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 自從國家提出碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)以來，按照2030年前達(dá)到碳達(dá)峰的要求，“十五五”開始，我國全部能源消費(fèi)增量需要由非化石能源增量來滿足，新能源逐步替代存量。

按照2030年碳達(dá)峰目標(biāo)倒推，初步測算“十四五”期間，可再生能源的增量占一次能源消費(fèi)增量的50%左右，將成為能源消費(fèi)的增量主體。

“新能源發(fā)電量增量占全社會用電量增量的50%左右，新能源發(fā)電裝機(jī)增量占總裝機(jī)增量的60%左右。這樣看，我國光伏發(fā)電會迎來長期良好的發(fā)展機(jī)遇期。”上海電力設(shè)計院有限公司高級工程師王思平說到。

6月1日，王思平在光伏電站可靠性及資產(chǎn)安全研討會上從專業(yè)角度做了《光伏電站設(shè)計要點(diǎn)及應(yīng)用場景研究》報告分享，以下為演講精華內(nèi)容。

截止到2022年3月底，我國光伏電站建設(shè)規(guī)模持續(xù)性增長，光伏發(fā)電累計裝機(jī)達(dá)到3.18億千瓦，其中集中光伏電站2.02億千瓦，分布式1.16億千瓦。2022年第一季度全國新增并網(wǎng)裝機(jī)1321萬千瓦，集中式電站340萬千瓦，分布式電站887萬千瓦。全國累計裝機(jī)容量超過1000萬千瓦的省份已經(jīng)達(dá)到16個。

在2021年光伏新增容量中，分布式建設(shè)規(guī)模占了新增容量的64%，在總并網(wǎng)容量中占比達(dá)到34%，較“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過50%的省份達(dá)到8個以上。

組件成本差異不大的前提下，優(yōu)先考慮轉(zhuǎn)化效率高的組件，有限考慮逐年衰減低的組件

分布式光伏占整個光伏裝機(jī)容量的變化也在持續(xù)向上不斷提高，受地方政策引導(dǎo)，包括補(bǔ)貼激勵因素影響，2022年第一季度新增工商業(yè)分布式光伏裝機(jī)容量為632.3萬千瓦，占比達(dá)到71%，主要分布在浙江、山東、江蘇地區(qū)。

最近新增分布式光伏是裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增加的重要方向，結(jié)合光伏電站的開發(fā)，我們看分布式的光伏項(xiàng)目，開發(fā)主要要點(diǎn)：

1、宜建盡建，選擇適合規(guī)模開發(fā)的屋頂。

2、優(yōu)先選擇黨政機(jī)關(guān)、公共建筑、工商業(yè)廠房等條件較好的屋頂。

3、創(chuàng)新商業(yè)模式，讓利于民，鼓勵安裝積極性。

4、產(chǎn)權(quán)清晰，生產(chǎn)負(fù)荷較為穩(wěn)定、用電負(fù)荷較大。

具體來看，屋頂?shù)姆植际焦夥裱?ldquo;因地制宜、清潔高效、就近利用、統(tǒng)籌規(guī)劃”的開發(fā)建設(shè)原則。根據(jù)建筑防火設(shè)計規(guī)范，要求甲乙類廠房不能建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，丙類是綜合建筑廠房的實(shí)用功能及生產(chǎn)要素，丁戊類是適宜建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中很重要的一點(diǎn)是建筑物在規(guī)劃屋頂結(jié)構(gòu)時考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)的載荷，同時預(yù)留一定的光伏系統(tǒng)設(shè)備及接入點(diǎn)，減少初始投資。

整個光伏電站在確?？煽堪l(fā)電性能以及保障生命周期的可靠性上主要有以下關(guān)注的設(shè)計要點(diǎn)。首先光資源要采用專業(yè)的軟件，與附近已有電站的進(jìn)行驗(yàn)證，確保資源水平評估。在光伏系統(tǒng)主要設(shè)備選型上，通過不同設(shè)備對比研究，確定所選設(shè)備先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)合理。第三結(jié)合項(xiàng)目消納情況，研究最優(yōu)配比，實(shí)現(xiàn)不同項(xiàng)目交直流配合，減少項(xiàng)目初始投資。在發(fā)電量計算方面，采用專業(yè)軟件以及附近數(shù)據(jù)驗(yàn)證，確保發(fā)電量計算的可靠度。

工商投資方面，根據(jù)附近已有電站費(fèi)用數(shù)據(jù)，增加整個工程投資估算的詳細(xì)和準(zhǔn)確性。最后財務(wù)計算方面，多收集電價信息，盡量做到全面及準(zhǔn)確，以便使財務(wù)計算模型更加接近實(shí)際，更加準(zhǔn)確。

首先看光伏性能主要部件是組件，現(xiàn)在種類也比較豐富，P型PERC技術(shù)市占率比較高，占8成。N型Top con異質(zhì)結(jié)增長勢頭比較高，成本控制上需進(jìn)一步突破。IBC、HBC、鈣鈦礦技術(shù)、疊層技術(shù)等，還需從成本、量產(chǎn)年度、可靠性方面評估達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)合近一兩年開發(fā)的實(shí)際項(xiàng)目看，光伏發(fā)電組件應(yīng)用規(guī)模在得到自雙面組件發(fā)電增益得到市場逐步認(rèn)可和安裝方式逐步優(yōu)化，使光伏方面發(fā)電組件應(yīng)用規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。組件功率的增加也進(jìn)一步推動了LCOE成本持續(xù)降低。還有一點(diǎn)，結(jié)合差異化安裝環(huán)境以及建筑美學(xué)收益需求，光伏產(chǎn)品的形態(tài)、顏色也得到進(jìn)一步的發(fā)展。

光伏電站可靠性方面，主要選型原則首先是成本第一、效率優(yōu)先。組件成本差異不大的前提下，優(yōu)先考慮轉(zhuǎn)化效率高的組件，有限考慮逐年衰減低的組件。環(huán)境適用性，不同場景因地制宜。系統(tǒng)適配程度上，低電壓高電流組件要做到與整個系統(tǒng)適配程度。

逆變器的選擇上，組串式逆變器在分布式光伏實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用相對比較多。在電站的交直流配比上，我們應(yīng)該綜合考慮光伏方陣安裝類型、場地條件、太陽能資源、各項(xiàng)損失等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，光伏組件的安裝容量與逆變器的額定容量之比應(yīng)符合規(guī)定。根據(jù)我們主編的《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》容配比也給了一定建議值，不超過1.3、1.5、1.8，具體項(xiàng)目應(yīng)該根本不同配比進(jìn)行發(fā)電量、成本綜合研究。合理提高項(xiàng)目容配比，除了可以降低度電成本以外，還可以使發(fā)電曲線更加平滑，降低調(diào)控壓力。
分布式接入電壓的設(shè)計，是根據(jù)不同容量可以推薦選擇不同的電壓等級，實(shí)際設(shè)計過程中，最后的設(shè)計電壓等級要通過經(jīng)濟(jì)綜合性具體比較，若高低電壓均均滿足項(xiàng)目情況，優(yōu)先采用低電壓。

第三方面是光伏的應(yīng)用場景。結(jié)合上海市能源發(fā)展的“十四五”規(guī)劃，也提出了可再生能源向集中與分布式并重轉(zhuǎn)變，實(shí)施“光伏+”專項(xiàng)工程，結(jié)合土地和屋頂資源，分行業(yè)、分領(lǐng)域推進(jìn)光伏發(fā)展，力爭光伏新增規(guī)模達(dá)到270萬千瓦。主要光伏+的方向也是有光伏+住宅、園區(qū)、農(nóng)業(yè)、交通等，覆蓋面比較廣泛。


具體來看，光伏+住宅是重點(diǎn)結(jié)合“平改坡”等工程在小區(qū)住宅屋頂建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，支持新建住宅小區(qū)低密度住宅建設(shè)分布式光伏發(fā)電設(shè)施。根據(jù)4月1日實(shí)施的《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》，要求加裝太陽能系統(tǒng)。

光伏+園區(qū)是以國家級產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及市、區(qū)兩級產(chǎn)業(yè)園區(qū)為重點(diǎn)，結(jié)合園區(qū)建筑建設(shè)分布式光伏發(fā)電設(shè)施。

光伏+農(nóng)業(yè)，是建設(shè)一批農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、菌光互補(bǔ)項(xiàng)目，在橫沙島高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃“光伏+”農(nóng)業(yè)，探索建設(shè)漂浮式光伏電站，這是我們的項(xiàng)目。其他的農(nóng)光戶部，除了抬高支架，還有和大棚結(jié)合的方式，達(dá)到農(nóng)光、畜牧業(yè)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)綜合利用。

光伏+交通，是結(jié)合交通場站、交通樞紐、停車場、音屏障建設(shè)分布式光伏發(fā)電設(shè)施，建設(shè)光儲充一體化充電站。右上角是上海地鐵站

建設(shè)的項(xiàng)目，運(yùn)行狀況也是良好的。

光伏+校園，是在高校、職校、中小學(xué)等場所建設(shè)分布式電站系統(tǒng)，在獲得光伏發(fā)電收益的同時，更好普及綠色低碳教育的理念。

光伏+水廠，是重點(diǎn)結(jié)合本市已建設(shè)或者新建制水廠、污水廠，在沉淀池、濾池、深度處理池等池體構(gòu)筑物，建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)?？紤]到用電量比較大，污水池、沉淀池部分有大量空間可以使用，采用這種方式也是我們近期研究發(fā)展的重要方向，包括現(xiàn)在上海已經(jīng)有三到四座電廠正在做示范實(shí)施。

最后是光伏+公共機(jī)構(gòu)，科技、文化、衛(wèi)生、體育以及黨政機(jī)關(guān)等公共機(jī)構(gòu)，應(yīng)率先在具備條件的屋頂建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目。