即在自然条件适合的地区，充分利用各家农户的闲置屋顶空间，发展以屋顶光伏为核心的新型直流微网，为农村生产生活全面提供能源。同时，可将剩余电力及加工成型或气化的生物质能源向城市输出，成为产粮区新的经济来源。

如下图所示，以屋顶光伏为基础的直流微网包括：由屋顶光伏、直流用电末端、家用智能充电桩及蓄电池组成的家庭单元；由这些家庭单元以及公共建筑和零散空地的光伏、公用智能充电桩、农业生产机具、农产品加工设备、公用蓄电池等组成的村级直流微网。

图1  以屋顶光伏为核心的新型直流微网示意图

（作者供图）

家庭单元包括：每户屋顶安装20kWp以上的光伏，户内改为直流配电，连接各类电器、3~5kWh蓄电池，家用直流充电桩等。家用电器包括照明、电视电脑，也包括电炊具、电热水器及电采暖装置。这些装置经简单改造都可以实现直流化。依靠20kWp的光伏电力，每户全年发电量超过2万kWh，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、各类交通工具充电，在春夏秋季还可剩余接近1万kWh电力用于村内农业生产和农副产品生产加工用能，剩余还可以发电上网。

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。

在这样的模式下，农村新型能源系统将实现生产生活和交通用能的全面电气化，农村大气环境有望彻底改观。从建设成本上看，上述配置包括村级公共部分，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可以解决工程投资来源的问题。