即在自然條件適合的地區(qū)，充分利用各家農(nóng)戶的閑置屋頂空間，發(fā)展以屋頂光伏為核心的新型直流微網(wǎng)，為農(nóng)村生產(chǎn)生活全面提供能源。同時，可將剩余電力及加工成型或氣化的生物質能源向城市輸出，成為產(chǎn)糧區(qū)新的經(jīng)濟來源。

如下圖所示，以屋頂光伏為基礎的直流微網(wǎng)包括：由屋頂光伏、直流用電末端、家用智能充電樁及蓄電池組成的家庭單元；由這些家庭單元以及公共建筑和零散空地的光伏、公用智能充電樁、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機具、農(nóng)產(chǎn)品加工設備、公用蓄電池等組成的村級直流微網(wǎng)。

圖1  以屋頂光伏為核心的新型直流微網(wǎng)示意圖

（作者供圖）

家庭單元包括：每戶屋頂安裝20kWp以上的光伏，戶內(nèi)改為直流配電，連接各類電器、3~5kWh蓄電池，家用直流充電樁等。家用電器包括照明、電視電腦，也包括電炊具、電熱水器及電采暖裝置。這些裝置經(jīng)簡單改造都可以實現(xiàn)直流化。依靠20kWp的光伏電力，每戶全年發(fā)電量超過2萬kWh，可滿足一戶包括冬季采暖（50平方米主要房間采暖）和炊事在內(nèi)的全部生活用電、各類交通工具充電，在春夏秋季還可剩余接近1萬kWh電力用于村內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)加工用能，剩余還可以發(fā)電上網(wǎng)。

此外，通過建設村級直流微網(wǎng)和公用蓄電池，還可實現(xiàn)戶間電量的相互流通和補充。農(nóng)村各類帶有蓄電能力的用電裝置和多數(shù)負載可按照需求響應用電的模式，從而使屋頂光伏電力的大部分有效消納，剩余部分經(jīng)過村級直流微網(wǎng)的整合后上網(wǎng)，也轉變成可調可控的優(yōu)質電源。

在這樣的模式下，農(nóng)村新型能源系統(tǒng)將實現(xiàn)生產(chǎn)生活和交通用能的全面電氣化，農(nóng)村大氣環(huán)境有望徹底改觀。從建設成本上看，上述配置包括村級公共部分，每戶折合投資10萬元左右，公共用電和上網(wǎng)送電的全年收入除支付運維管理費外，還可實現(xiàn)全部初投資的分期還本付息，從而使農(nóng)戶戶用電全部免費。同時，通過銀行低息貸款就可以解決工程投資來源的問題。