研究目的
动态评估在不同空间和时间背景下，住宅并网（GC）和独立（SA）太阳能光伏（PV）系统的经济与环境成本与效益。
研究成果
研究发现，在确定太阳能辅助（SA）系统规模时存在明显的环境与经济权衡。对于光伏并网（GC）系统而言，不安装电池时其经济和环境效益最高，且效益随光伏板尺寸增大而提升。但当存在电网售电限制/配额等政策约束时，权衡将体现在是否安装电池以储存多余电能。
研究不足
该研究未考虑太阳能光伏系统的寿命终结阶段，因为收集和回收太阳能电池时，可回收材料的总量、集中度和价值均较低。
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住宅太阳能光伏系统的动态生命周期经济与环境评估
DOI：10.1016/j.scitotenv.2020.137932
期刊：Science of The Total Environment
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
随着太阳能光伏（PV）系统应用日益广泛，需要综合方法和工具来动态评估其在不同时空背景下的经济与环境成本效益。本研究整合了系统动力学建模、生命周期评估与生命周期成本评估方法，对住宅并网（GC）和离网（SA）太阳能光伏系统的累积能源需求、碳足迹、水足迹及生命周期成本进行评价。系统动力学模型专门用于模拟光伏系统使用阶段的小时级发电、用电及储能情况。该建模框架随后应用于马萨诸塞州波士顿的住宅原型房，研究不同光伏板与电池容量配置方案。对于离网设计，在原型房中安装20块光伏板且不配置电池时可获得最大生命周期经济效益——相比基于工程经验法则（40块光伏板+40块电池）的基准系统提升511.6%，但供电满足率下降55.7%。而最优环境绩效需配置更大规模的光伏板（最多300块）和电池（最多320块），此类优化配置虽使基准系统的生命周期环境效益提升高达64.6%，却导致生命周期经济效益最高下降6868.4%，离网系统容量配置存在显著的环境-经济权衡。对于并网系统设计，不安装电池时经济与环境效益最高，且效益随光伏板规模增加而提升；但若存在电网售电限制等政策约束，则需权衡是否配置电池来储存多余电能。
作者：
Mingcheng Ren，Clayton R. Mitchell，Weiwei Mo
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