完整指南
Oct 2025
欧洲户用光伏研究
白皮书 | 欧洲户用光伏研究
前言
光伏技术的起源可追溯至1839年——当时贝克勒尔在液态电解质中首次发现光伏效应。
1905年，爱因斯坦因完整阐释该现象机理荣获诺贝尔奖。1950年代，光伏电池最早应用
于航天领域为人造卫星供能；但因成本高昂、转化效率偏低，直至1980年代地面光伏系统
才真正起步。从早期仅供无电地区的独立系统，到2000年后市场重心转向并网系统：先屋
顶光伏兴起，再发展到如今占装机总量主体的地面大型电站（详见下图）。
如今，推动光伏装置持续发展与推广的动因有两点：一是气候变化促使电力生产向低碳化
转型，同时降低对化石燃料的依赖；二是全球电力消费量在过去十年间持续增长，且预计
未来数年仍将保持这一趋势。
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2014 – 2024年光伏装机结构图
屋顶分布式 大型地面项目
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024
数据来源：IEA-PVPS《全球光伏市场2025快报》
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在区域层面，多国正积极寻求能源独立；而在用户终端，消费者也希望通过光伏应对不断上
涨的电费支出。以法国为例，政府通过"S21"专项补贴与上网电价政策，激励户主安装光伏
系统。
除政策红利外，自发自用电量在经济效益与环保价值方面同样具有显著优势。虽然安装光伏
的收益明确，但项目方案模拟设计与落地实施仍存在技术门槛。本白皮书旨在梳理关键要点，
为成功开展光伏项目研究提供系统性指引。
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目录
05.
什么是光伏
设计研究？
29.
输出文件、交付
成果与施工准备
32.
结论
09.
如何开展户用光伏
系统设计？
30.
光伏设计仿真软件
的价值
28.
精度与参数设置
的重要性
31.
光伏未来发展
前景如何？
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什么是光伏设计研究?
光伏设计研究用于评估待建系统的发电能力，从估算太阳能资源（即太阳辐照量）开始，需
要考虑可能产生遮挡的周围物体（建筑物、树木）以及太阳能发电单元（我们称之为光伏组
件）的特性。还包括相关电气设备的方面，即直流电缆、交流电缆、逆变器选型，以及任何
可能影响这些设备性能的因素。还需要一些更高级的参数，以充分考虑设备的老化和衰减、
系统可用性以及温度影响等。
对于直接消耗自身发电的场地（称为“自发自用”），还需要进行用电负荷分析。除了评估系
统的技术性能外，设计还可以关注经济性能，以确定其盈利能力，这是根据安装成本、节省
的电费以及可能出售剩余电力产生的收入来计算的。
这可能听起来很复杂，但借助强大的光伏设计仿真软件，可以在几分钟内完成全面可靠的设
计分析。对于光伏行业的销售或安装人员来说，进行光伏系统设计的原因有很多。
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为什么要进行光伏设计仿真?
比较不同方案，优化项目
利用数字化工具节省时间
用精确数据提升方案可信度
通过3D建模直观说服客户
方便客户寻求融资
满足法规或保险要求
通过自动化文档简化行政工作
通过可验证的计算记录保护自身利益
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结构安全性
屋顶承重结构是否能
承载光伏组件重量？
防水性能
对于平屋顶，拟采用的固定系
统是否与现有防水结构兼容？
并网连接
需研究与欧洲配电网运营商
(如法国Enedis) 的并网方案
雨水的排放
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通过简易工具可快速完成初步评估，基于项目地点、屋顶倾角、朝向等基础数据，结合平均成
本估算初始投资、发电量及潜在盈利能力，从而判断是否有必要进一步开展前期研究。太阳能
地图通过考虑周边遮挡提供了更高的精度。
除了详细的光伏设计外，还需考虑其他因素（以屋顶光伏为例）:
根据项目规模，可能需要委托专业设计院开展相关研究, 同时，还需确认城市规划方面的限制
条件：
PPLLUU
地方城市规划条例
法国国家建筑师协会
(ABF)
包含对屋顶覆盖物的一般规定，可能还有针对
光伏设备的特定要求。
如果光伏设备位于历史古迹500米范围内，
必须征询其意见。
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1
系统并网申请
向配电网运营商提交并网申请（可在线提交），并提供
系统说明文件。
需向配电网运营商提交由技术监督机构出具的证明，确认系统符合安全法规要求。
申请上网电价政策
在并网申请后，电网运营商会自动转交申请。
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这些补充研究有助于更新投资估算和盈利能力计算。
项目确定实施后，需进一步深化研究以支撑施工工作：包括最终设备选型、详细的施工图纸、
出具计算书等。
需要办理的行政手续
获取规划许可
既有建筑屋顶安装需提交预先申报（DP），新建建
筑需申请建筑许可（PC）。
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如何进行住宅光伏设计？
确定项目地点与气象数据选择
确定项目地点，进而获取当地的总体气象条件，尤其是日照情况。从 PVGIS 地图中可看
出，太阳辐照量总体呈现 “靠近赤道地区高、靠近两极地区低” 的规律。
来源 : PVGIS
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例如在法国，南北地区的年太阳能资源差异很大，大约在1000 kWh/m² 到 1600 kWh/m²
之间（水平面数据）。这些辐照度可用于初步判断光伏潜力，但对于光伏设计，需要考虑
的是组件表面上的总辐照量。
在专业软件（如 archelios PRO）中，确定项目地点后，即可查看考虑远阴影遮挡（即周
边地形对太阳辐照的影响）后的辐照量数据。例如，若项目场地东西两侧有山脉，会缩短
每日日照时长，进而减少太阳能量输入，软件会自动计算这一影响。此外，软件还能自动
计算并给出组件接收最大化总辐照量的最佳方位角和倾角。
archelios PRO 提供的逐月太阳轨迹图, 远阴影，辐照数值，最优倾角及方位角数据。
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如何选择气象站点 ?
气象数据对光伏研究结果影响重大，因此选择基
础气象数据时需格外谨慎。气象站点的数据与项
目场地实际条件越接近，技术性能与经济性能分
析结果就越准确。选择时需关注以下几点。
默认情况下，archelios PRO 软件采用 Meteonorm
数据库的数据，该数据库以数据可靠性高而闻名。同
时，软件支持通过 API 接口导入其他来源的气象数据，
以满足不同场景需求，可导入的气象数据类型包括：
与项目地距离
距离越近越好
气象条件相似度
例如，海拔 3000 米的观测站
与海拔 400 米山谷中的气象站，
气象条件差异极大
数据时间跨度
数据覆盖周期越长、越新越好
数据源
地面气象站实测数据与卫星遥
感生成数据
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archelios PRO 可导入的气象数据类型
精准建模能准确计算近距离遮挡对发电量的影响，而遮挡可能会显著影响发电量与设备选
型。例如，若光伏组件存在遮挡，可能需要将组串式逆变器改为微型逆变器，即使存在遮
挡，微型逆变器也能保证系统高效发电。以 archelios PRO 软件为例，在保持逆变器类型
不变的情况下，也可对比不同电缆连接方案的效果。
此外，3D 模型能让客户直观看到光伏系统安装后的效果（无论是坡屋顶、平屋顶、车棚还
是其他场景），更易做出购买决策。
若项目场地周边无遮挡物且屋顶结构简单，也可跳过 3D 建模，快速完成简易设计。此时，
在 archelios PRO 软件中，选择简易项目类型，确定项目地点后，只需手动输入屋顶尺寸、
组件朝向与倾角，即可进入设备选型阶段。
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系统建模与附近阴影遮挡分析
虽然项目场地的 3D 建模并非强制要求，但却能带来多方面优势：
精准确定需
铺设光伏组件
的面积
评估近距离
遮挡影响
生成直观的
可视化效果
为组件布局图与
行政申报文件
提供支持
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光伏组件布局设计
光伏系统组件布局是指在安装面上布置光伏组件，核心目标是根据客户需求，优化组件数量、
安装朝向与位置，提供最优方案。
首先需明确布局目标，例如 “在整个安装面积上实现最大装机功率” 或 “仅安装满足业主用
电需求的组件规模”。根据目标，在安装面积允许的范围内确定组件数量，进而指导布局设
计。同时，应尽量避开遮挡区域，以充分利用太阳辐照资源。
部分项目中，支架系统的选型也会影响布局设计，建议咨询供应商获取安装建议。
archelios PRO 软件与 K2 Systems 等部分支架制造商建立了数据对接，可确保项目在结构
上的可行性。
选择支架系统时，需重点考虑组件间距与安装面之间的距离。合理的间距能促进组件背部空
气流通，降低组件温度，从而减少热损耗。在 archelios PRO 软件中，可设置组件背部空气
流通相关参数；而组件升温导致的损耗系数，可从光伏组件的技术参数库中查询。
图示：坡屋顶和平屋顶的组件布局示例
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光伏系统选型
光伏组件在屋顶布置完成后，需选择并配置一台或多台逆变器（或微型逆变器），用于管理
不同组串，并将直流电转换为交流电。对于组串式逆变器，“组串” 指的是多块组件串联形
成的电路，每个组串连接至逆变器的一个最大功率点跟踪（MPPT）通道。而微型逆变器无
“组串” 概念，通常一块或两块组件配置一台微型逆变器。
组串式逆变器与微型逆变器对比
来源:
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组串式逆变器
微型逆变器
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组串式逆变器因成本低、效率高、安装灵活，是目前应用最广泛的类型。其每个 MPPT 通道
可适配不同朝向的组件，且输入电压范围宽，支持逆变器的超配或欠配设计。
微型逆变器可单独控制一块或两块组件，特别适用于存在遮挡的场地 —— 若某一块组件电流
下降，不会影响其他组件（而传统组串式逆变器中，单块组件故障会影响整个组串）。此外，
微型逆变器安装在组件附近，便于维护：可单独隔离、监控或更换单块组件，还能通过监控
软件精准定位故障组件，无需排查整个组串。
组串式逆变器 VS
维修相对容易
初始成本较低
线路故障问题较少
维护相对容易
无遮挡时性能优异
微型逆变器
显著降低遮挡导致的发电损失
可实现单个组件监控
系统扩展更容易
适用于多朝向屋顶
通常寿命更长
来源:
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单个组件损坏或部分遮挡影响
整串输出
无法单独监控每个组件
系统扩展较复杂
寿命通常短于微逆
初始成本较高
维护稍复杂
安装时稍复杂
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逆变器选型需基于所连接光伏组件的峰值功率，通常用 “逆变器功率 / 组件峰值总功率” 的
比值来衡量（比值为 1 时，二者功率相等）。需注意的是，该比值与中国国内常说的 容配
比：“直流 / 交流比” 相反，国内的容配比概念指组件峰值总功率与逆变器功率的比值。
为使逆变器工作在最佳电压区间，同时减少 “削峰损失”（即因逆变器容量不足导致的发电
量损失），最优的 “逆变器功率 / 组件峰值功率” 比值通常在 之间。若要最大化
年发电量，需合理设计以确保设备负载率适宜、运行参数在允许范围内，并提升电能转换效
率。
逆变器超配时的输出功率削峰示例, 来源: SMA
在高纬度地区或组件安装朝向非最优的场景下，有时会采用超配设计（即 “逆变器功率 / 组
件峰值功率” 比值小于 1），这样能让逆变器更快达到启动电压。
这种设计的优势在于：可降低设备成本，且系统在阴天、雨天及光照较弱时段也能运行。
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但需注意，当光伏组件发电量超过逆变器容量时，会出现削峰现象（尽管这类时段通常较
短）。逆变器超配是常见做法，但过度超配会缩短设备使用寿命。
以 archelios PRO 软件中的案例为例，某超配设计的逆变器因削峰功率导致年发电量损失 %。
光伏发电量简化计算公式 :
年发电量（kWh / 年）= 组件安装面辐照量（kWh / 平方米 / 年）
× 峰值功率（kW）× 效率（PR:通常为80%-90%）
公式参数说明 :
⚫ 年发电量（kWh / 年）：光伏系统每年的总发电量（也称 “预计发电量”）
⚫ 组件安装面辐照量（kWh / 平方米 / 年）：每平方米光伏组件接收的太阳能量
⚫ 峰值功率（kW）：光伏系统的额定功率（通常以 “千瓦峰”，即 kWp 为单位）
⚫ 系统效率：系统总效率，需考虑温度损耗、电缆损耗、逆变器损耗、遮挡损耗等各类因素
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上述简化计算可快速估算发电量，但无法准确反
映光伏系统的实际运行情况。而专业的设计软件
（如 archelios PRO）能对每块组件在全年每小时
的发电性能进行精准估算。
发电量计算与损耗分析
双面组件增益（组件背面
额外产生的发电量）
近处与远处遮挡对组件正
反两面的影响
环境因素（如温度、湿
度、雪、灰尘等）
逆变器电气损耗：包括转
换效率、功率削峰、电流
限幅
直流与交流电缆损耗
设备老化、衰减、参数偏
差和组件失配损耗
archelios PRO 发电损失影响因素仿真计算
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通过 archelios PRO 软件的强大计算能力，可对上述数千个影响因素进行模拟分析，实时估算发电
量并分析损耗，为客户提供清晰、精准、可靠的方案。
archelios 的交流侧发电量分析，逐月/逐年
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绿电自发自用率计算
自发自用是指直接消耗自己生产的部分或全部电能。主要模式：
⚫ 完全自发自用 : 系统接入公网，消耗自己发的电，不足时从电网取电。
⚫ 自发自用余电上网 : 系统接入公网，消耗部分自己发的电，剩余部分卖给电网，不足
时从电网取电。
带余电上网和不带余电上网(通常需配储能)的自发自用示意图
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目前，自发自用的最大优势在于能大幅降低电费支出，且至少可部分满足自身用电需求。
在法国，装机容量小于 9 kW的光伏系统已禁止全额上网，且余电上网电价较低（2025 年
5 月约为 欧 / kWh），因此业主更倾向于选择自发自用模式。
购电电价(6KVA以下)与售电电价对比
余电上网售电电价 购电电价 (6kVA)
70
60
50
40
30
20
10
0
(来源 : CRE)
若要通过自发自用提升发电量价值与投资回报率，需围绕项目场地的用电负荷特征开展
光伏研究。
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购
电
电
价
/
售
电
电
价
(
c
€
/
k
W
h
)
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用电负荷曲线（即用电特征）通常可从电力供应商处获取数字化数据，用户可通过个人账
户下载。在法国，archelios PRO 软件可直接通过 API 接口从 Enedis（法国配电网运营
商）获取智能电表数据，得到 10 分钟间隔的用电负荷曲线。
若无法获取完整的实际用电负荷曲线，archelios PRO 软件提供了以下解决方案： :
⚫ 软件基于部分时段的用电数据，自动生成全年用电负荷曲线
⚫ 软件提供法国 Enedis 与德国 BDEW 的标准负荷曲线，作为构建项目用电特征的基础
⚫ 允许用户精准设置用电设备及其使用时间，包括电动汽车的充电需求
archelios PRO 通过 API自动获取的 ENEDIS（法国）真实负荷曲线
archelios PRO 获取的真实负荷曲线
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archelios PRO 软件一个强大功能是根据期望的绿电消纳率（自用率）和绿电覆盖率（自产率）
来优化系统安装容量，避免过度安装。基于经济分析，软件可以比较不同方案，找出最优解。
软件中根据负荷曲线和期望目标优化系统安装容量
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电池储能系统模拟
为提高自发自用率、增加电费节省，配置电池储能系统可能是一个合理选择。目前主要有两
种储能方案：物理电池储能与虚拟电池储能。
物理电池储能：指在项目场地安装储能设备，白天储存光伏发电量，实现全天电力供应。该
方案能有效提升自发自用率，但初始购置与安装成本较高。
虚拟储能：无需实体设备，而是将多余电量出售给电网运营商，运营商在电力市场对这部分
电量进行优化调度，随后根据用户需求 “返还” 电力。这种方案经济性高（月均成本仅几欧
元），且在合同允许的情况下，可实现较高的自发自用率。
通过上述储能方案，用户可几乎消耗全部自发电量，大幅降低对电网的依赖，规避电价上涨
风险。
archelios PRO的
物理电池储能模拟
archelios PRO 的
虚拟储能模拟
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电池储能系统模拟
“物理储能”与“虚拟储能”示意图
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项目经济性分析
经济性分析旨在判断光伏项目的盈利能力，为最终决策提供依据。分析需基于技术研究结
果（发电量、自发自用率等），并结合多项经济假设，包括:
⚫ 初始投资成本（通常与技术方案相关）
⚫ 折现率（反映项目资金成本）
⚫ 电价（决定电费节省金额）
一个关键指标是度电成本 (LCOE)。它表示所生产电力的平均成本，单位为 €/kWh。可以
与小型系统的上网电价或自发自用项目的电网购电价进行比较。
若度电成本（LCOE）低于上网电价（小型项目）或电网购电价（自发自用项目），则项目
具备经济可行性。
archelios PRO 的现金流示意图，在此示例中，投资回收期为9年
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NPV = 年度售电收入+ 年度省电收益 – 运营成本 (维护、设备更新等)
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另一个重要指标是净现值 (NPV)。它是将年度收益（售电收入或节电收益）减去运营成
本（维护、设备更换等）后，按折现率计算的现值总和。正数NPV意味着收益覆盖初始
投资并产生盈利。
基于NPV，还可以计算其他指标 :
⚫ 投资回收期：易于个人用户理解
⚫ 内部收益率 (IRR)：常用于财务分析
上述经济指标均可在 archelios PRO 软件中自动生成，用户可调整假设条件，实现精准评估。
archelios PRO的经济性计算指标
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精度与参数设置的重要性
光伏研究并非采用固定参数的通用流程。尽管软件设有默认参数，但需根据实际工况、电网
要求及设备性能调整参数设置。在 archelios PRO 软件的 “参数设置” 界面中，提供了丰富
的设置选项，可优化研究结果、满足项目技术规格书要求，或适配特定设备的运行特性。
此外，archelios PRO 软件可计算 P50 、P75、 P90 等概率值，提供更保守的发电量估算。
这些数值能证明，即使在不利条件下，项目仍能满足用电需求，且保持经济合理性。
archelios PRO 的仿真参数设置
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输出文件、交付成果与施工准备
专业光伏模拟软件的一大优势是，不仅能完成技术建模，还能自动生成项目各阶段所需的
全部交付文件。与简易工具不同，通过 archelios PRO 软件开展的研究，可支持以下工作：
⚫ 向客户展示并推销项目方案
⚫ 启动行政申报流程
⚫ 证明项目符合现行标准
⚫ 筹备设备采购与施工组织
软件可自动生成以下输出文件：
⚫ 可自定义报告
⚫ 电气系统单线图
⚫ 设备/物料清单
⚫ 几何排布图-电缆走向图
⚫ 团队间项目共享
⚫ Export 本地文件备份导出
⚫ 导出 elec calc 格式-用于完成电气系统选型计算
除确保技术精度外，文件自动化生成还能显著节省时间。archelios 系列软件的设计初衷是
为用户提供全项目周期支持，生成的文件清晰易懂、专业性强，可直接用于商务沟通或技
术对接。
archelios PRO 自动生成
电气单线图
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光伏设计仿真软件的价值
鉴于光伏系统仿真及分析的复杂性，如今使用光伏设计仿真软件已成为行业刚需。关键问
题不再是 “是否使用软件”，而是 “如何选择合适的软件”。
目前市场上有多种光伏系统设计解决方案，分别适配不同市场、不同系统类型或不同业务
流程。因此，企业需精准开展系统计算，确保结果准确可靠，同时避免陷入一个固定且僵
化的流程，因为大家都知道光伏市场变化迅速，企业业务需随之调整，僵化流程会限制业
务拓展。
最近几年，部分软件忽视精度与灵活性，宣称侧重施工管理功能（而施工管理可通过
Excel 表格实现）。事实上，精准可靠的计算、高质量的建模，以及获得行业主流机构
（监理单位、融资机构）二十多年认可的成果输出，才是光伏设计软件的核心价值所在。
选择光伏设计软件时，需确保其能精准满足需求，同时不忽视技术细节，且为市场新机遇
预留拓展空间。例如，法国 S21 电价政策调整后，或国内机制电价出台后，市场格局迅
速变化，软件的灵活性成为企业适应变化的关键优势。此外，企业发展可能会开拓更大功
率的项目市场或海外市场，这些都需要更高效、更专业的软件支持。
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白皮书 | 欧洲户用光伏研究
光伏未来发展前景如何?
近年来，户用住宅光伏市场已从 “全额上网” 模式转向 “自发自用” 模式。法规政策的调
整进一步巩固了这一趋势：余电上网电价较低，且装机容量小于 9 kWp的系统已禁止全额
上网（以法国为例）。尽管小于 1 kWp的小型光伏套件关注度上升，但这类产品无法显著
提升光伏装机总量。因此，要推动数kW级屋顶光伏系统的发展，还需配套其他解决方案。
如前文所述，archelios PRO 软件已能模拟多种提升自发自用率的方案，其中以下两项措
施尤为关键 :
⚫ 储能系统：虽能有效提升自发自用率，但盈利能力测算难度加大。未来，若光伏大
发时段与电网低谷时段重叠，储能系统的电费节省效果将下降，进而影响项目整体
盈利能力。
⚫ 用电优化：调整用电时间，使其与光伏发电量高峰时段匹配。例如，调整生活热水
加热时间，或优化电动汽车充电时段。
未来数年，预计将出现新的光伏应用模式：不再将多余电量出售给固定收购方或聚合商，而
是通过“能源社区”（又称 “集体自发自用”或“隔墙售电”或“绿电直连”或“源网荷储”）
直接出售给邻居。要让这类模式在中小发电用户与用电用户中普及，简化行政手续仍是关键
挑战。
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白皮书 | 欧洲户用光伏研究
结论
光伏发电研究仿真的复杂性决定了必须使用专业软件。尽管市场上有多种解决方案，但选
择时需优先考虑以下关键因素：计算精度、结果可靠性，以及对变化的适应性。光伏市场
动态多变，企业需要能同步迭代的软件工具。
从项目场地初步评估、气象数据分析，到 3D 建模、遮挡考虑、组件优化布局，全面的光
伏系统设计研究涉及多个相互关联的环节。这些环节共同确保光伏系统高效合规。此外，
合理选择设备（如逆变器）、精准预测发电量，以及深入理解自发自用潜力与经济性能，
也至关重要。
部分软件产品侧重任务管理，忽视计算精度，看似具有吸引力，但实际上，精准可靠的分
析、高质量的建模，以及获得行业领先机构认可的成果，才是光伏设计软件的核心价值。
理想的光伏设计软件应能全面满足当前需求，同时为行业变化预留拓展空间，正如本指南
所展示的，archelios PRO 软件在这方面表现突出，能为用户提供全方位支持，简化从可
行性研究、系统设计到财务分析的全流程工作。
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白皮书 | 欧洲户用光伏研究
参考文献
⚫ 《光伏系统安装指南》（Cythelia Energy、Sylvain Brigand，2024 年）
⚫ 《全球光伏市场概况》（IEA-PVPS，2025 年）
⚫ 《全球太阳辐照量地图》（PVGIS，2015 年）
⚫
⚫ Everexceed
⚫ Misterelec
⚫
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