分布式屋顶系统的基础知识以及分布式光伏系统在国内的发展现状

分布式屋顶系统的基础知识以及分布式光伏系统在国内的发展现状►光伏发电原理光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

►光伏发电行业分析未来五年，中国的光伏发电产业虽然仍处于发展期，总体在稳定增加，但会进入整合期，产业的竞争不可防止地会出现趋于集中的形式，中小企业肯定会面临困境，因为它不管是技术还是产品上，都缺乏核心竞争力。例如目前500多家制造太阳能电池的厂家只有几十家拥有一定的规模和核心竞争力，但它市场占有率却较高。可以说这段整合期对中国光伏发电产业来讲是有利的。孟宪淦指出，虽然现阶段光伏发电产业出现了种种问题。如果企业坚持7-10年，会迎来光伏发电产业的黄金期”预计2017-2020年光伏发电发电将实现平价上网，政策的影响逐渐减小，走向市场机制的道路，这将是新一轮的产业发展高峰”。

一、分布式光伏篇

分布式发电（DistributedGeneration,简称DG)通常是指发电功率在几千瓦至数十兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的，就地消纳、非外送型的发电单元。

主要包括：以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、热电联产机组、燃料电池发电系统、太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电等。国家能源局在“分布式发电管理办法”中将分布式发电的定义为是指位于用户附近，装机规模较小，电能主要由用户自用和就地利用的可再生能源、资源综合利用发电设施或有电力输出的能量梯级利用多联供系统，并网电压等级在

10

千伏及以下（国家电网

1560

号文）。另外在分布式电源接入电力系统技术标准IEEE1547里，我们也可以将分布式光伏理解为通过公共连接点与区域电网并网的发电系统（公共连接点一般指电力系统与电力负荷的分界点）。而在德国是将接入1kV以下低压配电网的都归属为分布式发电。

（1）中国光伏市场

我国分布式发电最开始主要体现在以地面为主的大型电站，分布在土地资源丰富的西北荒漠。而早在国外，受国土资源限制，人们就开始考虑屋顶分布式光伏发电。在欧美等国家很多别墅的屋顶都已普及。比如居民、工厂的屋顶等采用分布式屋顶系统。而那时我国主要以出口这类分布式光伏系统，却没有意识到自身的缺陷。直到最近几年，我国才意识到此类问题，逐渐倡导以公共建筑来发展分布式光伏。在2012年末，国家暂停了大型电站的新建建设，转向鼓励分布式光伏发电。与此同时，财政部以每发一度电补贴0.42元的激励政策来刺激国内分布式光伏发电的市场。

2013年之前，我国光伏市场所占份额不足10%，太阳能发电电池基本都以出口为主，而且受到政策和市场等外界压力阻碍较多。2013年之后随着新一届政府的重视力度，对国内光伏发电市场逐渐放开，相应的政策导向也相继出台，打破电力公司垄断。鼓励更多的民营企业加入电力行列，让太阳能、风能发电都参与国家电网市场，从而打开了国内光伏发电的新篇章。

（2）光伏市场分类

光伏发电系统分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统两大部分。

独立光伏发电主要以蓄电池为载体，通过太阳能发电存储到蓄电池，再由蓄电池输出电能。由于独立光伏发电需要定期更换蓄电池的溶液，所以会对环境造成污染，但有些地方（比如岛屿）又必须依靠独立光伏发电。

并网光伏发电是与国家电网相连，也是国家推广和鼓励的分布式光伏发电系统。目前国内外分布式光伏发电90%以上都是指并网光伏（不包括离网光伏）。并网光伏发电在国外已经发展十年，而我国自2013年才开始正式打破原有电力垄断的格局，逐步迈向市场。见图一。

图1

分布式光伏发电系统也可以称之为智能光伏电网。通过参考国外的先进技术和自身的改良，目前智能光伏电网的设计、安装、运营技术均已十分成熟。特别是被国人普遍关注的安全问题，即便在遇到诸如打雷、电击、台风等干扰条件下，分布式光伏发电系统也不存在任何安全隐患。目前，国人对该系统的认知不够甚至没有认知成了分布式光伏发电系统在我国发展的最大问题。因此，让人们从基础知识层面上认识到分布式光伏发电系统所能带来的受益成了分布式光伏发电系统的普及和推广的关键。

（3）分布式光伏发电的益处

自发自用：分布式光伏发电的电压在220V-380V,完全可以满足家用电器的用电量，同时也可以满足工厂等商业用电。实现自己发电自己优先使用。

余电上网：分布式发电系统采用智能电网智能计算，多余的电量可以并网，并网后的电能可以暂存到国家电网，也可以再以买卖的方式向国家进行出售。而且分布式发电除了国家财政部相应补助以外，地方省市也会给予不同程度的补贴。在浙江嘉兴地区，为了推广分布式光伏发电，除享受国家级补贴（0.42元/度），省级额外再补贴0.25元、市级或者开发区层层叠加，最多可享受三级或者四级叠加补贴政策。

Q：各地的补贴政策不一样，是不是光伏发展好的地方补贴多呢？有哪些具体城市？A：截止11月底，全国已有9个省市的补贴政策相继出台。主要集中在沿海省份（浙江、江苏、山东、上海、安徽、广东）和部分内地城市（西安、太原）等。

Q:合肥市家庭光伏发电站一次性补贴4元/瓦是怎么回事？A：这属于一次性初装补贴，在国外也有先例，弊端是存在骗补。即拿到了补贴但实际发电量达不到要求。与上述按实际发电量的补贴正好相反。

Q:分布式光伏系统使用寿命是多少年？A：参照国外的经验以及设计标准，分布式光伏系统寿命为25年以上。

（4）国内太阳辐射分布及资源分区与等效分析

图2

图2是国内太阳能辐射分布情况，按辐射量的大小分成四个等级，其中新疆、西藏等西北地区是我国太阳能辐射最强的地方，所以也就吸引很多大型光伏企业去投资，太阳辐射强，发电量大。反之，东南沿海地区辐射量较低，发电量相对较小。

另外辐射量还跟地理坐标、光照时间、朝向等有关，但对于小型光伏系统而言，影响并不明显。以1000瓦的小型光伏系统为例，每日有效时间约5-6小时，则根据特定计算公式可计算出该系统每日可发电3-4度。大型光伏发电站则会更加注重项目所处地理位置、年度辐射量以及每日早晚的有效光照时间，通常光电转化量最大的时间为12时-16时，且朝向为南。以上所提到的所有细节因素都将对大型光伏发电站的发电量产生重要影响。

图3

根据光伏发电板辐射量与有效光照时间的关系，可科学的计算出不同地区每年可利用的小时数及年度总发电量。见图3。目前光伏发电板有单晶硅、多晶硅和薄膜柔性三类电池板。其中单晶硅和多晶硅电池板较为常用。，而薄膜可弯曲的太阳板因造价昂贵所以市场应用较少。在计算等效利用时间的同时，除了分析太阳辐射的地区因素，还要综合考虑当地有效发电时间和白天工商业平均电价。见图4。海拔越高的省份，有效发电时间越长。

另外工商业用电和居民用电价位不同，也要在计算等效时作为参照。当地电价越高，光伏发电的收益率也越高。以上海居民用电最低0.567元/度，工商业用电1.35元/度为例，居民、工商业用电对比太阳能用电是有动力的。而内陆省份因电价偏低，所以动力不足，政府补贴政策也较少，推广和使用率相对不高。图4

（5）太阳能电池技术比较

太阳能电池有单晶硅、多晶硅和薄膜柔性三类电池板。我国所出口晶硅转换率可达到11%-13%，日本东芝以及夏普在试验阶段可达到16%-21%。然而造价相对较高的薄膜太阳电池转换率只能达到9%--10%。单晶硅主要针对辐射率强的地区，多晶硅适用于阴雨天气的南方。截止目前薄膜可弯曲性的电池板应用很少，主要适用无菱无角的建筑类型，造价是晶硅的4--5倍。三种电池板转换率的高低是对于大型光伏发电系统而言，而且要在很长的时间段才能表现出其规律。

另外市场上还有一种双玻电池板，类似薄膜电池但不可折叠。因透明采光较好，主要应用于农业大棚，神奇的讲农业种植和光伏发电相结合，讲光伏农业一体化的神话变为了现实。

Q：并网一定不需要蓄电池吗？还是可以自主选择。A：并网不需要蓄电池，要硬性安装也可以，但没有用处，只会增加成本。

二、光伏政策篇

我国十二五发展规划中提到，光伏发电要优先于热发电、大型光伏电站和分布式光伏发电并重、资源条件好的地区要优先发展光伏发电。2013年以来国家相关部门提出一系列推广光伏发电政策。随后个地方的光伏发电补贴政策也陆续出台。主要补贴省份依然集中在江浙一带，很遗憾首都北京到目前还没有相应补贴政策。国家有宏观上的政策方针，但最终还需要地方逐一落实。但实际在地方落实过程中，很多相关部门工作人员依然存在推诿或拒绝。由于光伏本身成本较高，没有政府的支持补贴政策，靠个人的力量是难以达到推广效果的。

2013年以来发布的主要光伏政策3月1日：国家电网《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》7月15日：国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见（国八条）7月24日：财政部《关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知》8月

9日：国家能源局《关于开展分布式光伏发电应用示范区建设的通知》8月26日：国家发改委《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》9月25日：国家能源局《光伏电站项目管理暂行办法》9月17日：国家能源局/国开行《支持分布式光伏发电金融服务的意见》9月27日：财政部发布10月1日起实施光伏发电增值税即征即退50%政策

（1）项目补贴政策

分布式光伏发电的补贴政策分为：度电补贴和一次性补贴。

度电补贴是指按分布式光伏每发一度电国家予以的相应补贴，其多余电量出售给国家所换来的经济效益。电力公司定期通过智能电表对发电量、使用量、并网量进行数据采集，按相关政策代为转发其补贴费用。

一次性补贴主要针对改进光伏电站、大型风力发电等进行一次补贴资金。包括家庭光伏发电前期安装时给予一次性补贴，也称之初装补贴政策。

Q：西部地区比四川地区补贴政策相差如何？A：四川同样享受财政部0.42元/度的补贴政策,但省级补贴还没有出台。

（2）项目补贴程序

项目补贴程序从国家部委到具体电网公司逐级申报、审批。详见图5。图5

有了严格的补贴流程，随后采用价格杠杆作用来促进光伏产业的健康提升。我国大致分北网、南网和内蒙古自治区三大电网公司。受国家电网垄断，长期以来光伏发电受到各种阻碍，导致推广滞后。最近几年国家意识到环境遭到严重破坏，雾霾、食品安全等时刻威胁人们的健康。以上诸多问题也来源于清洁能源长期得不到发展空间。

2012年10月，国家颁布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》►支持分布式并网，承诺全额收购富余电力►6MW

以下免收接入费用►分布式光伏发电项目免收系统备用费►并网权限明确下放到地市公司►并网流程办理周期约45个工作日►分布式光伏接入引起的公共电网改造，以及接入公共电网的接网工程全部由电网承担

以上政策能够大大缩短分布式光伏电站的并网时间、减少并网费用。为国内光伏市场的开启，扫清了障碍。

（3）分布式光伏发电应用示范区（第一批）

★北京市海淀区中关村海淀园

★北京顺义开发区

★河北保定英利新技术开发区

★天津武清开发区★河北高碑店开发区

★上海松江工业园区★江苏无锡高新区

★江苏南通经济技术开发区★浙江绍兴滨海产业聚集区

★浙江杭州桐庐经济开发区★安徽合肥高新区

★江西新余高新区★山东泰安高新区

★山东淄博高新区

★广东佛山三水工业园

★广东从化明珠工业园★深圳南海深港现代服务业合作区

★宁波杭州湾新区

三、项目计划篇

（1）分布式光伏投资项目的选择

独门独院的别墅、政府机关楼宇、资金流状况较好的公司，都可以作为分布式光伏发电系统的推广对象。对于普通高层居民而言，虽然经济条件接受，却因《物业法》、《物权法》等约束，安装受到阻力。高层建筑居民楼顶属于公用面积，要安装光伏还需通过物业公司或2/3的居民签字同意。

其次分布式屋顶光伏发电系统的可行性应从如下几个方面因素考虑►项目所在地地理位置和日照时间►项目业主本身的月用电量和屋顶面积、屋顶结构和强度►项目的投资回报率►充分利用空置厂房、库房屋顶，提高固定资产回报率►符合国家在城市工业园区、居民社区推广光伏发电应用的政策导向►增加厂房的保温性能减少建筑能耗

（2）经济角度和认知角度的瓶颈

国人在安装分布式光伏发电系统的同时，也更多关注其经济效益。以安装1MW光伏系统为例，收回成本在有补贴政策地区需要5-6年，没有补贴政策则需要8-9年收回成本，而且投资相对较大。图6为北京地区分布式光伏发电1MW的投资预算。图7为工厂型与居民型业主在分布式光伏系统投资后的回报率比较。另外对于客户来说，对环保节能的认知度以及对光伏发电的认可度也成为分布式光伏发电的推广瓶颈。

图6

图7Q：请问目前农村市场怎么样？A：随着国家各部委对农村市场扶贫政策的出台，支持和鼓励农村安装分布式光伏系统。而且农村具有独家独户，屋顶没有遮挡物等良好的安装条件和光照条件。所以单纯从市场推广渠道来看，农村市场潜力巨大。

（3）三种电站投资模式

A.

业主独立投资：项目资金

100%为业主承担，业主拥有电站

100%所有权。我方作为

EPC（电站开发集成商）提供交钥匙工程服务。

B.我方独立投资：我方投资在业主屋顶建光伏电站，并拥有电站

100%所有权。双方签署能源合同管理协议，我方根据发电量每月向业主收电费。电费价格可比市电优惠，比如

98

折（工业用电：1元每度，我们收

0.98

元每度）

。在我方

6

年收回投资后，再继续收

6-10

年电费，然后将电站所有权完全交给业主。我方退出。

C.双方联合投资：双方各投资

50%建设电站，双方签署能源合同管理协议。我方根据发电量每月向业主收取

50%电费。双方6

年后各自收回投资后，我方再继续收

6-10

年电费，然后将电站所有权完全交给业主。我方退出。

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