太陽能屋頂就是可分別安裝在每座獨立住宅建筑上的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。目前，城市中太陽能屋頂尚有經(jīng)驗可以借鑒，而農(nóng)村太陽能屋頂在我國還非常少，如何大面積推廣，值得進一步研究和探討。我國華北一帶農(nóng)村人口密集，用電需求大，地區(qū)光照時間長、強度高。房屋建造者屬于改革開放后中國第三代、第四代農(nóng)村勞動者，多數(shù)房屋質(zhì)量比較好，房屋居住面積比較大，隨著農(nóng)村生活水平的提高，其用電量逐年提高。而太陽能技術(shù)的不斷提升，建設成本的不斷下降，為實施農(nóng)村太陽能工程提供了必備的條件。然而這一帶土地緊張，農(nóng)業(yè)發(fā)達，是我國糧食主產(chǎn)區(qū)，客觀上成為制約太陽能電站發(fā)展的瓶頸。粗略估計，裝機1MW的太陽能發(fā)電工程至少需要4260rn2的土地面積，折合是400畝、26公頃的土地。這對人均1.4畝土地的華北農(nóng)村來說是難以接受的。而利用這一帶密集的村落和斜坡式的屋頂恰好為解決這一問題提供了可能，如果與農(nóng)村居住者達成可靠的合作方式，極有可能成為太陽能發(fā)電新的發(fā)展方向。
自然村的密集度
我國華北一帶包括河南、河北、山東、山西等省份，居住著3~4億農(nóng)村人口，大約8000萬戶家庭。光伏屋頂可利用面積大約40億m2，太陽能屋頂工程具有廣闊的空間。在華北鄉(xiāng)鎮(zhèn)的周圍散布著大量的農(nóng)村村落，這些村不但密集，隨著人口的增長，村與村逐漸成相連的趨勢。村落的密集發(fā)展意味著有更多的太陽能屋頂可以利用。初步測算，按照華北地區(qū)自然村落屋頂?shù)囊?guī)模，可以建設一座裝機總?cè)萘?0MW的太陽能光伏電站�？梢姡匀淮宓拿芗情_展農(nóng)村太陽能屋頂工程的先天條件。
可利用面積估算
我國北方農(nóng)村民居基本為平房，面積寬廣，房頂大多采用傳統(tǒng)的斜坡式房頂。房屋墻體多采用磚混結(jié)構(gòu)，承載力較好。屋頂采用瓦式結(jié)構(gòu)，其承壓能力較強。房屋的使用年限一般都超過20年以上。院落當中也有相當部分閑置面積，同樣可以利用。
房頂面積的計算：農(nóng)村院落的正房一般為4～5間平房，南北朝向，長約12m～20m，寬約6m，因此房頂陽面面積大致估算為48m2～60m2，取平均為54m2。以一個自然村100戶（實地調(diào)查平均）計算，屋頂可利用面積為5400m2。
院落內(nèi)的閑散面積計算：假定每戶院落內(nèi)另有10m2的可利用閑置面積，一個自然村可增加1000m2的面積，因此一個自然村的總的可利用裝機面積約為6400m2。
假定建設一座裝機總?cè)萘?0MW的太陽能光伏電場，需要42600m2，那么就可以覆蓋到6～8個自然村。實際上，這些村落村村相連，村與村之間的距離非常短，為太陽能屋頂建設提供了方便。農(nóng)村院落民居面積雖有差別，但基本情況相差不多，因此估算基本符合實際情況。
輻射資源的評估
太陽能屋頂發(fā)電作為人們對太陽能利用的一種方式，電能產(chǎn)生的過程中無燃料消耗，是一種環(huán)保、清潔的可再生能源。按接受太陽能輻射量的大小，我國太陽能輻射量的區(qū)域大致上可分為五類：一類地區(qū)，年日照時數(shù)3200～3300小時，輻射量670～837 kJ/cm2.yr。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部和新疆南部等地；二類地區(qū)，全年日照時數(shù)為3000～3200小時，輻射量在586～670 kJ/cm2.yr。主要包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東甫部和新疆南部等地；三類地區(qū)，全年日照時數(shù)為2200～3000小時，輻射量在502～586 kJ/cm2.yr。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部和安徽北部等地；四類地區(qū)，全年日照時數(shù)為1400～2200小時，輻射量在419～502 kJ/cm2.yr。主要是長江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區(qū)；五類地區(qū)，全年日照時數(shù)約1000～1400小時，輻射量在335～419kJ/cm2.yr。主要包括四川、貴州兩省，此區(qū)是我國太陽能資源最少的地區(qū)。一、二、三類地區(qū)，年日照時數(shù)大于2000h，輻射總量高于586 kJ/cm2.yr，是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū)，面積較大，約占全國總面積的2/3以上，具有利用太陽能的良好條件，適宜使用光伏發(fā)電系統(tǒng)。華北地區(qū)實質(zhì)上就屬于是我國太陽能資源較豐富的二、三類地區(qū)。
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及施工問題
華北一帶農(nóng)業(yè)發(fā)達，基本實現(xiàn)村村通，混凝土路面與鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路相連接，大型農(nóng)機都可以順利通行，房屋前后之間有足夠的距離供大型吊裝車輛通過。工程用的主要建筑物材料如鋼材、水泥、沙料等均就近采購運輸，當?shù)刎浽闯渥�、采購方便。所有建筑材料均可通過公路運至工程現(xiàn)場。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，作為光伏基礎(chǔ)的農(nóng)居屋頂具有很好承載力。這是由于農(nóng)村房屋建造過程中，考慮了多種因素，且為自住房屋，質(zhì)量有保證，使用年限長。由于計劃安裝光伏系統(tǒng)的房屋已經(jīng)落成，建筑結(jié)構(gòu)不易變動。在施工當中應當注意：不改變原有建筑物結(jié)構(gòu)（如屋頂?shù)姆浪�、電氣管線等），應根據(jù)房屋的結(jié)構(gòu)和特點合理施工；不影響居住的前提下，盡可能的多安裝組件；最大限度降低屋頂?shù)某兄�；安裝施工維修方便；充分利用其他空閑面積，使經(jīng)濟效益最大化。
由于是農(nóng)村民居，遇到一些特殊問題應特殊對待。施工區(qū)域內(nèi)因地制宜，不能照搬集中式太陽能電場的模式經(jīng)驗。材料加工及混凝土攪拌和設備堆放場地、庫房、辦公場地等都要適應當?shù)靥攸c。施工的用電和用水問題都要與村委及鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府協(xié)調(diào)解決。
施工安裝工程主要有：站區(qū)內(nèi)太陽能電池支架安裝、逆變器、控制器、變壓器、配電箱柜等電氣設備安裝和（高）低壓配電室電氣設備安裝、電纜敷設以及整個系統(tǒng)安裝、調(diào)試和并網(wǎng)發(fā)電。另外，還有一些重要的工程，如接地防雷工作。農(nóng)村施工特殊，施工期間要保證農(nóng)民及工作人員的人身、財產(chǎn)安全，合理安排建設工期。
農(nóng)村太陽能屋頂接入問題
國家電網(wǎng)公司2012年10月26日召開服務分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)新聞發(fā)布會正式發(fā)布《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務工作的意見》，《意見》并于2012年11月1日正式實施。根據(jù)《意見》精神，6MW以下免收接入費用，分布式光伏發(fā)電免收系統(tǒng)備用費，支持分布式并網(wǎng)，并將并網(wǎng)權(quán)限下放到地市一級，分布式光伏接入公共電網(wǎng)的改造及接網(wǎng)工程由電網(wǎng)公司負責，全額收購富余電力。因此說，光伏產(chǎn)業(yè)不僅有國家政策的支持，還將得到國家電網(wǎng)實際的支持，對整個光伏產(chǎn)業(yè)是一個非常好的發(fā)展機遇。
相比集中式太陽能光伏的優(yōu)勢
1、節(jié)約土地資源。這在前面的論述中已經(jīng)闡述。
2、利用農(nóng)村固有的優(yōu)勢或潛在優(yōu)勢。農(nóng)村有大量的勞動為，熟悉當?shù)氐乩憝h(huán)境，人文風俗，可以充分調(diào)動農(nóng)業(yè)人員的積極性，形成良好的協(xié)作關(guān)系。
3、相比城市屋頂工程成本更節(jié)約。農(nóng)村太陽能屋頂簡單易行，屋頂設施少，后期運營維護簡單。
4、類似于分布式電站，接入靈活。
5、更容易爭取到財政補貼。
6、有利于擴大規(guī)模。
農(nóng)村太陽能屋頂既有分布式光伏發(fā)電的特征，又可做成類似于集中太陽能電場分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)的光伏發(fā)電站接入系統(tǒng)方案。農(nóng)村太陽能屋頂工程既符合當前光伏產(chǎn)業(yè)面臨的形勢，又符合當前國家電網(wǎng)關(guān)于分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的精神。實際上，農(nóng)村太陽能屋頂在國家政策的支持和市場及企業(yè)的精心培育下，若能形成良性循環(huán)，存在巨大的發(fā)展空間和潛力。
合作模式的探討
農(nóng)村太陽能屋頂?shù)膶嵤┡c農(nóng)村用電合作模式分不開，畢竟要涉及到農(nóng)民的切身利益，在利益上要做到均衡。既要考慮企業(yè)的效益問題，也要考慮農(nóng)民的利益和積極性問題，利益上不能均衡必然導致太陽能屋頂工程難以實施。另外，農(nóng)民在社會結(jié)構(gòu)中處于弱勢地位，盡量避免一些敏感事項介入。
