浅谈分布式光伏发电系统

浅谈分布式光伏发电系统

摘要分布式光伏发电现如今已被应用在家庭供电、道路照明、景观照明、交通监控、大型广告牌、发电站等方面，国内市场规模正在逐步扩大，呈现出了广阔的市场发展前景。本文主要从分布式光伏发电系统的几个方面展开论述，以便于人们更加了解该项系统。

关键词分布式；光伏发电系统；原理；特点

1 分布式光伏发电概述和组成

1.1 分布式光伏发电概述

分布式光伏发电是一个新概念，目前还没有明确的定义，一般认为发电系统采用光伏组件的发电系统即为分布式光伏发电。该系统发电容量规模比较小，一般接入低于35千伏电压的电网，发电功率在几十千瓦到几十兆瓦之间，运行方式以用户端自发自用为主、多余电量上网，可以充分利用各种分散存在的能源。

1.2 分布式光伏发电的组成

分布式光伏发电系统一般由太阳能电池板、控制器、蓄电池、逆变器及相关负载等环节组成。

（1）太阳能电池板：其作为该系统核心部件，作用是将太阳能的辐射转化为电能，其技术性能和指标对整套系统的长期稳定运行起到至关重要的作用，要求其转换效率要高、使用寿命要长、技术性能稳定。

（2）控制器：其上一种最基本的控制电路，系统通过控制器能够实现对系统工作状态的管理，以及蓄电池的过充和过放保护、主电源和待机电源的开关控制和电池温度补偿等主要功能。

（3）蓄电池：太阳辐射变化会造成光伏发电系统输出功率不稳定，为了解决问题可以更方便的协调能量，需要使用蓄电池。

（4）逆变器：因为太阳能电池为直流发电，但很多负载需要交流电，所以需要转换电源的装置。而逆变器的功能是将DC转换为AC电源。当光伏系统应用于交流负载或电网传输时，其可以提高光伏发电系统的供电质量[1]。

2 分布式光伏发电原理与特点

2.1 分布式光伏发电发电原理

阳能光伏电池发电的原理简单来说就是光生伏特效应。当光线照射到太阳能

电池板表面的时候，有一部分光子会被电池板中的硅材料吸收，从而使其电子发生跃迁成为按规律移动的自由电子，该自由电子在PN结两侧聚集形成一个电位差。此时将外部电路和电池板接通，在该电位差也即是电压的作用下，会形成电流，从而对外部电路产生一定值的功率输出，完成了光能到电能的转变过程。如果有太阳光被光电池吸收，其则具有足够能量的光子可以从P型半导体和N型半导体中的共价键激发电子，以产生成对电子以及等量的正电荷。N区的正电荷向P区移动，P区的电子移动到N区，导致在太阳能电池的受光面积累大量的负电荷，在其背面具有大量的正电荷。此时，如果在电池的受光和背光表面加上金属电极，并用导线接上负荷，只要有阳光照射，负荷上就一直会有电流通过[2]。

2.2 分布式光伏发电特点

（1）输出功率相对较小，抗灾能力强：分布式光伏电源的特点在于，电站规模的相对较小，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦内，在大电网出现故障时，仍然可对附近负载供电；同时，分布式光伏发电系统相互独立，可自行控制，避免发生大规模停电事故，安全性高。

（2）建设选择具有灵活性，干净环保：分布式光伏发电项目往往依靠城市中闲置的地方，或利用光伏电池与建筑外立面结合的方式，不需要重新开辟空间，在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

（3）安全可靠性高：运行维护简单，容易实现自动化和无人化。光伏发电运行维护较为简单，安全可靠。

（4）后期投资成本较低：光伏发电系统无须电力消耗和电费成本，是有效利用太阳能的系统，所以除了设备投资开始之外，之后的投资很小。

2.3 分布式光伏发电的发展阻碍

分布式光伏系统目前受到不少影响因素的作用，因此在大规模开发应用中存在诸多障碍，比如说发电技术水平发电效率依然较低，目前普遍不到五分之一；太阳能硅电池成本依然较高，基于此也带来了光伏发电系统成本较高；我国国内生产的一些零部件部分质量存在问题，使得整个系统的可靠性和稳定性降低等等。总之，可以总结为以下几个方面：发电效率低、技术水平不高、质量安全存在问题、资金周转困难以及相关政策不完善和产业发展不合理等等[3]。

3 分布式光伏发电项目应用

根据分布式光伏发电系统的特点，一般主要运用在以下几个方面：

3.1 工业方面

工业生产一般都用电量大，且电费单价高，因此整体电能消费较高。这些工厂其实大多数厂房面积非常大，且非常开阔，适合安装大型太阳能电池板进行光

伏发电。因此，工厂通过分布式光伏发电可以保证工厂部分电能自用，这样不仅可以充分利用空余的屋顶资源，还能节省一部分用电消费，再将这部分节省下来的资金投入合理的生产，促进工厂可持续发展的健康发展。

3.2 商业方面

类似于工业生产，一般商业建筑也有广阔的屋顶和墙壁资源，需要区分的是其商业建筑对美观的要求较高。因此根据当地情况按照具体商业楼宇的特点，进行光伏发电系统的设计和安装。一般来说，商业用户主要集中在白天的电力负荷高峰段用电，假若采用分布式光伏发电系统，则能够很好地满足其要求，而且节约电能，再将这部分节省下来的资金合理投资，促进商业的持续健康发展。

3.3 民用方面

现代住宅建筑有大量空置屋顶，由于住宅区通常在公共电网末端，其电力质量普遍较差，如果分布式光伏发電系统能够得以大量建设，则可以提高其电力稳定性，而且多余的发电量还可以连接到公共电网进行销售，从而得到一部分经济产值[4]。

当然，还有其他方面比如行政建筑、医疗机构、学校、闲置荒地等，笔者将这些方面进行整理，如下表1所示。

4 结束语

目前，我国的分布式光伏发电已经得到了快速发展，国内的太阳能光伏发电市场已经吸引了全球的目光，对我国的光伏产业和能源产业是一个重大的机遇。据相关统计预测，2020年中国光伏市场年装机量将达到20GW，将成为未来全球的太阳能设备主要市场。

参考文献

[1] 刘胜佳.分布式光伏发电系统的设计与性能分析[J].科技与创新，2016，（20）：95-96.

[2] 吴亚琼.分布式光伏发电系统浅论[J/OL].中国高新技术企业，2016，（13）：90-91.

[3] 钟伟东，刘继文，雷象兵.分布式光伏发电20kV并网系统设计[J].现代建筑电气，2017，8（04）：42-48.

[4] 周希松.分布式光伏发电系统在民用建筑中的应用[J].现代建筑电气，2017，8（04）：38-41.