综合智慧能源科普系列：分布式光伏发电

定义

光伏电站主要分为集中式电站和分布式电站两大类。其中，分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

发电原理

光伏发电是指利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转变成电能的发电方式。光伏发电是当今太阳能发电的主流。其光伏电池是一种具有光—电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是借助于在晶体硅中掺入某些元素（例如：磷或硼等），从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下，具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端形成电动势，当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。

技术特征

分布式光伏发电具有以下特点：

一是输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

二是污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限，不能从根本上解决用电紧张问题。

四是可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行；而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。

分布式光伏系统的分类

分布式光伏包括边远农牧区分散供电、屋顶电站、与建筑结合的光伏发电系统、农光互补/渔光互补系统，目前的分布式光伏发电一般是指并网型系统，不包括离网系统。因此，并网型的分布式光伏系统，大致可以分为三类：BAPV（屋顶电站）、BIPV（建筑一体化）、农光/渔光互补。

其中屋顶电站包括工业厂房屋顶、商业建筑屋顶、政府办公楼、学校、交通枢纽、居民屋顶等；农光互补项目包括连栋式大棚、独栋式大棚、附加式大棚、敞开式大棚等。

分布式光伏的优缺点

（一）优点

1、光伏电源处于用户侧，自发自用，就近发电，就近用电，发电供给当地负荷，视作负载，可以减少对电网供电的依赖，减少线路损耗。

2、充分利用建筑物表面，可以将光伏电池同时作为建筑材料，可减少光伏电站的占地面积。

3、运行灵活，适当条件下可以脱离电网独立运行。

4、分布式光伏一般就近并网，线路的损耗很低或者可以说没有，可非常方便的补充当地的电量，供当地及附近的用电用户使用。

（二）缺点

1、分布式发电一般都是安装屋顶，多以农村屋顶为主，以户为单位，发电量有限，不能规模生产。

2、维护成本高，没有专人维护，光伏设备在5年后设备老旧，发电量有限。

3、光伏板装在屋顶上，给屋顶屋面造成安全隐患，同时安装成本较高。

4、电压和无功调节的困难，大容量光伏的接入后功率因数的控制存在技术型难题，短路电力也将增大。

分布式光伏的发展趋势

长期以来，在我国能源结构中，煤炭、石油比重非常大。近些年来，尤其是党的十八大以来，可再生能源占比逐渐提高。在双碳背景下，我国将持续续加快构建以光伏、风电等新能源为主体的新型电力系统。国家在《“十四五”可再生能源发展规划》中提出“坚持集中式和分布式开发并举，推动建设一批重大可再生能源基地，大力支持分布式新能源发展”，将分布式光伏的发展地位和重要性提升至与集中式光伏并列，利用两者的不同特性和应用场景，更好地利用太阳能资源。

据国家能源局发布的数据称，2022年分布式光伏装机达51.11GW，同比增长207.9%，已连续两年超过集中式光伏电站；预计2023年国内分布式新增装机有望达60-70GW。2022年7月13日住房和城乡建设部与国家发展改革委出台《城乡建设领域碳达峰实施方案》提出，到2025年，新建公共机关建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。

在分布式光伏装机总量呈现上升态势的局面下，2023分布式光伏经济性提升，在碳中和、能耗双控、限电减排、绿证交易以及“隔墙售电”的放开等多重因素影响下，激活了百万屋顶资源，分布式光伏的经济性愈发明显。

其中，工商业光伏或将成为新刚需。国家能源局数据显示，2022年工商业光伏新增装机达25.87吉瓦，同比增长236.7%；2023年一季度工商业光伏新增装机9.21GW，刷新了工商业分布式年度新增装机记录。据IEA预测，到2024年，分布式光伏将占据全球光伏市场总量近一半，其中工商业分布式将成为主要市场，未来5年将占据新增装机量的75%。

另外，分布式光伏配储成趋势、分布式光伏装机地区分化较为显著等特点也正在显现。随着分布式技术的不断迭代和改进，可以预见的是，2023分布式光伏市场增量及市场渗透率不断提升，分布式光伏市场迎来了井喷式发展的历史性机遇。而从行业发展层面看，分布式光伏走上了“飞一般”的提速时代。