分布式光伏产业发展的趋势分析

分布式光伏产业发展的趋势分析

李善权

佛山善能电力建设有限公司，广东佛山，528000

摘要：随着我国社会、经济、科技的不断发展与进步，再生能源的储量日益减少，开发和利用再生能源已成为未来新能源发展趋势。光伏式发电产业作为一种新能源，具有清洁环保、可再生、无限量、无噪声、无污染、维护简单、运行可靠、投资成本低等优势，以及国家的大力扶持政策，在未来新能源发展中有很大潜力。

关键词：分布式、光伏产业、发展、趋势分析

0引言

光伏是太阳能光伏发电系统的简称，是利用半导体材料的光伏效应，将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。光伏发电系统的能量来源于太阳能，是一种清洁、安全和可再生的能源；是目前人类至今发现最理想的能源之一，能源可分为可再生、不可再生两种。在能源发展中，工业领域对石油、煤炭、金属等再生资源的应用量较大，对自然环境造成严重影响，而且不利于生态环境。随着现代科技技术的发展，太阳能、风能、地热能等清洁能源，与传统能源相比，太阳能、风能等属于清洁能源，不会对自然环境造成污染，在未来市场规模及发展趋势前景非常巨大的。目前太阳能光伏发电技术比较成熟，不局限于单独型，而是多样化、实用化、智能化，对促进光伏产业发展奠定了基础。

1.光伏发电概述与发展现状

1.1光伏发电概述

太阳能光伏发电系统主要有(1)孤网发电系统，需要配置电池储能；(2)并网发电系统，可分为带蓄电池和不带电池的并网发电系统，带蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网故障停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。(3)微电网发电系统，可并网也可孤网运行。独立光伏发电系统是通过光伏电池产生的电能通过控制器给蓄电池充电或夜间由蓄电池通过控制器给直流负载供电，对于交流负载需要增加逆变器将直流电转换成交流电，独立发电系统一般应用于农村用电、通信和工业应用、太阳能路灯、草坪灯等。并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网发电系统一般由太阳组件、汇电箱、并网逆变器、监控系统和双向电能计量装置构成。发出的直流电经逆变器转成交流电输送到电网，不需蓄电池蓄能。并网逆变器具有自动相应相位和电压追踪功能，能够跟电网的微小相位和电压波动，不会对电网造成影响。目前90%以上的太阳能系统采用并网发电。

并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。

1.2光伏行业的发展现状

近年来，我国光伏产业充分利用自身的技术基础和产业配套优势快速发展，逐步取得了国际竞争优势，已经具备全球最完整的光伏产业链。我国分布式光伏发电的发展过程基本分为规模化、市场化和商品化三个阶段，目前光伏发电的应用范围主要在机关事业单位、学校、医院、农村、工业园区、企业厂房、仓储基地、住宅居民、港口等。

根据国家能源局公布2021年光伏发电建设运行情况，2021年，我国光伏发电市场规模快速扩大，新增光伏发电并网装机容量5300万千瓦，连续9年移居世界首位；新增装机容量5493万千瓦，同比增长14%。截至2021年底，我国光伏发电并网装机容量达到3.06亿千瓦，其中光伏电站2560万千瓦、分布式光伏10750万千瓦，连续7年移居全球首位。根据国家能源数据来源显示，2022年2月光伏发电新增装机容量3.1亿千瓦，同比增长20.9%。光伏发电新增装容量1086万千瓦，同比增加761万千瓦。在2021年底新增加装机容量区域主要为华北、华东和华中地区，分别占全国新增装机的39%、19%和15%。2021年全国光伏发电量3259亿千瓦时，同比增长25.1%。2021年，全国光伏发电利用率98%，与上年基本持平。新疆、西藏等地光伏消纳水平显著提升，光伏利用率同比分别提升2.8和5.6个百分点。从新增装机布置来看，由西北地区向中东部地区转移的趋势明显。华东地区新增装机1467万千瓦，同比增长1.7倍，占全国的27.7%。华中地区新增装机为1064万千瓦，同比增长70%，占全国的20%。西北地区新增装机622万千瓦，同比下降36%。分布式光伏的发展继续提速，浙江、山东、安徽三省分布式光伏新增装机占全国的45.7%。光伏发电发展现状分析，光伏发电市场规模快速扩大，主要原因是国家能源局发布了《关于可再生能源发展“十四五”规划实施的指导意见》，对促进再生能源行业规范发展起到了积极作用；国家能源局要求光伏企业认真贯彻落实

“四个革命、一个合作”能源安全新战略，科学提出可再生能源发展目标，明确可再生能源发展的主要任务、重大工程、创新方式和保障措施，推动可再生能源持续降低成本、扩大规模、优化布局、提质增效，实现高比例、高质量发展，为推动“十四五”期间可再生能源成为能源消费增量主体，实现2030年非石化能源消费占比20%的战略目标奠定坚实基础。

我国光伏发电已经发展成为全球最大的光伏制造国及光伏装机容量大国，光伏产业链各环节的产业规模占全球较高份额。2021年，全国光伏产业链供应链总体保持安全稳定，全年多晶硅、硅片、太阳电池、光伏组件的产量分别达到了50.5万吨、227GW、198GW、182GW，分别同比增长27.5%、40.6%、46.9%、46.1%。受俄乌冲突影响，欧洲各国纷纷出台鼓励新能源发展政策，全球光伏市场迎来大爆发，推动我国光伏组件出口增加，2021年我国光伏产品出口超过284亿美元。国内碳达峰碳中和积极推进，光伏发电大型基地建设加快步伐，整县推进分布式光伏、智能光伏创新发展行动计划等政策持续实施，标准、检测等公共服务平台不断优化。

近年来在光伏制造企业不断创新推动技术成本快速下降以及平价上网目标日益迫切的背景下，不断推高的非技术成本开始被行业重视。对太阳能电池的转换效率增速已经从过去的0.3-0.5%/年提升至1%/年左右，同时成本也在不断降低，在这样的背景下，光伏发电非技术成本占比就变得越来越高。并加快推进大型光伏发电等重大项目建设，聚焦能源民生保障，全力增加清洁电力供应，努力推动可再生能源高质量跃升发展，为我国实现“十四五”规划的全面建成社会主义小康水平现代化迈进的关键时期，“十四五”（2021-2025年）规划是开启全面建设社会主义现代化新征程的第二个五年规划，做好“十四五”规划发展蓝图，对我国社会现代化发展具有重大意义。

2.分布式光伏发展的技术创新

分布式光伏是能源网与互联网相结合的核心技术，发展分布式光伏是实现新能源革命的重要特征，是全球新能源大势所趋。推广分布式光伏符合光伏产业和市场的发展规律，也符合我国的国情。分布式光伏通过国家能源局推广落实现有政策，采用“政府引导、企业自愿、金融支持、社会参与”的方式，引入示范机制，在工业园区、大型企业、学校医院等公共建筑场所，并结合新型城镇化建设、旧城镇改造、新农村新居民等统一规划和组织实施；形成大型及小型分布式光伏推广和示范，使客户逐步认识和体验到分布式光伏的实用性、经济性、先进性和科学性。政府结合现状实际进一步规范项目备案、并网、补贴流程，强化监督机制、完善管理程序，保障项目收益持续稳定，消除不必要的政策实施层面的风险。

分布式光伏技术创新，随着市场需求的变化、光伏技术水平的大幅提升以及竞争程度的加剧，在光伏应用技术创新中差异化发展的特点正在凸显，“光伏+储能”、光伏建筑一体化、“光伏+渔业”“光伏+农业”、“光伏+储能+充电桩“等方面已形成诸多具有代表性的企业与应用项目。未来在技术持续创新、光伏系统成本不断下降的趋势下，适用于不同应用场景下的业务模式与选型方案将逐步趋向多样化，光伏技术应用也将转变为活跃的以提效降本、实现平价为目标的发展新阶段。

加强光伏产业技术研发和创新，需要政府出台相关法律政策扶持，针对光伏产业的薄弱环节，予以专项资金，鼓励企业、科研单位和社会人士参与。通过科技攻关及开展光伏发电及应用系统的关健技术研究，大幅度提高了光伏发电技术和产业水平，缩短了光伏发电制造业与国际水平的差距。国家可以从税收方面对光伏产业进行倾斜。国家应该完善行业标准体系，建立光伏产品国家标准、规范和要求，保障产品质量具备统一准则，防止假冒伪劣产品充斥市场，确保光伏产品从组件、电池、发电系统等都具备国际竞争力。贯彻依据《可再生能源法》，政府各部门应该采取强制和激励相互结合方式，降低光伏市场门槛和成本，逐步完善相关配套法制体系建设，促进光伏产业市场化规模的不断扩大。打造光伏国际品牌，我国光伏产品质量的层次不齐全严重影响产品的声誉；应严格执行标准体系、强化监督监察体系来打造国际品牌，强化产品售后服务质量，保障产品质量具备统一准则，防止假冒伪劣产品充斥市场，确保光伏产品从组件、电池、发电系统等都具备国际竞争力。培育我国光伏产业国际品牌。

光伏企业应该在开拓分布式经营模式，提高从业人员专业水平，改进产品优化，不断提高光伏产品的质量和效率，让消费者在使用中获得经济收益和环境效益。国家在大力推广光伏产业发展同时也制定出台了项目准入和技术准，以规范市场有序健康发展。未来分布式光伏市场的竞争将更加激烈，小规模生产商将会被淘汰的危险。

3.“互联网+智能光伏电站”发展优势

传统分布式光伏电站面临问题较多，特别是大型地面电站容易存在故障率高、可靠性低，电能损耗大、电站效率低以及运维管理困难等诸多问题。另外，分布式光伏电站的组件串并联结构要是不合理，会产生木桶效应，导致电量损失可达10%以上;像热斑效应，无论是在国内，还是在国外，这个问题都很突出，而且随着时间的推移可能会越来越严重。目前，为解决诸如安全生产运行如何保障、故障排查如何精准等问题，国内已经研发了一套可实现光伏电站数字化和智能化统一管理的科技平台，智能化管理平台不同于传统的人为管理方式，其效率较高、速度较快、节约时间、准确传输所需的数据信息，保证数据的有效性和可用性。智能化电站主要是实现电站运营优化、提高经济效益、减少人力投入，降低安全风险。

光伏电站智能化是以光伏逆变器的智能化为核心的技术创新，是光伏发电技术和数字信息技术两大领域的越界和创新，是光伏电站智能化就是从电站建设到运行维护全流程进行优化和创新，将数字信息技术、互联网技术与光伏技术进行融合，实现合理优化初始投资、降低运维成本，提高系统发电量，增加投资回报率，且能够适应包括大型地面电站、山地丘陵、农光互补和渔光互补、工业园区、企业厂房等各种场合；国内碳达峰碳中和积极推进，光伏发电大型基地建设加快步伐，整县推进分布式光伏、智能光伏创新发展行动、互联网等政策持续实施，标准、检测、规范等公共服务平台来断优化。

智能化就是通过建立电网智能自动化系统，构建一体化云平台，构建面向“能源互联网”的应用基础学科，具体在大数据分析主动挖掘低效器件，实现预防性维护。主要是通过大数据对光伏电站方阵或某一段组件+线缆、逆变器、箱变、升压等段落的线损进行优化分析，通过横向或纵向的数据综合分析，把效率低的电站和阶段找出来进行优化。并对线串和设备做离散性分析，把有异常但是没有发出问题告警的线串或设备识别出来，通过设备间的对比分析及设备长期以来的效率和故障统计进行评估，提供准确参考数据。远程运维，实现电站现场“无人值班、少人值守”，依托互联网技术，为实现电站的远程智能监控提供可靠的日常巡检，有利于降低运营难度和成本，同时提升光伏电站运营稳定性和安全性。在电站现场无需配备值班人员，可由专家在总部集中实施监控、分析及处理；当运行过程中出现问题时，系统主动将告警和修复建议推送至值班人员，由值班人员按照指示处理，快速提交闭环；当遇到复杂问题时，可进行现场视频、语音、数据等全方位信息回传于云数据中心，然后由数据中心专家进行远程指导操作处理，以保障现场人员安全及规范修复故障并处理迅速闭环；可以精确定定位故障，减少误诊断率，提高运维效率。

随着互联网基础设施的完善和相关分析技术的成熟，“互联网+智能光伏电站”进入快速发展期，获得国家政策支持。为提高可再生能源比重，促进化石能源清洁高效利用，推动能源市场开放和产业升级，国家发改委、能源局、工信部近日联合发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，提出推动可再生能源生产智能化，鼓励建设智能风电场、智能光伏电站等设施及基于互联网的智慧运行云平台，实现可再生能源的智能化生产;推动集中式与分布式储能协同发展，推动在集中式新能源发电基地配置适当规模的储能电站，实现储能系统与新能源、电网的协调优化运行;加快推进能源消费智能化，加强电力需求侧管理，普及智能化用能监测和诊断技术，加快工业企业能源管理中心建设，建设基于互联网的信息化服务平台。“智能光伏”是光伏发电、信息技术两大领域的跨界和创新，带来的创新产物即为智能化光伏电站。即从电站建设到运维全流程进行优化和创新，将数字信息技术、互联网技术与光伏技术进行跨界融合，实现合理优化初始投资、降低运维成本，提高系统发电量，增加投资回报率，且能够适应包括大型地面电站、山地丘陵、农光互补和渔光互补等各种复杂场景。从国家政策引导、经济扶持、互联网技术的研究，攻克互联网智能光伏电站从前期建设到后期运维的多种难题，最终实现互联网智能光伏建设的跳跃发展与进步。

结束语

随着我国社会和经济的快速发展，光伏发电技术不断创新及完善并广泛应用；通过利用光伏发电可以节约能源、保护环境，同时为我国带来很大的社会经济效益。在不断创新及完善光伏智能化技术的发展和理念，提高智能化光伏电站建设发展与进步；同时随着我国“碳太峰、碳中和”的提出，各项政策不断跟进，应用场景不断扩大，我国光伏行业将迎来新的发展高峰。

参考文献：

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