随着我国“碳达峰、碳中和”目标的提出，太阳能、风电等零碳电能将逐渐成为我国电能的主要形式。 2022年6月，工业和信息化部、国家发展改革委、财政部等六部门联合下发《工业能效提升行动计划》号文，提出支持有条件的工业企业和工业园区建设工业绿色微电网，推动智能电网建设。光伏创新升级和行业应用，创新“光伏+”模式，推动光伏发电多元化布局。与此同时，数据中心作为推动金融科技快速发展和金融业数字化转型的关键基础设施和重要保障，建设规模不断扩大，能源消耗比例也越来越高。如何逐步满足算力和能耗的需求？兼顾上升趋势下的“双碳”目标，成为金融数据中心行业需要思考的重要问题。
分布式光伏发电是增加数据中心可再生能源用电量、优化调整数据中心能源消费结构的重要手段之一。具有绿色环保、发电方式灵活、可就地消费等特点。探索“光伏+数据”的研究和应用“中心”模式，可以为绿色低碳计算中心的发展提供节能创新管理新思路，在盘活现有固定资产的同时降低能耗，取得良好的经济效益。品牌价值、社会价值、节能减碳价值。
02工作原理
分布式光伏发电系统是利用光伏效应原理，利用用户现场的光伏组件将太阳能直接转换成电能就近并网的发电系统。广泛应用于城市建筑物的屋顶。系统原理如图1所示。系统由光伏电池组件、光伏阵列支架、汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜、供电系统监控装置和环境监控装置组成。其工作原理是：在太阳辐射的情况下，太阳能电池组件阵列将太阳能转换为直流电，然后通过直流汇流箱送至直流配电柜，最后由并网的交流电转换为交流电。逆变器为建筑物自身的负载供电。使用。
图1 分布式太阳能光伏发电系统原理图
03关键设计因素考量
1）光伏组件串联数量设计
光伏组件串中串联光伏组件的数量影响着光伏电站的整体布局、支撑系统的设计、容量配比的选择等。在相同装机容量的前提下串联，不仅可以节省直流电缆工程和光伏支架、桩基础的用量，还可以提高容量比和串联后的电压，同时降低直流线损，改善光伏发电系统效率。
光伏组件串串联数量可参考以下设计公式：
其中：Kv——光伏组件的开路电压温度系数； K'v——光伏组件的工作电压温度系数； N——光伏组件串联数量（N四舍五入）； t——光伏组件工作条件下的极限低温（）； t'——光伏组件工作条件下的极限高温（）； Vdcmax——逆变器允许的最大直流输入电压（V）； VMPPTmin——逆变器最小MPPT电压（V）； VMPPTmax——逆变器MPPT电压最大值（V）； Voc——光伏组件开路电压（V）； Vpm——光伏组件工作电压（V）。
因此，光伏阵列中光伏组件的串联数量需要根据标准测试条件STC下的光伏组件参数、逆变器电气参数以及项目所在极端环境温度下的水文气象数据综合确定。同时，同一光伏组件串中各光伏组件的电性能参数应一致。
2）光伏阵列倾斜角
光伏阵列倾角，即太阳能电池阵列平面与水平地面的夹角。当光伏阵列倾斜一定角度放置时，光伏板倾斜面上的年总辐射量达到最大值，这个角度就是最佳倾斜角度。
在实际选择最佳倾斜角度的过程中，还必须考虑工程施工场地的地理环境、自然环境等因素，如倾斜角度对雪滑、抗风压、抗雪压的影响等。成分。
3）光伏阵列方位角
光伏阵列的方位角是光伏阵列的实际方位（即方形阵列的垂直面）与正南方向之间的夹角。一般情况下，光伏组件阵列接收光时间最长的方位角被认为是最佳方位角。如果要调整方位角，使当日负荷峰值时刻与发电峰值时刻重合，可以参考以下公式计算： 方位角=（当日负荷峰值时刻- 12） 15 +（经度- 116）。
4）阴影
对于前后放置的太阳能电池阵，应选择适当的间距d，以尽量减少前阵的阴影对后阵的影响。可以参考间距计算方法d=(h1-h2)·R，其中R为阴影的放大倍数，h1为方阵上边缘的高度，h2为下边缘的高度。通常在布置方阵阵列时，应分别选择每个方阵的结构尺寸，并将其高度调整到适当的值，以便利用高度差将方阵之间的距离调整到最小.
04供电方式选择及施工安全保障
1）直接并网就近供电方式
对于数据中心来说，常用的供电方式是并网发电，即通过并网将太阳能电池阵输出的直流电转换成符合电网要求的交流电。连接逆变器后直接并入公共配电网，可接入低压380V、中高压10kV、35kV电网。为了给附近的负载供电，通常选择在低压侧接入电网。因此，需要专用的并网逆变器来保证输出的电能满足市电电网对电能相位、幅值、频率等性能指标的要求。并网逆变器具有实时监控和同步功能。当现有交流电源稳定，电压、频率相位等数据正常时，光伏系统开始向末端负载并网供电；当现有交流电源停电或出现瞬时开关波动时，并网逆变器通过自身的安全装置处于孤岛保护状态，不会向电网供电。待监测到现有电力系统恢复正常稳定后，才会开始向末端负载供电。
2）消防措施
消防设计贯彻“预防为主、预防与消防相结合”的设计原则。根据项目具体情况，电气设备布置均满足电气、消防安全距离要求。同时，工艺设计、材料选择、楼层布置均按照《建筑内部装修设计防火规范》等相关消防规定执行。
在电缆敷设和防火方面，太阳能电池串联分支电缆敷设在太阳能电池背面的电缆槽内。组串至逆变器、逆变器至交流汇流箱的连接电缆敷设在电缆桥上，引至低压并网柜面板。底部开口经过有效阻燃处理密封。
3）防水措施
屋顶的防水处理需要贯穿整个施工过程。原则上应尽量避免原有屋顶的防水层。即在不破坏原有屋顶的情况下，铺设防水膜、浇筑钢筋混凝土、铺设钢结构。对于屋顶接线孔，可采用浇筑防渗混凝土、配料结构水泥、浇筑防渗细粒混凝土等方式进行防水施工。
4）防雷措施
为了防止线路雷电侵入波和雷电感应过电压对设备造成损坏，在光伏系统逆变器和交流配电柜中安装防雷模块，可以有效防止过电压，保证整个系统的安全。运行稳定。同时，由于太阳能光伏发电系统安装在建筑物屋顶，发电系统的防雷接地与建筑物本身的防雷接地系统紧密相连，并纳入防雷接地。整个建筑的系统。
05效益分析
以G银行生产数据中心所在的北京为例，年平均太阳总辐射量为5400MJ/，年日照时数约为2287小时，约6.27小时/天，折算为年峰值日照时数1460小时。根据太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据，根据光伏电站年发电量计算公式，可预测光伏电站年总发电量：L=W·H·。其中，L为并网光伏电站年发电量，单位为kWh； W为并网发电总装机容量； H为年峰值日照时数，取1460小时； eta是光伏电站系统的总效率，一般取80%。
以总装机容量90Kwp的项目为例，年发电量约为10.7104，每年可节省电费约12.8万元。光伏发电系统可高效运行约25年。因此，25年可减少CO2排放量约4268T、SO2排放量约1164.16T、粉尘排放量约128.4T、NOx排放量约64.2T。其带来的节能环保效益显着。
此外，由于数据中心是能源消耗大户，“光伏+数据中心”新模式的探索、研究和应用符合国家新型基础设施绿色高质量发展政策规划和布局要求，同时减少能源消耗。盘活现有固定资产，树立企业良好的社会形象，实现良好的品牌价值、社会价值、节能减碳价值。
06分布式光伏发电在金融行业数据中心展望
分布式太阳能光伏发电系统具有独立自控、输配电损耗极低、无需建设配电站、建设、安装和维护成本低、调峰性能好、损坏小等特点到周围的环境。它利用闲置的数据中心区域发电作为补充电源接入附近电网，为数据中心内的负载供电，具有良好的经济、社会和环境效益。但由于金融行业数据中心作为各类业务系统的关键载体和重要基础设施保障，一旦发生故障造成的损失难以估计。因此，为保证数据中心供电安全，建议根据数据中心负载对电能的敏感度进行差异化供电。照明负载、空调系统等不敏感负载应由光伏供电，而IT设备等敏感负载仍应由外部市电供电。
同时，金融业作为绿色金融的倡导者和实践者，要积极响应国家节能减排政策号召，落实产业绿色发展规划。可以小规模探索研究“光伏+数据中心”新型模式的应用，同时验证其并网发电系统供电质量的安全性、可靠性和稳定性，利用以创新支撑业务发展，在光伏并网运行、IT设备敏感负荷优化配置、可再生能源利用等方面积累相关经验后，进行规模化运营。推广应用对于加快发展绿色金融、绿色低碳转型和能源结构优化调整，从而实现数据中心节能降耗、提质降本增效具有重要意义。
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用户评论
分布式光伏真是越来越热门了！
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这篇文章一定讲很多实际案例吧？喜欢看技术细节。
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数据中心对电能需求大，想要清洁能源来供给，分布式光伏好选择呀。
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感觉未来数据中心的建设都会考虑并网发电了
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和传统集中式发电相比，分布式光伏有哪些优势呢？
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能效提升是一个重要目标啊！希望这篇文章能详细分析一下
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51CTO的文章质量还是靠谱的，值得一看
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数据中心分布式光伏并网发电，听起来很专业的样子
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学习下这份技术知识，有啥可推荐的书或教程吗？
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光伏发电的技术发展真是越来越快了!
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这篇文章是不是还讲到政策和市场方面的信息啊?
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数据中心对环境保护的要求越来越高了，分布式光伏是个很好方向。
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分布式光伏发电能解决能源存储问题吗？
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想了解一下具体的案例，比如哪些公司做了类似的项目？
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这篇文章会不会讲到未来发展趋势呢？
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学习学习，以后有机会也试试分布式光伏啊!
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数据中心那点事，总是能够给我带来很多新收获！
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期待这篇分析深入浅出，能让我更了解分布式光伏发电技术。
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