在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视,大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。太阳能作为能量的天然来源,太阳能的开发及利用具备资源丰富、普及程度高、应用领域广、对环境影响小等特点,随着近年来光伏发电模式的不断创新、技术水平的不断进步以及平价上网的不断推进,光伏发电已逐步成为新能源利用的重要方式之一。
光伏发电的应用模式早期主要以集中式光伏电站的形式体现,通常在具备相对稳定的太阳能资源的空旷地区构建大型光伏电站,将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。这种模式一般具有电站投资大、建设周期长、占地面积大等特点,因其主要与发电侧相关联,早期主要为各大电网集团投资建设,光伏应用普及程度相对较低。
分布式光伏发电因其具备灵活智能、对场地要求小以及匹配用电侧程度高的特点,更加贴合太阳能发电的方式,随着国家对新能源产业的政策支持以及光伏发电成本不断降低,分布式光伏发电模式逐步占据一定的市场份额,其应用模式亦呈现多样化发展的局面。根据应用场景及模式的不同,分布式光伏电站逐步衍生出工商业分布式光伏电站、户用分布式光伏电站、光伏建筑一体化等形式,通过建筑、工业领域与分布式光伏相结合的模式是分布式光伏发电契合用电结构调整、实现节能减排的有效途径之一。
①工商业分布式光伏电站
工商业分布式光伏电站主要系在工商业建筑屋顶建设的分布式光伏电站,一般采用“自发自用、余电上网”的售电模式,不仅减少了一次能源的消耗,改善了工商业企业的用电结构,也能降低自身的用电成本,带来直接经济效益。
②户用分布式光伏电站
户用分布式光伏电站主要系在居民住宅屋顶建设的分布式光伏电站,一般采用“全额上网”的售电模式。根据中国光伏行业协会发布的《中国光伏产业发展路线图(2021 年版)》,2021 年户用分布式光伏新增装机容量达 21.6GW,占分布式光伏新增装机容量的 73.8%,继 2020 年首次超过 10GW 后,再创历史新高。
随着居民对光伏发电的接受程度越来越高,户用分布式光伏的应用近几年已逐步以家电消费品的概念被居民所接受,成为我国新增分布式光伏中占比最高、增速最快的应用场景。
根据 2020 年的人口普查数据,我国乡村人口约 50,978.75 万人,根据住建部数据,我国农村居民人均住房建筑面积约为 48.9 平方米,由此推算我国农村居民住宅面积约为 249 亿平方米,广阔的农村居民住宅面积为户用分布式光伏带来巨大的装机潜力。
③光伏建筑一体化
光伏建筑一体化的应用模式是将光伏发电系统与建筑相结合,通常将光伏发电设备安装在建筑的围护结构外表面来提供用电需求。根据国家住建部、发改委等七部委发布的《关于印发绿色建筑创建行动方案》,到 2022 年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比需达到 70%。光伏建筑一体化通过充分利用太阳能资源,节约能源的消耗,减轻建筑对环境带来的负荷,是实现建筑减排的重要手段之一。