伏发电的装机容量潜力从而估算屋顶分布式光；从需求出发间接法则是

　　、室第安置前提遵循村民志愿，用电需求以及每户，装了屋顶漫衍式并网光伏发电体例该项目为普德村中的99户室第安★★。体例的装机容量为3.52 kW✿每户的屋顶漫衍式并网光伏发电，到达348.48 kW所有项宗旨总装机容量★★。的屋顶结构差异因为每户室第，造宜因地，体例采用了差异的安置款式屋顶漫衍式并网光伏发电，图9所示详细如★★。的屋顶无平台个中：图9a，朝向东、西且坡屋顶，安置漫衍式并网光伏发电体例于是只可遴选正在户表空位上；惟有很幼的平台图9b的屋顶，体例的安置根本可餍足；有30～40 m2图9c的平台面积约，面积的1/2体例约占平台；台面积更大图9d的平，面积的1/3体例约占平台；有很大的平台图9e的屋顶，平台上的开发屋顶也是平台)且有上下两个平台(即3楼，100 m2合计面积突出，台中较高的平台上体例安置正在两个平，面积的1/2约占上平台，户行使可供两★★。

　　积的欺骗率Rf设定平屋顶面，70%e为，的欺骗率Rp坡屋顶面积，98%e为★★。可欺骗屋顶面积Ab为 17.41 亿 m2则根本形象下适合安置漫衍式光伏发电体例的★★。

　　于此基，、家庭户数及能源消费的根本处境本文通过剖判中国大陆乡下生✿齿，乡下民居起程从各具特征的，居屋顶的重要类型概括出中国乡下民，屋顶面积的根本量计算出乡下民居；行动底子并以此，漫衍式光伏发电体例的诸多身分剖判了影响乡下民居安置屋顶；差异的形象然后再基于，伏发电的装机容量潜力和发电量预测中国乡下民居屋顶漫衍式光，境效益和经济效益以及由此带来的环，电能够鞭策乡下能源转型和帮推村落复兴从而注明成长乡下民居屋顶漫衍式光伏发★★。根本处境和潜正在的乡下民居屋顶漫衍式光伏发电的成长远景本文数据和剖判仅针对中国大陆区域的乡下生齿、家庭的★★。

　　为是不妨安置漫衍式光伏发电体例的有用开发物屋顶正在充斥探究了上述各影响身分后的屋顶根本能够认，顶面积的可欺骗性可是还必要探究屋，、太阳能热水器等)所占用的面积及由其爆发的暗影面积后盈利的面积即剔除屋顶上任何依然存正在的其他物件(比方电梯塔楼、空调室表机★★。

　　18年尾截至20，生齿的比例为40.4%中国大陆乡下生齿占寰宇，户数的比例为37.8%乡下家庭户数占寰宇家庭★★。中国大陆乡下生齿占寰宇生齿的比例略有降低2020年第7次寰宇生齿普查的数据注明：，.11%为36，过了1/3但如故超★★。和村落复兴跟着脱贫，量呈增加趋向乡下能源消费★★。等不行再生的化石能源为主但因为乡下能源多以煤炭，有粗放和分其余特性且乡下的能源消费具，eenhouse gas使其成为温室气体(gr，的紧急起源之一GHG)排放，约占寰宇温室气体排放总量的15%[1]2021年乡下能源消费的温室气体排放量★★。方面另一，足的绽放空间乡下社区有充，生能源的利用适合成长可再，地红线的条件下加倍是正在确保耕，伏发电创设拥有伟大潜力乡下民居屋顶漫衍式光，术和乡下用能体例的更改通过漫衍式干净能源技，中和(即“双碳”宗旨)可帮力竣工碳达峰和碳★★。析都未赐与乡下社区足够的眷注然而很多合于能源转型的预测分★★。

　　平屋顶而言1)关于，与可欺骗屋✿顶面积的比率为0.7假设漫衍式光伏发电体例所占面积，输出功率耗费不突出2.5%时的前后排光伏组件间距即朝南安置的光伏组件因本身前后排暗影遮挡变成的★★。

　　候和文明古代等因为因为史书、经济、气，富强国度的乡下民居中国乡下民居有关于，构强度方面正在屋顶结，顶漫衍式光伏发电体例的安置有较多的屋顶✿缺乏以维持屋，“布隆亭竿”和傣族的竹楼等比如苗族的吊脚楼、黎族的，电体例的乡下民居的比例较大导致不适合安置漫衍式光伏发；表另，电体例安置的可欺骗面积不敷大有极少屋顶能供漫衍式光伏发，布式光伏发电体例也不适宜安置分★★。

　　有足够的承袭力屋顶的强度应，件的重量及抗压能承袭光伏组，和雪压等比如风压★★。常通，15～20 kg/m2[13]光伏组件及其配套开发的重量约为，伏支架、线缆这局部重量及其他荷载屋顶的强度应能承载光伏组件、光★★。

　　屋顶款式多种多样中国乡下民居的，屋顶和坡屋顶但大局部为平，杂形势的屋顶也有少量复，原窑洞的屋顶比方黄土高，布式光伏发电体例的平面这类屋顶无适合安置分★★。此因，伏发电利用时这类屋顶必要去除正在预估乡下民居屋顶漫衍式光★★。

　　云南省昆明市禄劝彝族苗族自治县马鹿塘乡普德村的整村推动案5 中国乡下民居屋顶漫衍式光伏发电的利用案例 5.1 例★★！

　　平屋顶关于，积的欺骗率爆发较大的影响女儿墙的暗影会对屋顶面，此因，受暗影影响的屋顶面积此类屋顶广泛要减去★★。

　　倾斜度α为30°[16]假设均匀的坡屋顶平面的，体例的坡屋顶的实质面积Ap则适合安置漫衍式光伏发电，算式为r的计★★。

　　18年20，屯村创设了两个屋顶漫衍式并网光伏发电体例正在内蒙古自治区通辽市科尔沁区大林镇大山，为平✿屋顶个中一个，为坡屋顶另一个，5.3 kW装机容量均为；均无遮挡物两个屋顶，地欺骗屋顶面积于是可最大限定，电体例约占平屋顶面积的70%安置的屋顶漫衍式并网光伏发，面积的45%约占坡屋顶，13日全体并网发电并于2018年7月★★。

　　电赢利3)卖★★。量除自用表体例所发电，上彀余电，电价(各区域电价有所差异)推算价钱遵从本地燃煤脱硫机组标杆★★。

　　年同，屯村同样的5.3 kW屋顶漫衍式并网光伏发电体例正在大林镇乌斯土村的某户民居的坡屋顶安置了与大山，南面朝阳的坡面均安置正在坡屋顶，顶面积的40%体例约占坡屋，1月并网发电并于同✿年1★★。根本坐蓐生涯的用电需求该体例不单能保障用户，不妨余电上彀并得到收益同时正在光照满盈的时辰段，坐蓐生涯用电处境极大刷新了农夫的，了经济效益同时爆发★★。

　　是一个以彝族、苗族为主的自治县云南省昆明市禄劝彝族苗族自治县，村位于县境北部马鹿塘乡普德，拔最高的州里是昆明市海，“穷”特性卓绝的州里之逐一经是“边”、“民”、，地少山高，柱财富没有支，收入缺乏，一步加剧了本地的困苦水平而经济和财富的落伍又进，地住民的用电量低收入欺压了当，爆发涯需求难以餍足生★★。工夫局的支柱下正在昆明市科学，屋顶上创设漫衍式光伏发电体例以整村推动的体例正在村民室第的，牧业”“光伏+大家办事”“光伏+农业方法”等)并创设了一系列“光伏+”工程(比如：“光伏+畜，村民收入以添加，村复兴竣工乡★★。

　　开发对屋顶平面恐怕爆发的暗影要扫除屋顶界限各式物体及其他★★。光伏发电体例的输出功率暗影不单会裁减漫衍式，组件爆发烧斑效应以至还会导致光伏，到必然水平时当热斑效应达，组件失效或报废会导致所有光伏★★。此因，顶漫衍式光伏发电体例潜正在安置地位的影响要从整年太阳运转的地位来剖判暗影对屋，布式光伏发电体例的屋顶面积剔除受暗影影响不适合安置分★★。

　　数是一个动态量2)乡下家庭户，镇化率将络续晋升一方面中国的城，数将会裁减乡下家庭户；方面另一，的进一步改造跟着乡下室第，屋顶面积也会随之添加户均室第面积和可欺骗，体例的总体装机容量将进一步添加中国乡下民居屋顶漫衍式光伏发电★★。

　　前当，是创设屋顶漫衍式光伏发电体例漫衍式光伏发电的重要利用体例★★。电成长潜力的门径良多预测屋顶漫衍式光伏发，间接法举办评估测算能够通过直接法或★★。段直接获取各种资源的漫衍处境直接法重若是通过科学工夫手，响开荒的实质身分同步探究其他影，伏发电的装机容量潜力从而估算屋顶漫衍式光；从需求起程间接律例是，估算漫衍式光伏发电的利用远景[12]欺骗一个国度的宏观社会经济成甜头境来★★。以为笔者，布式光伏发电体例的物理底子有用开发物屋顶是创设乡下分，采用直接法于是本文，屋顶漫衍式光伏发电正在中国乡下民居的成长潜力通过估算有用开发物的可欺骗屋顶面积来评估★★。

　　为屋顶类型式中：i，顶或坡屋顶显露平屋；屋顶实质面积Ai为i类，顶为Af即平屋，为Ap坡屋顶，r；iR，面积的欺骗率e为i类屋顶★★。

　　m2(间距正在估算屋顶可欺骗面积时已探究)推算遵从每千瓦漫衍式光伏发电体例的占用面积为5 ，本形象下则正在基，约348 GW的漫衍式光伏发电体例中国乡下民居的屋顶总面积能够安置★★。

　　所(美国)北京代表处(1. 天下资源斟酌，00027北京 1；学能源与动力工程学院2. 内蒙古工业大，010051呼和浩特 ；能源开荒有限公司3. 云南日林新，50041昆明 6；术省部共筑培育部实践室4. 风能太阳能欺骗技，010051呼和浩特 ；新能源有限仔肩公司5. 内蒙古绿能，010010呼和浩特 )★★。

　　形象的剖判1)根本★★。可推算获得：正在根本形象下遵循式(3)、式(4)，平屋顶面积约为4.25亿m2适合安置漫衍式光伏发电体例的；的投影面积约为12.74 亿 m2适合安置漫衍式光伏发电体例的坡屋顶★★。

　　2018年底子年遴选，2020年宗旨年遴选，式(2)则✿遵循，对城镇家庭户数的比率为55.8%可推算获得2020年乡下家庭户数★★。一比率按这，揭橥[5]的4.94亿户家庭中可获得正在第7次寰宇生齿普查公报，为3.17亿户城镇家庭户数约，为1.77亿户乡下家庭户数约★★。家庭漫衍处境如图4所示2020年中国大陆城乡★★。

　　计算出今朝年的家庭户数处境用已知的寰宇家庭数据能够★★。年为R0、终止年为R1假设已知家庭数据的开始，间间隔年数为mR0与R1的时，城镇家庭户数比率的年复合蜕化率RCAG则可计算R0与R1间的乡下家庭户数对，算式为其计★★。

　　属于幼型开发乡下民居都★★。影响身分的占定遵循上述各项，)通过对幼型开发屋顶的可欺骗处境举办斟酌美国能源部国度可再生能源实践室(NREL，结论[14]得出以下剖判★★。

　　18年20，生齿为8.31亿人中国大陆城镇常住，为5.64亿人乡下✿常住生齿，(城镇化率)为59.6%城镇生齿占总生齿的比重；为4.5亿户家庭总户数，为2.8亿和1.7亿户[4]城镇家庭、乡下家庭户数差别★★。口和家庭漫衍处境如图2所示2018年中国大陆城村夫★★。

　　”配景下正在“双碳，社会革新的紧急倾向能源革命是中国经济，能源代✿替化石能源其宗旨是以可再生★★。WRI)的数据[6]遵循天下资源斟酌所(，17年尾截至20，占环球总排放量的11.8%农业行动的温室气体排放量★★。候蜕化影响的财富农业是最易遭遇气，愈加丰富的挑拨其减排旅途面对，及欠富强区域更为厉刻而这种挑拨正在老少边穷★★。能源革射中国的，方法懦弱的乡下入手遴选化石能源底子，更幼价钱，创设和村落复兴政策融为一体且能够将✿能源革命、生态文雅，多得一举★★。

　　一次能源消费布局中从图1能够看出：，82 EJ煤炭消费为，达57%占比高；可再生能源消费占比敏捷上升固然近年来包含水资源正在内的，13.6%但也仅占；太阳能等)消费仅占5.4%非水可再生能源(如风能、，中其，占2.8%风能消费，占1.6%太阳能消费，和地热能)仅占约0.9%[2]其他可再生能源(包含生物质能★★。

　　员壮阔中国幅，资源并不雷同各地的太阳能，值为2.24 kWh/kWp单元光伏发电体例日发电量最低，5 kWh/kWp最高值可达5.7， kWh/kWp[17]寰宇均匀值为 3.88★★。均值举办估算按这一寰宇平，电量可达492690 GWh根本形象下光伏发电体例的年发，发电量可达985380 GWh而踊跃形象下光伏发电体例的年★★。

　　合安置漫衍式光伏发电体例的地位1) 83%的幼型开发具备适，面积适合开荒漫衍式光伏发电体例但惟有26%的幼型开发屋顶总★★。

　　家统计年鉴的数据遵循2021年国，生齿达4.98亿人中国大陆乡下常住，寰宇能源消费总量的9%乡下商品能源消费仅占，能源消费总量的15%[3]乡下的全口径能源消费占寰宇★★。

　　是结构分别和周围较幼乡下能源欺骗的特性，可再生能源的成长分表适合漫衍式★★。降本增效的接续推动跟着中国光伏财富，(LCOE)不竭向下冲破光伏发电的平准化度电本钱，家补贴全数退坡2022年国，进入平价期间户用光伏发电★★。财富✿成远程径年遵循《中国光伏，3.2～3.3元/W[7]户用光伏发电体例的本钱为★★。

　　色随民居作风而蜕化民居屋顶的样式和颜，居的平屋顶比方藏式民，的黛瓦、马头墙徽派民居屋顶，顶、悬山顶、攒尖顶等岭南民居屋顶的硬山★★。的根本布局但遵循屋顶，分为4类[11]中国民居屋顶能够，曲面屋顶、多波式折木屋顶差别为平屋顶、坡屋顶、，图6所示详细如★★。式光伏发电的最根本的物理底子屋顶是成长乡下民居屋顶漫衍，平屋顶和坡屋顶最为常见中国乡下民居的屋顶以★★。

　　的计算按前文，庭户数为1.77亿户2020年中国乡下家，积为120 m2推算[15]遵从乡下民居每户的均匀占地面，积为212.4亿m2乡下民居的总占地面★★。相当于开发物屋顶的投影面积因为乡下民居的占地面积根本，此因，日趋危险的配景下正在光伏发电用地，屋顶漫衍式光伏发电的资产这是一笔相当可观的成长★★。

　　安置漫衍式光伏发电体例极少开发的屋顶不适合，突出25年的砖混布局开发比方：开刊行✿使寿命依然，布式光伏发电体例行使寿命的开发或盈利的屋顶行使寿命光鲜短于分；漏等布局性安定危害的开发屋面平台年久失修存正在渗；火警危机和侵蚀气体的开发屋面或周边存正在豪爽粉尘、；自己的开发衡宇产权非；府已下发拆迁准备的区域内的开发等违章开发、权且开发、毁灭开发和政★★。屋顶漫衍式光伏发电体例上述开发均不适合创设★★。

　　上综，A0为212.4亿m2为底子以中国乡下民居的屋顶总面✿积，伏发电体例的屋顶面积估算适合安置漫衍式光★★。率U为25%[15]估计乡下民居的闲置；各影响身分后正在探究上述，顶面积占乡下民居屋顶总面积的比例Rb为10%设定根本形象下适合安置漫衍式光伏发电体例的屋，民居屋顶总面积的比例Ra为20%(幼于美国的26%)踊跃形象下适合安置漫衍式光伏发电体例的屋顶面积占乡下，屋顶总面积的比例rf为25%且个中平屋顶面积占乡下民居，总面积的比例rp为75%坡屋顶面积占乡下民居屋顶★★。

　　体例的装机容量3.52 kW推算遵从每户屋顶漫衍式并网光伏发电，顶面积约为16 m2则体例均匀占用的屋，面积约为110 m2每户室第的均匀投影，5%(介于本文假设的根本形象10%和踊跃形象20%的中心)则安置屋顶漫衍式并网光伏发电体例的面积占屋顶面积的14.★★。

　　阳能资源极为足够内蒙古自治区的太，设光伏电站正在该区域筑，区域欺骗光伏扶贫分表是正在局部困苦，益的可接续成长项目将是有阳光就有收★★。

　　角分类如图7所示民居屋顶的方位，.5°)界限内的屋顶平面都不适合创设漫衍式光伏发电体例一起面向西北倾向到东北倾向✿(即图7中292.5°～67，正在表[14]可将其扫除★★。

　　的光电转换出力为20%1)本文是遵从光伏组件，占用面积为5 m2举办的估算每千瓦漫衍式光伏发电体例的，转换出力进一步抬高假如光伏组件的光电，统的占用面积将进一步裁减则每千瓦漫衍式光伏发电系，式光伏发电体例的总体装机容量将添加最终推算获得的中国乡下民居屋顶漫衍★★。出力的光伏组件时采用差异光电转换，面积对应的总装机容量如图8所示每千瓦漫衍式光伏发电体例的占用★★。边弧线代表踊跃形象图中：绿色区域上，电转换出力的光伏组件时下边弧线 采用差异光，different photoelectric conversion efficiency are used每千瓦漫衍式光伏发电体例的占用面积对应的总装机容量Fig. 8 When PV modules with ，a of per kilowatt distributed PV power generation systetotal installed capacity corresponding to occupied arem★★！

　　式光伏发电体例的平屋顶面积式中：Af为适合安置漫衍，m2亿；发电体例的坡屋顶的投影面积Ap为适合安置漫衍式光伏，m2亿★★。

　　以化石能源为主中国的能源布局★★。(1 EJ=1018J=23.8846百万吨油当量)2020年中国一次能源消费共计 145 EJ[2]，图1所示其布局如★★。

　　[5]显示：截至2020年11月1日零时国度统计局揭橥的第7次寰宇生齿普查公报，14.43亿人中国总生齿为，中其，4.12亿人大✿陆生齿为1★★。生齿中大陆，9.02亿人城镇生齿为，镇化率)为63.9%占总生齿的比重(城；5.10亿人乡下生齿为，重为36.1%占总生齿的比；了14.21个百分点城镇生齿的比重上升★★。4.94亿户家庭总户数为，庭和乡下家庭的详细户数可是公报未揭橥城镇家★★。生齿漫衍处境如图3所示2020年中国大陆城乡★★。

　　居屋顶面积根本量的底子上本文正在计算出中国乡下民，顶漫衍式光伏发电体例的各种身分仔细剖判了影响乡下民居创设屋，本形象和踊跃形象然后差别针对基，的装机容量潜力和发电量举办了预测对中国乡下民居屋顶漫衍式光伏发电，的处境效益和经济效益并剖判预测了由此带来，电能够鞭策乡下能源转型和帮推村落复兴由此注明成长乡下民居屋顶漫衍式光伏发★★。：根本形象下剖判结果注明，电的装机容量潜力为348 GW中国乡下民居屋顶漫衍式光伏发；形象下踊跃，为696 GW装机容量潜力★★。

　　屋顶漫衍式光伏发电的物理底子3)本文斟酌的是成长乡下民居，用屋顶面积和装机容量潜力即有用开发物屋顶的可利，内的装机容量潜力未斟酌正在庄家天井，电体例成长的其他诸多身分举办斟酌也未对影响本地屋顶漫衍式光伏发，资源和电网接入处境等比如本地实质的太阳能★★。

　　理同，改为踊跃形象下的Ra值(20%)将式(3)和式(4)中的Rb值，装漫衍式光伏发电体例的屋顶面积则可估算获得踊跃形象下适合安★★。

　　统采用“自愿自用、余电上彀”形式若乡下民居屋顶漫衍式光伏发电系，的驱策计谋遵从各地，来可观的收入还能给农夫带★★。电的收益重要来自3个方面乡下民居屋顶漫衍式光伏发★★！

　　必要屋顶起码有1个毗连平面安置屋顶漫衍式光伏发电体例，济效益来探究从项宗旨经，积应大于等于10 m2住民屋顶的程度投影面，电转换出力为20%假设光✿伏组件的光，约2 kW的漫衍式光伏发电体例10 m2的屋顶面积足够安置★★。

　　的民居都各具特征中国56个民族，统一民族假使是，和文明习俗的区别而有所差异各区域的民居也因天然前提★★。色的民居如图5所示中国拥✿有榜样民族特★★。

　　数据显示[18]据国度统计局的，948300 GWh[19]2019年中国乡下用电量为，充斥阐述若将潜力，献乡下用电量的52%～104%乡下民居屋顶漫衍式光伏发电可贡，可观的处境效益并能爆发✿相当，表1所示详细如，准煤 302.5 g[20]1 kWh光伏发电可节减标， 832.0 g并减排二氧化碳，、氮氧化物和碳粉尘的排放[21]以及裁减其他温室气体如二氧化硫★★。

　　坡屋顶而言2)关于，与可欺骗屋顶面积的比率为0.98假设漫衍式光伏发电体例所占面积，置光伏支架夹具等的空间用于反应光伏组件之间设★★。

　　2018年中国城镇和乡下家庭户数遵循文件[4]所供应的2010—，=2010可知R0，2018R1=，=8m，(1)代入式，年的年复合蜕化率为-4.1%可推算获得2010—2018，为城镇家庭户数的84.8%即2010年乡下家庭户数约，着时辰推移正在裁减乡下家庭户数随，数的比率不才降其与城镇家庭户★★。18年到20，户数的比率降为60.7%乡下家庭户数对城镇家庭★★。

　　式光伏发电体例的重要身分有7个影响中国乡下民居安置屋顶漫衍，坡屋顶平面的倾斜度、屋顶平面的方位角、屋顶面积的可欺骗性差别为乡下民居屋顶的根本款式、屋顶巨细、屋顶强度、暗影、★★。仔细剖判下文举办★★。

　　)的斟酌讲演✿[8-9]遵循国际能源署(IEA，2019年间2011—，容量占环球漫衍式光伏发电装机容量的比例为92.1%环球屋顶漫衍式光伏发电(含工贸易和民居屋顶)装机，的主导位子盘踞绝对★★。局揭晓的数据遵循国度能源，用光伏发电项宗旨装机容量为21.6 GW纳入2021年国度财务补贴确当年新增户，史新高到达历，目装机容量的39%以上✿[10]占中国整年新增漫衍式光伏发电项★★。体例的本钱降低户用光伏发电，发电供应了极大的经济可行性为正在乡下豪爽成长漫衍式光伏，红线的配景下正在厉守耕地，合正在乡下成长的可再生能源欺骗体例乡下民居屋顶漫衍式光伏发电是适★★。

　　形象的剖判2)踊跃★★。景的剖判同理与前文根本情，踊跃形象下可获得正在，平屋顶面积约为8.50亿m2适合安置漫衍式光伏发电体例的；顶的实质面积约为29.43亿m2适合安置漫衍式光伏发电体例的坡屋★★。面积欺骗率和坡屋顶面积欺骗率采用与根本形象雷同的平屋顶，电体例的可欺骗屋顶面积Aa为34.79亿m2则可推算获得踊跃形象下适合安置漫衍式光伏发，W的漫衍式光伏发电体例能够安置约为696 G★★。

　　光伏组件的实用性和发电量分表紧急坡屋顶平面的倾斜度关于确定其对★★。以为广泛，顶属于过于高峻[13]倾斜度突出40° 的屋，则一律不必要探究[14]倾斜度大于60° 的屋顶★★。