分散型太陽能電站

分散型發電通常是指利用分散式資源，裝機規模較小的、布置在用戶附近的發電系統，它一般接入低於35千伏或更低電壓等級的電網。分散型太陽能發電站特指採用光伏組件，將太陽能直接轉換為電能的分散式發電系統。系統套用範圍：可在農村、牧區、山區，發展中的中、小城市或商業區附近建造小型分散式電站，解決當地用電需求。

套用最為廣泛的分散型太陽能電站，是建在城市建築物屋頂的光伏發電項目。該類項目必須接入公共電網，與公共電網一起為附近的用戶供電。如果沒有公共電網支撐，分散型系統就無法保證用戶的用電可靠性和用電質量。

基本介紹

• 中文名：分散型太陽能電站
• 外文名：Distributedphotovoltaicpowerstation
• 目的：發電
• 原理：光生伏特效應
• 屬性：太陽能發電
• 能量來源：太陽能

產生背景

電力之初是分散的、小型的。經濟與科學技術的發展,工業化時代規模效益的追求,大容量高參數機組的中心電站、超高壓遠距離輸電、大電網互聯集中供電方式是工業化過程中電力工業走過的路,也是電能生產、輸送和分配的主要方式。但是它在適應負荷變化的靈活性(電力難以儲存)與供電安全性方面都存在一些弊端。在近年來屢屢發生的能源危機、電力危機與大面積停電事故中,已暴露出現有的龐大電力系統存在“笨拙”而又“脆弱”的缺點。

能源是經濟和社會發展的重要物質基礎,而傳統能源的大量消耗必然導致局域性或全局性的空氣污染,因此可再生能源得到迅速發展,我國自2006年1月1日實施《可再生能源法》後,各地也都在大力開發利用可再生能源,特別是風能和太陽能。這些可再生能源的開發利用主要有兩種形式:一種是大功率的直接併網發電(如600kW以上的風力發電和100kW以上的太陽能發電),它不涉及到負荷;另一種是小型或微型的獨立發電系統(500W或以下的風光互補路燈、景觀照明等),它一般給單獨的電器供電。

隨著社會民眾環保意識的覺醒，太陽能電站邁向千家萬戶的趨勢日益火爆，光伏產業除了能源轉型的主力軍身份之外，更是越來越多的被社會普通民眾所認可，以分散式為主要模式的全民光伏的時代正在開啟。無論是新進入光伏行業的圈外人，還是由大型地面電站轉向分散式領域的資深開發商，分散型太陽能發電都是一個全新的領域。

工作原理

分散型太陽能電站發電與傳統集中式太陽能發電站的工作原理一致，都是利用太陽能電池的光生伏特效應。

太陽能電池是一對光有回響並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶矽，多晶矽，非晶矽，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，現以晶體矽為例描述光發電過程。P型晶體矽經過摻雜磷可得N型矽，形成P－N結。

當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被矽材料吸收；光子的能量傳遞給了矽原子，使電子發生了躍遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。

這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程。

功能特點

1.輸出功率相對較小。傳統的集中式電站動輒幾十萬千瓦，甚至幾百萬千瓦，規模化的套用提高了其經濟性。光伏發電的模組化設計，決定了其規模可大可小，可根據場地的要求調整光伏系統的容量。一般而言，一個分散式光伏發電項目的容量在數千千瓦以內。與集中式電站不同，光伏電站的大小對發電效率的影響很小，因此對其經濟性的影響也很小，小型光伏系統的投資收益率並不會比大型的低。

2.污染小，環保效益突出。分散式光伏發電項目在發電過程中，沒有噪聲，也不會對空氣和水產生污染。但是，需要重視分散式光伏與周邊城市環境的協調發展，在利用清潔能源的時候，考慮民眾對城市環境美感的關切。

3.能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況。分散式光伏發電在白天出力最高，正好在這個時段人們對電力的需求最大。但是，分散式光伏發電的能量密度相對較低，每平方米分散式光伏發電系統的功率僅約100瓦，再加上適合安裝光伏組件的建築屋頂面積的限制，因此分散式光伏發電不能從根本上解決用電緊張問題。

電網影響

不論是集中式發電還是分散式發電，都需要供電穩定、可靠。分散式光伏發電利用太陽能，是人們利用清潔能源的重要手段。但是，日夜更替，天氣無常，分散式光伏發電的出力不具備規律性，在接入公共電網後，需要公共電網作為備用。分散式電源接入後對電網的影響包括幾個方面：

1.對電網規劃產生影響。負荷預測是電網規劃設計的基礎，能否準確地預測負荷是電網規劃的前提條件。分散式光伏的併網，加大了其所在區域的負荷預測難度，改變了既有的負荷增長模式。大量的分散式電源的接入，使配電網的改造和管理變得更為複雜。

2.不同的併網方式影響各不相同。離網運行的分散式光伏對電網沒有影響；併網但不向電網輸送功率的分散式光伏發電會造成電壓波動；併網並且向電網輸送功率的併網方式，會造成電壓波動並且影響繼電保護的配置。

3.對電能質量產生影響。分散式光伏接入的重要影響是造成饋線上的電壓分布改變，其影響的大小與接入容量、接入位置密切相關。光伏發電一般通過逆變器接入電網，這類電力電子器件的頻繁開通和關斷，容易產生諧波污染。

4.對繼電保護的影響。我國的配電網大多為單電源放射狀結構，多採用速斷、限時速斷保護形式，不具備方向性。這種保護方式在現有的輻射型配電網上，能夠有效地保護全部線路。但是，在配電網中接入分散式電源後，其注入功率會使繼電保護範圍縮小，不能可靠地保護整體線路，甚至在其他並聯分支故障時，引起安裝分散式光伏的繼電保護誤動作。

發展前景

業內分析人認為，在小型可再生能源系統輔助公共事業規模的配置增加中，分散型太陽能發電系統作為可再生分散型的能源發電設備，今後亦會繼續成為主流。2010年，100個以上國家追加了太陽能發電的發電能力。

分散型太陽能發電市場的大半都為住宅及商業設施用的系統聯繫PV系統。太陽能發電設備的設定費用繼續降低，終端用戶的需求上升已成為其背景。

此系統的需求集中在德國、義大利、法國、捷克共和國、美國（加利福尼亞主導）及加拿大（安大略主導）等導入獎勵策略的地區。經濟成長中的中國及印度，人口眾多導致無法穩定供給電力，故預測有很大的市場機會。