光伏电站集中与分布式并重,一大波"光伏+"来袭

自从国家提出碳达峰、碳中和的目标以来，按照2030年前达到碳达峰的要求，“十五五”开始，我国全部能源消费增量需要由非化石能源增量来满足，新能源逐步替代存量。

按照2030年碳达峰目标倒推，初步测算“十四五”期间，可再生能源的增量占一次能源消费增量的50%左右，将成为能源消费的增量主体。

“新能源发电量增量占全社会用电量增量的50%左右，新能源发电装机增量占总装机增量的60%左右。这样看，我国光伏发电会迎来长期良好的发展机遇期。”上海电力设计院有限公司高级工程师王思平说到。

6月1日，王思平在光伏电站可靠性及资产安全研讨会上从专业角度做了《光伏电站设计要点及应用场景研究》报告分享，以下为演讲精华内容。

截止到2022年3月底，我国光伏电站建设规模持续性增长，光伏发电累计装机达到3.18亿千瓦，其中集中光伏电站2.02亿千瓦，分布式1.16亿千瓦。2022年第一季度全国新增并网装机1321万千瓦，集中式电站340万千瓦，分布式电站887万千瓦。全国累计装机容量超过1000万千瓦的省份已经达到16个。

在2021年光伏新增容量中，分布式建设规模占了新增容量的64%，在总并网容量中占比达到34%，较“十三五”初期的14%，占比增加到了一倍以上。其中分布式光伏占比超过50%的省份达到8个以上。

分布式光伏占整个光伏装机容量的变化也在持续向上不断提高，受地方政策引导，包括补贴激励因素影响，2022年第一季度新增工商业分布式光伏装机容量为632.3万千瓦，占比达到71%，主要分布在浙江、山东、江苏地区。

最近新增分布式光伏是装机规模持续增加的重要方向，结合光伏电站的开发，我们看分布式的光伏项目，开发主要要点：

1、宜建尽建，选择适合规模开发的屋顶。

2、优先选择党政机关、公共建筑、工商业厂房等条件较好的屋顶。

3、创新商业模式，让利于民，鼓励安装积极性。

4、产权清晰，生产负荷较为稳定、用电负荷较大。

具体来看，屋顶的分布式光伏遵循“因地制宜、清洁高效、就近利用、统筹规划”的开发建设原则。根据建筑防火设计规范，要求甲乙类厂房不能建设光伏发电系统，丙类是综合建筑厂房的实用功能及生产要素，丁戊类是适宜建设光伏发电系统。其中很重要的一点是建筑物在规划屋顶结构时考虑光伏发电系统的载荷，同时预留一定的光伏系统设备及接入点，减少初始投资。

整个光伏电站在确保可靠发电性能以及保障生命周期的可靠性上主要有以下关注的设计要点。首先光资源要采用专业的软件，与附近已有电站的进行验证，确保资源水平评估。在光伏系统主要设备选型上，通过不同设备对比研究，确定所选设备先进且经济合理。第三结合项目消纳情况，研究最优配比，实现不同项目交直流配合，减少项目初始投资。在发电量计算方面，采用专业软件以及附近数据验证，确保发电量计算的可靠度。

工商投资方面，根据附近已有电站费用数据，增加整个工程投资估算的详细和准确性。最后财务计算方面，多收集电价信息，尽量做到全面及准确，以便使财务计算模型更加接近实际，更加准确。

首先看光伏性能主要部件是组件，现在种类也比较丰富，P型PERC技术市占率比较高，占8成。N型Top con异质结增长势头比较高，成本控制上需进一步突破。IBC、HBC、钙钛矿技术、叠层技术等，还需从成本、量产年度、可靠性方面评估达到产业化的标准。

结合近一两年开发的实际项目看，光伏发电组件应用规模在得到自双面组件发电增益得到市场逐步认可和安装方式逐步优化，使光伏方面发电组件应用规模进一步扩大。组件功率的增加也进一步推动了LCOE成本持续降低。还有一点，结合差异化安装环境以及建筑美学收益需求，光伏产品的形态、颜色也得到进一步的发展。

光伏电站可靠性方面，主要选型原则首先是成本第一、效率优先。组件成本差异不大的前提下，优先考虑转化效率高的组件，有限考虑逐年衰减低的组件。环境适用性，不同场景因地制宜。系统适配程度上，低电压高电流组件要做到与整个系统适配程度。

逆变器的选择上，组串式逆变器在分布式光伏实际项目应用相对比较多。在电站的交直流配比上，我们应该综合考虑光伏方阵安装类型、场地条件、太阳能资源、各项损失等因素，经技术经济比较后确定，光伏组件的安装容量与逆变器的额定容量之比应符合规定。根据我们主编的《光伏发电站设计规范》容配比也给了一定建议值，不超过1.3、1.5、1.8，具体项目应该根本不同配比进行发电量、成本综合研究。合理提高项目容配比，除了可以降低度电成本以外，还可以使发电曲线更加平滑，降低调控压力。

分布式接入电压的设计，是根据不同容量可以推荐选择不同的电压等级，实际设计过程中，最后的设计电压等级要通过经济综合性具体比较，若高低电压均均满足项目情况，优先采用低电压。

第三方面是光伏的应用场景。结合上海市能源发展的“十四五”规划，也提出了可再生能源向集中与分布式并重转变，实施“光伏+”专项工程，结合土地和屋顶资源，分行业、分领域推进光伏发展，力争光伏新增规模达到270万千瓦。主要光伏+的方向也是有光伏+住宅、园区、农业、交通等，覆盖面比较广泛。

具体来看，光伏+住宅是重点结合“平改坡”等工程在小区住宅屋顶建设分布式光伏发电系统，支持新建住宅小区低密度住宅建设分布式光伏发电设施。根据4月1日实施的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》，要求加装太阳能系统。

光伏+园区是以国家级产业园区以及市、区两级产业园区为重点，结合园区建筑建设分布式光伏发电设施。

光伏+农业，是建设一批农光互补、渔光互补、菌光互补项目，在横沙岛高标准规划“光伏+”农业，探索建设漂浮式光伏电站，这是我们的项目。其他的农光户部，除了抬高支架，还有和大棚结合的方式，达到农光、畜牧业的结合，实现综合利用。

光伏+交通，是结合交通场站、交通枢纽、停车场、音屏障建设分布式光伏发电设施，建设光储充一体化充电站。右上角是上海地铁站建设的项目，运行状况也是良好的。

光伏+校园，是在高校、职校、中小学等场所建设分布式电站系统，在获得光伏发电收益的同时，更好普及绿色低碳教育的理念。

光伏+水厂，是重点结合本市已建设或者新建制水厂、污水厂，在沉淀池、滤池、深度处理池等池体构筑物，建设分布式光伏发电系统。考虑到用电量比较大，污水池、沉淀池部分有大量空间可以使用，采用这种方式也是我们近期研究发展的重要方向，包括现在上海已经有三到四座电厂正在做示范实施。