我国农村屋顶光伏发电屋顶资源利用及农村电采暖四种

  卫星信息研究所的合作调查计算，我国乡村各类屋顶可安装光伏发电装置约20亿千瓦，全年可发电量接近3万亿千瓦时，占到我国2019年全年总用电量的40%，更将达到规划中的我国零碳电力系统中光伏发电总量的60%。未来，随着城镇化进程的推进，我国农村人口可能会会降低，但农村建筑及屋顶的规模并不会减少，可安装光伏的规模也会稳定在这一水平。

  每户屋顶若安装20千瓦以上的光伏，全年发电量就可超过2万千瓦时，可满足一户包括冬季采暖（50平方米主要房间采暖）和炊事在内的全部生活用电和各类交通工具充电，还可剩余接近1万度电力用于农业生产和农副产品加工，剩余电力还可以在合适时段上网。此外，通过建设村级直流微网和公用蓄电池，还可实现户间电量的相互流通和补充。农村各类带有蓄电能力的用电装置和多数负载可按照需求响应用电的模式，从而使屋顶光伏电力的大部分有效消纳，剩余部分经过村级直流微网的整合后上网，也转变成可调可控的优质电源。

  上述配置每户折合投资10万元左右，公共用电和上网送电的全年收入除支付运维管理费外，还可实现全部初投资的分期还本付息，从而使农户户用电全部免费。同时，通过银行低息贷款就能解决工程投资来源的问题。

  新农村建设投入大，旨在改善农村面貌，提升农民生活品质。公共设施建设过程中，亮村工程非常关注。路灯设施建设相对简单，但电力供应是要解决的问题。电能从何而来，能不能有效保障，路灯所消耗电能由谁买单，这是亮村工程要考虑的。

  太阳能光伏发电有一个特点，可分布式进行，可减少配套基础设施建设。亮村工程中利用光伏发电技术，不用架设电线，照样可为路灯供电，使其在夜晚亮起来，优化农村里的生活环境，并提高夜间活动和出行安全性。另外，亮村工程应用光伏发电技术投入少，不会给农村里的生活造成负担和压力。近年来在我国很多地方农村，路灯、指示牌供电实现光伏发电，经济与生态效益高。

  光伏发电过程中要做好应急电源建设，确保其能够单独的输电，满足设备正常运行对交流和直流电需求。光伏发电要深入研究，结合农村地区环境和住宅建筑情况，探寻出适合农村建筑所使用的光伏发电技术和系统。

  太阳能光伏发电技术应用，尤其是与农村住宅建筑结合，现阶段包含两种类型。住宅建筑应用光伏发电技术，一种是在原有的建筑上安装光伏发电设备，使每个部分构成一个系统，以实现光伏发电;另外一种就是农村住宅建筑规划设计与规划中，增强光伏发电技术应用意识，考虑到需求，然后针对光伏发电做好设计，并融入到施工之中，光伏发电系统与建设融为一体。

  未来的零碳电力系统起到及其重要的作用——除能满足农村生产生活和交通用能外，还能为电网提供容量为8亿千瓦、电量为1万亿千瓦时的可调电源，有助于实现电力系统的灵活和稳定。因此，尽早尽快发展以农村屋顶光伏为基础的新型能源系统，不仅有利于乡村振兴，也对我国构建以新能源为主体的新型电力系统、尽早实现电力零碳具有至关重要的作用。

  我国计划在到2025 年，新型储能作为国家能源战略配套，并且新型储能装机规模达 3000 万千瓦以上，保持年均50%以上的增速，到2030年时实现新型储能全面市场化发展。

  储能主要是指电能的储存，全球储能发展比较早，前几年增速平均呈2%-4%规模增长，如今开始加速发展了， 2020 年底累计装机规模达到 191.1GW。而我国前期储能方式主要是物理储能，电化学储能起步较晚。

  第一，发热电缆。将发热电缆有效使用于农村建筑内部，通电之后的发热温度能够基本维持在65℃左右。敷设在填充层当中，在电缆将热能进行传导后，可以依据红外线辐射的形式渐渐将热量向外辐射，进而慢慢地提高使室内温度。

  第二，电热膜。该种方式主要是借助通电装置，将电能有效转化为热能，由此能够向外辐射热能，使其变成薄膜。关于发热体的碳浆料，主要是稀有元素与特制油墨结合而成的，之后在以此印刷薄膜。

  第三，蓄能电暖器。蓄能电暖器现已在严寒地区农村建筑中得到使用，这种类型的电暖器具备很好的保暖节能性能，仅利用低谷电来则可当作加热能源，提高电加热管温度后储存热量，之后在提高风机将储存的热量吹散至室内，逐渐提高室内温度。

  第四，碳晶电热板。将碳晶电热板铺设在建筑中，主要的制作材料为碳纤维，而且融合了有关高分子树脂材料，可以合成新型发热材料基于电场作用，可以使碳分子之间进行撞击与摩擦，这一过程中会产生许多热能，通过对流或是远红外辐射的方法将热量渐渐传送到室内环境，从而在短时间内提高室内环境和温度。