分布式光伏發電

分布式光伏發電是指單體20MW以下，利用廠房屋頂等，所發電量就近消納，在配電網系統平衡調節為特征的光伏發電設施。分布式光伏發電系統的基本設備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網逆變器、交流配電柜等設備，另外還有供電系統監控裝置和環境監測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發電系統的太陽能電池組件陣列將太陽能轉換輸出的電能，經過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過聯接電網來調節。

將單個光伏電池看作PN節點。當光照射在太陽能電池上時，會形成一對電子空穴。電子移向N型半導體，空穴移向P型半導體引，負離子在光學側蓄積，正電荷在背光側蓄積。累積在太陽能電池兩側的正離子和負離子會產生電勢差。電源兩側的電線會產生電流來為電氣負載供電。然而，在實際應用中由于單個太陽能電池發出的能量較少，所以太陽能電池模塊由幾組太陽能電池組成，這些太陽能電池隨機組合提供所需的電壓和能量。只要有陽光，太陽能電池板就會發電。

分布式光伏發電系統主要由光伏電池組，光伏逆變器，光伏控制器，儲能電池等部件組成。

(1)太陽能電池組是由多塊單晶或者多晶太陽能電池組合而成，單個太陽能電池由于轉化電能量小，無法單獨使用，所以需要多塊電池組合封裝，是光伏系統的核心組件，決定了光伏系統的光電轉化效率，其主要功能是將太陽能轉化為電能。

(2)控制器相當于整個光伏發電系統大腦，對整個系統起到控制與調節作用?？刂破骺刂苾δ茈姵?，當太陽能電池組發出電能大于用戶所需電能時，控制電池進行充電，反之控制電池放電供用戶側使用。同時根據室外環境對太陽能電池的最大功率點進行控制，盡量保證光電轉化的最大效率。此外控制器對整個系統起到保護作用。

(3)逆變器是光伏發電系統的重要組成部分，在光伏發電系統中，可以根據系統來選擇并網型逆變器或者離網型逆變器，相對于離網逆變器來說，并網逆變器輸出的部分功率會并入電網中，所以并網系統對電能的質量要求標準更高其主要作用是將光伏組件發出的直流電變換為220V工頻交流電。

(4)儲能電池主要作用為將太陽能電池組多產生的電能儲存起來，當沒有太陽輻射或電池組發出電量無法滿足用戶側需求時將儲存電能放出^[1]。

1) 資源充足，能量豐富，無窮無盡，不必考慮能源不足的問題。

2) 能源易于獲取，分配范圍廣，就近消納，并且不需要長距離輸電，從而減少了線路損耗和輸電成本。

3) 僅有一個轉換環節，即太陽能轉換為電能，減少了轉換期間的能量損失，并且沒有機械磨損。

4) 保護環境，節能安靜。

5) 穩定性能好、可靠性高、使用周期長、運行維護簡便。

6) 組件簡單易于制造，體積小重量輕，方便運輸和安裝，建設過程節省時間，尺寸大小不受限制。

7) 易與建筑物結合可以節省空間，比如可以安裝在屋頂上。

8)國家有電價補貼，經濟性較高^[2]。

1) 能量密度低。雖然太陽能輻射范圍廣，儲量大，但如今人類可利用的太陽能資源主要集中在陸地上，太陽光覆蓋的大部分海洋地區未被利用。

2) 占地面積較大。由于低能量輻射，因此，光伏功率輸出規模越大占用的空間越大，這一問題會隨著分布式光伏發電技術的發展而得到解決。

3) 間歇性工作。光伏發電只工作在有太陽的情況下，因此晚上無法工作，光伏發電效率隨光照強度的變化而變化，不能持續供電，不符合人們的用電需求。

4) 易受外界條件的影響。由于遇到雨、雪、多云的天氣時陽光照射少，光伏發出的電能也少，同時空氣中的灰塵等顆粒物落在光伏模塊表面也會降低功率輸出，導致設備損壞。

光伏發電(photovoltaic，PV)的三個主要特征為可持續性、清潔性和靈活性，是一種發展前景非常寬廣的新能源。光伏發電有其自身的優勢，不可被替代，當然分布式光伏也存在缺陷，但是由于它利大于弊，因此其缺點可忽略不計，分布式光伏的發展成為必然^[2]。

2018年4月13日，國家能源局發布《關于征求光伏發電相關政策文件意見的函》，對《分布式光伏發電項目管理辦法》進行征求意見，將分布式光伏定義分為兩類：小型分布式光伏發電設施和小型分布式光伏電站兩類：

(1)小型分布式光伏發電設施的上網模式是自用為主，余電上網(上網電量不超過50%)，主要包括裝機容量不超過50KW的業主自建的戶用光伏發電系統，以及裝機容量不超過6MW的建筑物、構建筑物及附屬場所的光發電系統。

(2)小型分布式光伏電站的上網模式是全部自發自用，總裝機容量大于6MW但不超過20MW的小型光伏電站。

《分布式光伏發電項目管理辦法》文件還指出，戶用光伏發電系統可選擇“全部自用”、“余電上網”、“全部上網”三種運營模式。由于一方面我國鼓勵“余電上網”政策，另一方面在現實生活中，居民報裝分布式光伏多數采用“余電上網”兩種模式

2021年，分布式光伏迎來新一輪爆發。根據國家能源局發布的數據，2021年，全國新增光伏發電裝機5488萬千瓦，其中分布式光伏2928萬千瓦，占比首次超過50%。對分布式光伏從業者而言，這是一次難得的突破。

從裝機結構看，戶用光伏新增裝機達到2159.62萬千瓦，同比增長超一倍，在分布式光伏中的占比超過七成。主管部門相關負責人公開表示，戶用光伏已經成為我國如期實現碳達峰、碳中和目標和落實鄉村振興戰略的重要力量。

根據索比光伏網此前發布的“2021年中國分布式光伏系統品牌安裝量榜單”，正泰安能、天合富家、創維光伏名列前三甲。

參考資料：

[1]賈曉宇.用于分布式光伏發電系統發展潛力評估的典型氣象年研究[D].陜西:西安建筑科技大學，2021.

[2]分布式光伏接入對配電網影響及選址定容優化研究.pdf

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分布式光伏發電研究報告：

科林電氣-配網行業老兵早期布局分布式光伏迎拐點-220110（27頁）.pdf

【研報】電氣自動化設備行業美股Ten bagger系列二：分布式光伏運營商Sunrun和Vivint Solar分布式光伏運營商經營模式及虛擬電廠VPP的思考-20200901（20頁）.pdf

【研報】電力設備行業：動力電池持續景氣分布式光伏爆發在即-210626（28頁）.pdf

公用事業行業新型電力系統系列報告之二：分布式光伏投資熱潮再起商業模式如何演變？-20220405（44頁）.pdf

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