張銘君

摘 要：光伏電站是光伏并網(wǎng)發(fā)電的主要載體，只有做好光伏電站總平面布置，優(yōu)化光伏陣列的布置才能有效地減少光纜的使用量，節(jié)約土地資源，縮減相關(guān)用地費(fèi)用，最終保證在提高發(fā)電量的基礎(chǔ)之上降低投資。就此，該文對(duì)大型地面光伏電站總平面布置方案進(jìn)行了對(duì)比分析，并論述了其相應(yīng)的布置流程，望對(duì)光伏電站的總平面設(shè)計(jì)和布置工作提供幫助。

關(guān)鍵詞：大型地面光伏電站 總平面布置流程 方案

中圖分類號(hào)：S605 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0054-02

光伏并網(wǎng)項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)重要的光電項(xiàng)目之一，在節(jié)能減排理念的指引之下，各相關(guān)部門一直致力于研究如何有效的對(duì)光伏電站總平面進(jìn)行合理布置，力求最大程度上減少支架、光纜等工程量，降低投入，縮小線路損耗[1]?；谠摪l(fā)展目標(biāo)，該文以某光伏電站的設(shè)計(jì)為例進(jìn)行了相關(guān)研究，現(xiàn)將研究?jī)?nèi)容論述如下。

1 相關(guān)參數(shù)簡(jiǎn)介

255 Wp多晶硅組件是該光伏電站的組件，其具體的參數(shù)設(shè)計(jì)為尺寸外形是640 mm×992 mm×40 mm、最佳電壓和電流分別為30.3 V和8.26 A、峰值功率是255 Wp、開(kāi)路電壓的溫度系數(shù)為-0.33%/℃。整個(gè)電站的逆變器為500 kW 逆變器，其輸入電壓范圍在450～850 V之間。

2 光伏電站總平面布置流程概述

光伏電站在進(jìn)行總平面布置時(shí)需要依照一定的布置流程，具體的流程如下：設(shè)計(jì)組件串并聯(lián)的數(shù)量→優(yōu)選方位角→對(duì)傾角進(jìn)行正確計(jì)算→計(jì)算陣列間距→布置總平面。詳細(xì)的流程設(shè)計(jì)包括以下幾方面：（1）設(shè)計(jì)組件的串并聯(lián)的數(shù)量。依照《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中的計(jì)算串并聯(lián)數(shù)量的公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，最終結(jié)果可得出該次研究的光伏組件的串聯(lián)數(shù)量具體為22。依照串聯(lián)數(shù)量最終顯示結(jié)果對(duì)每一個(gè)組件串的額定功率容量進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果為5.61 kWp。由于該次研究選擇的逆變器是500 kW，所以也就說(shuō)明組件串需要90個(gè)以上，在對(duì)逆變器1.1倍過(guò)載系數(shù)、系統(tǒng)損失和效率進(jìn)行綜合考慮之后，確定逆變器所需的光伏組件串?dāng)?shù)應(yīng)高于90路，低于98 路。（2）優(yōu)選方位角。將固定式支架進(jìn)行合理放置，位置通常設(shè)置為朝正南方向。（3）對(duì)傾角進(jìn)行正確計(jì)算。目前，國(guó)內(nèi)的光伏電站在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)多采用兩種軟件和一個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算。其中的一個(gè)公式為Klein.S.A和Theilacker.J.C的天空異向模型公式，而兩個(gè)軟件是PVSystem和RETScreen軟件。利用這幾種方法可以對(duì)最佳傾角進(jìn)行合理計(jì)算，依照以往的計(jì)算結(jié)果和既往傾角選擇經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，應(yīng)該靠近最佳傾角來(lái)選擇傾角，這樣就會(huì)使傾斜面上的總輻射量相差較少。此外，作為一項(xiàng)工程來(lái)說(shuō)，為了節(jié)約資金投入，同時(shí)降低土地的占用，應(yīng)該首先應(yīng)該選擇較小的傾角。最終該次研究通過(guò)計(jì)算和選擇的最佳傾角應(yīng)為36°。（4）計(jì)算陣列間距。依照光伏電站的站區(qū)布置規(guī)范對(duì)光伏陣列間距進(jìn)行計(jì)算，最終的結(jié)果應(yīng)為光伏方陣在全年的9∶00～15∶00 pm之間不得被遮擋，也就是指在冬至?xí)r的這個(gè)時(shí)間里光伏陣列不受遮擋。（5）布置總平面。首先，將一個(gè)發(fā)電單元布置好，然后依照地形規(guī)劃路網(wǎng)、綜合布置和局部調(diào)整。

3 地面光伏電站總平面布置方案對(duì)比

為了對(duì)比分析總平面布置的實(shí)際情況，該文設(shè)定了3個(gè)方案進(jìn)行比選，具體的方案如表1所示。

就上表顯示可知，如果陣列選擇橫向布置，有兩種方案，一是2 行，二是4 行，這兩種方案對(duì)比之下可知，第3種方案中的2 行的安裝更為方便，但是其占地面積較大，這樣就會(huì)在一定程度上增加工程所需的鋼材、電纜等材料，造成工程量增加，進(jìn)而增加投資成本，在這種成本增加的基礎(chǔ)上未見(jiàn)發(fā)電量得到較高的提升，所以第3種方案不可選。而方案1和方案2相比，橫排布置的方式較豎排布置方式相比，其單位MW 的占地面積更大，這也就表示工程材料鋼材、電纜等也會(huì)相對(duì)較多，其工程量也會(huì)更大，此外，在安裝時(shí)，橫排布置最上面的板安裝耗時(shí)也比豎排更長(zhǎng)，同時(shí)也不利于安裝之后對(duì)組件進(jìn)行清潔和維護(hù)。

經(jīng)過(guò)3種方案對(duì)比分析之后，最終發(fā)現(xiàn)，橫排和豎排布置方案兩者相比，后者的方案更佳，更具有使用性，其最主要的優(yōu)點(diǎn)在于每一1MW發(fā)電單元的占地面積較少，這樣就可以有效的節(jié)約鋼材、電纜等工程材料，也有相關(guān)研究表明[2]，隨著規(guī)模的不斷增加，豎排布置方式的優(yōu)越性就會(huì)越來(lái)越明顯。國(guó)土資源部于2014年出臺(tái)的《節(jié)約集約利用土地規(guī)定》中明確提出對(duì)現(xiàn)有的土地利用標(biāo)準(zhǔn)體系需要進(jìn)行進(jìn)一步完善，同時(shí)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)、公共服務(wù)業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的用地規(guī)范加大監(jiān)管力度，今后在進(jìn)行大型地面光伏電站總平面布置時(shí)需要將這些其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的用地也一并納入到光伏電站總平面布置中。有相關(guān)研究顯示[3]，若想提高發(fā)電量，最好選用橫排布置，而光伏電站的發(fā)電水平同電站的運(yùn)行和維護(hù)也密切相關(guān)，所以，在對(duì)地面光伏電站進(jìn)行總平面布置時(shí)也要充分考慮是否便于后期的運(yùn)行和維護(hù)。

4 總結(jié)

綜上所述，光伏電站是一種綠色電力開(kāi)發(fā)能源項(xiàng)目，若想充分發(fā)揮其項(xiàng)目運(yùn)行作用，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)光伏電站的總平面布置方案，同時(shí)嚴(yán)格依照布置流程進(jìn)行布置，就目前的光伏電站布置方案來(lái)看，仍然沒(méi)有較為完善的電站運(yùn)行對(duì)比數(shù)據(jù)，所以，今后筆者將聯(lián)合相關(guān)部門進(jìn)行深入的研究與分析，力求制定出最佳的總平面布置方案和流程。

參考文獻(xiàn)

[1] 張彥昌，石巍，祝玉章.大型光伏電站集電線路研究[J].電工電氣，2012（8）：14-17.

[2] 鐘建安.光伏發(fā)電相關(guān)問(wèn)題研究 基于組串逆變器的智能大型光伏電站解決方案[J].電氣制造，2014（9）：28-31.

[3] 陳艷，曹曉寧，蘭云鵬，等.大型光伏電站中不同支架方案比較分析[J].電氣技術(shù)，2013，14（8）：16-19.