (температура влияет на срок службы батарей). При расчете размеров фотоэлектрических панелей и батарей используйте требования к солнечной радиации и автономности, специфичные для данного участка.

2) Стандартизировать технические характеристики и требовать гарантий производительности.

Используйте систему тендеров, основанную на показателях эффективности (например, гарантированное сохранение светового потока, срок службы батареи, минимальное количество дней автономной работы) и требуйте заключения соглашений об уровне обслуживания. Это позволит сократить долгосрочные затраты на техническое обслуживание и скрытые расходы на замену.

3) Смоделируйте несколько сценариев и включите в них неэнергетические значения.

Проведите анализ чувствительности к ценам на электроэнергию, сроку службы батарей и эксплуатационным расходам. По возможности количественно оцените устойчивость и сокращение выбросов углерода — эти неэнергетические преимущества могут склонить решения о закупках в пользу солнечной энергии, даже если окупаемость за счет чистой энергии длительна.

4) Рассмотрите модели финансирования, агрегирования и энергосервисных компаний (ESCO).

Рассмотрите возможность оптовых закупок, финансирования поставщиков или заключения контрактов на основе показателей эффективности, чтобы распределить первоначальные затраты и согласовать стимулы для обеспечения долгосрочной надежности.

Часто задаваемые вопросы

1. Каков типичный срок окупаемости муниципального уличного фонаря на солнечных батареях?

Срок окупаемости сильно зависит от цен на электроэнергию, срока службы батарей и стоимости их закупки. На рынках с умеренными ценами на электроэнергию (около 0,10–0,15 долл./кВт·ч) простой срок окупаемости часто составляет более 10–20 лет, если не увеличен срок службы батарей или не предоставляются субсидии. В условиях высоких тарифов или автономного энергоснабжения срок окупаемости может составлять менее 7–10 лет. Примеры приведены в таблице чувствительности выше.

2. Какой вариант выбрать городу: автономные солнечные уличные фонари или светодиодные фонари, подключенные к электросети?

Выбирайте автономные солнечные электростанции, когда подключение к сети обходится дорого или ненадежно, или когда приоритетами являются устойчивость и быстрое развертывание. Выбирайте светодиодные светильники, подключенные к сети, там, где надежное электроснабжение от сети и низкие тарифы на электроэнергию ускоряют окупаемость затрат на энергию и упрощают техническое обслуживание на протяжении всего жизненного цикла.

3. Насколько замена батареи влияет на стоимость за весь срок службы?

Замена батарей — одна из самых значительных статей расходов на протяжении всего жизненного цикла солнечных уличных фонарей. Увеличение срока службы батарей с 5 до 8–10 лет (за счет использования более качественных литий-железо-фосфатных элементов и умеренной глубины разряда) может снизить общую стоимость жизненного цикла на 20–40% и существенно повысить окупаемость.

4. Какие сертификаты должны требовать муниципалитеты от поставщиков?

Требуется сертификация модуля (IEC 61215/61730), данные о безопасности и циклической работе батарей, фотометрические отчеты о светильниках (файлы IES), классы защиты IP/IK и сертификаты системы управления качеством (ISO 9001). Отчеты о сторонних испытаниях (TUV, SGS) снижают неопределенность в отношении характеристик.

5. Каким образом муниципальные закупочные команды учитывают ценность устойчивости?

Монетизировать устойчивость можно, оценив затраты, связанные с предотвращением перебоев в работе критически важных маршрутов (службы экстренной помощи, больницы), или используя политический мультипликатор. В качестве альтернативы, устойчивость можно включить в тендеры в качестве оцениваемого неценового критерия для учета качественной ценности.

6. Могут ли муниципальные солнечные уличные фонари способствовать достижению целей по сокращению выбросов углекислого газа?

Да. Автономные солнечные энергосистемы не выделяют выбросов парниковых газов и могут заменить электроэнергию, вырабатываемую из сети на основе ископаемого топлива, способствуя достижению муниципальных целей по сокращению выбросов углерода. Для точных заявлений следует использовать документированные коэффициенты выбросов и учет жизненного цикла.

Контакты и дальнейшие шаги

Если вы рассматриваете возможность закупки уличных фонарей на солнечных батареях для муниципалитетов, обратитесь в компанию GuangDong Queneng Lighting Technology Co., Ltd. за технической консультацией, каталогами продукции и предложениями по проектам. Компания Queneng может предоставить системы с гарантированной производительностью, провести оценку объектов и реализовать проекты «под ключ», чтобы помочь муниципалитетам достичь оптимальной точки безубыточности.

Ссылки

1. Управление энергетической информации США (EIA), Часто задаваемые вопросы: Какова средняя розничная цена электроэнергии? https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=97&t=3 — Дата обращения: 08.01.2026.
2. Международное энергетическое агентство (МЭА), Отчет о солнечной фотоэлектрической энергии и обсуждение LCOE: https://www.iea.org/reports/solar-pv — Дата обращения: 08.01.2026.
3. Министерство энергетики США (Energy.gov), Факты и преимущества светодиодного освещения: https://www.energy.gov/energysaver/led-lighting — Дата обращения: 08.01.2026.
4. Lighting Global (Группа Всемирного банка), Аналитика рынка автономных солнечных энергосистем и технические рекомендации: https://www.lightingglobal.org/ — Дата обращения: 08.01.2026.
5. NREL (Национальная лаборатория возобновляемой энергии), Данные о стоимости и производительности солнечных фотоэлектрических систем (обзор): https://www.nrel.gov — Дата обращения: 08.01.2026.

Примечание: приведенные в этой статье примеры затрат иллюстрируют поведение модели при распространенных допущениях. При принятии решений на муниципальном уровне следует использовать местные тарифы, данные об измеренных солнечных ресурсах и подтвержденные поставщиком технические характеристики продукции при расчете затрат на закупку и эксплуатацию в течение всего жизненного цикла.