分布式光伏发电的发展趋势分析

分布式光伏发电的发展趋势分析
摘要：考虑到不可再生资源的储量日益减少，开发和利用可再生资源已成为未
来能源发展的方向。

光伏分布式发电作为一种新能源，具有清洁环保、节约用地、投资成本低等优势，在今后发展中有很大潜力。

文章叙述了分布式光伏发电的技
术优势，给出了分布式光伏发电的技术原理，最后阐述了分布式光伏发电的发展
前景，为发展我国分布式光伏发电提供参考
关键词：分布式；光伏发电；发展前景
能源供应的问题一直伴随人类发展，在进入 21 世纪后，我国国内火力发电项
目的大规模装机，虽然有效缓和了能源供应的矛盾，但是引起了不容忽视的环境
污染问题。

还有就是集中式供电增强了用电客户对大容量电厂的依赖，同时对供
电的可靠性提出更高要求。

光伏分布式发电是一种分布式提供能源的技术，它是利用光伏组件将太阳能
转化为电能的发电方式。

与集中式光伏发电相比，分布式光伏发电更加靠近用户，可减少电力在传输过程中的消耗，降低高压输电成本。

我国分布式光伏发电虽然
比美国、欧洲等发达国家起步较晚，但是在我国相关政策的激励下，分布式光伏
发电得到了快速发展，并体现出新的产业格局。

1 分布式光伏发电技术的优势
光伏发电系统的类型分为两种，一是集中式光伏发电系统，该系统主要是安
装在广阔地域的大型电站；二是分布式光伏发电系统，其主要是安装在各种屋顶
上的小型发电系统，主要优势如下[1]：
（1）解决了固有光伏电源基地与负荷需求在空间分布上不匹配的问题。

大型
的地面式光伏电站主要是建设在在光照资源充足、地面平整广阔的三北地区。

但
是这些地方的人口密度小，用电负荷不大，还有电网配置较落后，对于大容量光
伏发电并网并不能实现，会导致严重弃光现象。

而分布式光伏发电系统不仅能够
满足工商业或居民用电需求，而且剩余电量还可上网，有效缓解了环保需求下限
制煤电后的紧张能源供应形式。

（2）充分结合建筑空间或替代建筑材料，达到节约用地目的。

分布式光伏发
电能够依附于建筑物屋顶或外墙，安装地点灵活。

使用柔性电池等新型光伏组件
可结合于屋顶瓦片或玻璃幕墙等建筑材料，在提供电力供应的同时承担建筑功用，方便美观。

（3）投资成本低。

分布式光伏发电系统初始投资低，且后期基本上不会产生
运行维护费用。

对于户用屋顶电站，国内市场报价约为8元/W，并且随着技术进
步来和市场更加成熟，成本将进一步降低。

2 分布式光伏发电技术简介
2.1 技术原理
光伏发电的原理是基于光生伏特效应，采用太阳能电池元件，直接将太阳能
转化为电能的技术。

当半导体硅中掺杂形成不同特性的半导体材料情况下，由于
加入的物质不相同，导致在半导体内部产生多余的空穴或者自由电子。

掺杂半导
体材料各自仍然为电中性，但如果将同一片硅片两面分别制成P 型和N型半导体，由于两者自由电子和空穴浓度不同，扩散作用会使硅片内部形成电势差，即“内建电场”。

这种 P 型和 N 型半导体形成的结构称为 PN 结。

扩散作用会使P型一侧带负电，N型一侧带正电。

若是太阳光照射在半导体
表面上，一部分光能被吸收，产生电子－空穴对。

这些新生成的电子和空穴受到
内建电厂的作用发生定向移动，电子向N侧移动，空穴向P侧移动。

此时在PN
结两侧连接负载且持续保持光线照射，外电路就会形成持续的电流。

2.2 分布式
光伏发电系统
在整个分布式光伏供电系统中，光伏电池是最为核心的组件，是实现由光转
换为电的最小单元。

许多片电池合成在一起组成光伏组件，光伏组件特定排列形式，增加太阳光能的利用率。

除光伏电池之外，典型的分布式光伏供电系统还包
括直流汇流箱、并网逆变器、交流配电箱、双向电能表和用电荷载等2]。

典型的
分布式光伏系统如图1所示。

图1 典型分布式光伏系统
其中，光伏组件是将太阳光能转化为直流电，再通过逆变器对其进行逆变及
整流，然后输出品质合格的交流电供用户使用或接入电网系统。

还有电能表可以
计量用户获取的电量和光到电网伏系统的电量，这样方便分别计费。

3 分布式光伏发电的发展前景
3.1 分布式光伏发电潜力巨大
我国太阳能资源非常丰富，据公开数据显示，我国仅仅利用现有建筑屋顶安
装的分布式光伏发电就达3亿kW左右。

同时，国内长期依靠的是燃煤发电，造
成了严峻的环境问题。

因此使用太阳能光伏发电，同时结合用户需求进行分布式
电力供应成为能源格局调整的迫切需求。

仅2016年，我国太阳能发电量达到662亿kWh，同比增长72.0%，新增并网太阳能发电设备容量为3459万kW，较上年
同期增长1.5倍，远大于其他电源种类增速。

就分布式光伏发电来看，《能源发
展“十三五”规划》中指出，到2020年我国太阳能发电规模达到1.1亿kW以上，
其中分布式光伏为6000万kW。

根据国家能源局统计数据表明，截至2016年底，我国现有分布式光伏累计装机容量1032万kW。

这表明今后4年内分布式光伏装
机量每年将至少新增1242万kW。

2017年上半年，全国新增光伏发电装机容量2440万千瓦，同比增长9%，其中分布式光伏711万kW，同比增长2.9倍[3]。

3.2 光伏发电格局转变
近年来，国内光伏产业结构从集中式电站向分布式发电转变，从2013 年到2017 年之间，我国新增光伏发电设备装机容量和增速中，分布式光伏发电相对来
说占有优势，其中分布式光伏发电系统自2015年以后出现爆发式增长，装机占
比增加迅速，近两年来增长率均大于200%。

另外，集中式光伏电站增速放慢，
据国家能源局公布数据表明，2017年上半年集中式光伏电站新增装机为仅为
1729万kW，同比减少16%。

4 结语
由于太阳能资源具有能量密度低、分散的特点，因此光伏发电自身就有分布
式供电的天然优势。

分布式光伏发电在我国不仅是光伏发电应用的最好形式，同
时也解决了我国电力产销不平衡的抓手，其发展有着重要的战略意义。

分布式光
伏发电在发展中离不开我国政府的政策支持，在这种鼓励政策下，分布式光伏发
电一定会有巨大的发展前景。

参考文献：
[1] 丁芸，林韵.我国分布式光伏发电的困境分析与发展对策研究[J].资源与产业，2015，17（3）：51-55.
[2] 王文静，王斯成.我国分布式光伏发电的现状与展望[J].中国科学院院刊，2016，2：165-172.
[3] 宁翔.国内分布式光伏发电产业现状与发展前景[J].节能，2017，11：14-19.。