时间:2023-02-16 11:12:16

【关键词】光伏电站施工与调试;课程建设;探索与实践
0 引言
光伏发电作为一种新兴的绿色能源,近几年来在国内外都有了较快的发展。国内也有部分高职院校开设了光伏相关专业,但目前这些专业大多侧重于光伏产业链的中上游,即光伏电池、组件及其材料的加工和制作,而光伏电站施工与调试课程的探索和实践相对较少。下文拟对光伏电站施工与调试课程建设的探索和实践进行总结。
1 明确课程目标,寻求课程特色
光伏电站施工与调试是光伏应用技术专业的一门职业能力核心课程,主要内容是各类光伏电站的施工和调试,具有很强的操作性。本课程总课时96学时,其中理论课40课时,实践课56课时。通过本课程的理论教学和实践训练,学生除掌握光伏电站施工的必要的基础理论和知识外,还要具备光伏电站的施工和调试的能力,以达到培养高技能人才的目的。
光伏电站施工与调试是一门实践性很强的课程,在课程的整体教学设计上,为了更好的与实践相结合,锻炼学生的动手能力,本课程采用了项目式教学,在项目的选取上充分利用学校和地方资源,采用的项目和课程分配如表1所示。三个项目分别涵盖了离网、分布式和集中式三种类型的光伏电站,同时安装地点包含了地面和屋顶两种安装量最大的地点。通过三个项目的学习和实践,学生能够基本掌握各种光伏电站的施工和调试。
2 基于工作过程的教学内容
本课程的内容完全根据实际光伏电站的工作过程来设置,项目一的教学内容如表2所示,根据离网光伏电站施工的过程将项目分为离网光伏电站施工准备、离网光伏电站基建施工、离网光伏电站电气设备安装和离网光伏电站调试四个子项目和施工技术准备、施工材料准备等12个教学单元,每个教学单元又根据实际工作过程分成2~3个教学任务。如施工技术准备教学单元设置了施工现场考察、施工图纸识读和施工图纸会审三个教学任务。
3 教学做一体化
本课程采用教学做一体化的教学方法,本课程采用的三个项目均是现实中的光伏电站,为本课程实施教学做一体化教学提供了保障。如任务组件的安装,首先,利用图片向学生介绍光伏组件的形状和规格,然后,利用视频向学生演示组件的安装过程,同时讲解组件安装时的要求和方法,接下来让学生分组开始安装组件,最后,对学生安装的过程进行点评,并总结组件安装的要点。
4 实训基地建设与校企合作
本课程的实训基地包括理学校的工南楼2KW离网光伏电站、机电大楼屋顶100KW分布式光伏电站和浙江中硅电子科技有限公司2.9MW集中式光伏电站,很好的满足了本课程的实践教学。
同时我们还与浙江中硅电子科技有限公司共同开发光伏电站施工与调试校企合作开发课程,浙江中硅电子科技有限公司拥有光伏电站施工队伍,可以为本课程的实践教学提供案例和素材,企业的工程师为学生进行实践课的指导,同时,还可以为学生提供光伏电站施工和调试的“实战”机会。
5 结束语
经过三年时间的课程建设和教学实践改革,光伏电站施工与调试课程已经批准为第二批校企合作开发课程,公开出版了教材,并建立了教学网站。当然,作为一门新兴课程,还有很多需要探索和完善的地方,我们将继续进行课程的建设的探索和实践。
【参考文献】
[1]戴士弘.高职教改课程教学设计案例集[M].清华大学出版社,2007.
[2]范继魏.《电子交易》课程教学改革探索[J].科技信息,2013,1.
[3]商义叶.关于高职《机械制图二维三维一体化》教学改革初探[J].科技信息,2013,1.
作为专业建筑光伏一体化系统集成商,绿筑光能具备了专业的电力、光伏、土建、系统研发团队。在光电转换、防水、外观、结构等方面拥有多项专有技术,同时也是国内首个提出提供系统售后跟踪服务的系统集成商,在打造美观实用的精品项目同时,有力保障了电站运营的安全性与经济持续性。
绿筑光能公司已先后承接建设了广州新火车站224.6KWp屋面光伏系统工程、镇江国际物贸大厦160KWp楼顶及墙面光伏系统工程、上海大宁绿地66KWp屋顶光伏系统工程、上海交通大学图书馆11KWp光伏发电系统以及绍兴水墨兰亭、上海花桥别墅等一批别墅家庭光伏发电系统。正在兴建的项目有:温州市国际会展中心三期1MWp屋顶光伏电站、绍兴市佳宝新纤维集团公司3MWp屋顶光伏电站(2012年国家光电建筑一体化光伏示范工程项目)。
绿筑光能公司的优势在于:
1.专项资质
具备建筑工程及光伏工程相关资质,完善的建筑工程及光伏工程一体化的管理体系、并且有丰富大型工实施管理经验。可承接100MWp以内的光伏电站总承包项目。
2.专业团队
为了实现建筑光伏的系统集成,绿筑光能从上海电气集团引进了长期从事光伏电站系统建设的专业团队,并整合精工集团现有的建筑专业优势,形成了拥有建筑结构、建筑围护、电气设备、光伏电力等专业的设计、施工管理人才团队,为业主提供专业的光伏电站工程技术服务。
3.产业基础
精工钢构集团是钢结构建筑的综合集成供应商,而绿筑光能作为精工钢构的子公司,得到母公司在钢结构建筑专业、建筑围护专业,光伏专业的综合实力。具有建筑光伏的集成研发、实现了建筑与光伏的融合,做到一体化的实施和管理。
4.系统产品
EPC光伏电站工程采用的是EPC总承包模式,也就是将光伏电站工程的设计、施工、调试到竣工整个过程交给承包公司,光伏电站工程的施工质量、施工进度、成本、安全等问题都由承包公司负责,这就对承包公司的实力要求较高,对承包公司的资金实力、技术实力、管理能力等各项因素都有较高的要求。采用EPC模式进行光伏电站工程建设具有较大的优势,EPC模式使业主方能够对光伏电站工程建设进行更好的管理,光伏电站工程的成本、施工、质量等风险都由承包公司承担,让很多业主方积极实行EPC模式的光伏电站工程建设。EPC光伏电站工程进行项目管理的时候,使工程项目能够更好地进行操作施工,因为工程设计和工程施工都是承包公司负责,使工程设计与施工能够相适应,防止设计与施工出现矛盾,EPC光伏电站工程一般都是同时进行设计、施工、管理等工作,能够提高工程施工效率,控制工程造价成本。
2EPC光伏电站工程在建设过程中的项目管理
2.1EPC光伏电站工程施工进度管理
EPC光伏电站工程的建设周期一般较短,需要占用很大的土地面积,因为工程建设周期比较短,对光伏电站工程的设计、材料设备采购和施工都有较大的影响,因此,合理的控制光伏电站工程的施工进度十分重要,EPC光伏电站工程的承包商要制定统一的施工计划,以EPC光伏电站工程的工期为依据,对工程中的土建施工进度进行合理的安排,对土建施工的进度进行规划后,对工程中安装机电设备的进度进行分析规划,EPC光伏电站工程承包公司与设备供应商需要明确的签订合同,确定设备的供货时间和设备的具体情况,要保证机械设备供应商能够及时地提供机械设备,保证机电安装施工顺序能够按照计划进行,合理地控制机电安装的进度。承包公司在规划好光伏电站工程的施工进度后,对光伏电站进行阵列布置,合理分配和安装设备,对EPC光伏电站工程要使用的设备,如汇流箱、箱变、支架等分配情况制作成分配表,以分配表为依据,来合理地对设备进行下发,有利于设备的安装,便于承包公司进行质量验收。在EPC光伏电站工程的施工现场,合理规划设备安放的位置,使工程施工过程中能够比较方便的利用设备,避免在施工现场出现二次转运设备的现象,使EPC光伏电站工程的施工现场能够竟然有序的进行土建施工、机电设备安装等操作,防止出现交叉作业的情况,有效地控制EPC光伏电站工程的施工进度。
2.2EPC光伏电站工程的施工成本控制管理
光伏电站工程项目的成本要比常规电站项目的成本要高,所以EPC光伏电站工程对施工成本进行管理是非常必要的,对施工成本进行有效的管理,就要对工程项目的投资成本进行合理的控制。承包商需要建立专门的监理部门,对光伏电站工程的投资进行控制和管理。承包公司要采取一定的经济措施,在光伏电站工程施工的过程中,对各项付款账单进行重复审核后,才能对付款证书进行签字。对施工的投资资金进行跟踪,将实际施工所用的资金与计划投入资金进行对比,对产生的偏差进行分析,找出原因,并采取相应的措施进行调整,将光伏电站工程的投资成本控制在合理范围内。光伏电站工程的承包商对设备供应商的选择关系到工程的施工成本,承包商可以选择议标的方式来选择设备供应商,通过设备供应商之间的竞争,对其进行对比,选择价格合理、具有良好声誉的设备供应商,与其合作,并对合同进行严格的管理,合理的控制施工成本。
2.3EPC光伏电站工程的施工技术管理
对光伏电站工程的施工技术进行有效的管理有利于提高工程的建设质量,光伏电站工程的设计变更对工程的资金投入有较大的影响,需要对光伏电站工程的施工设计进行控制,在设计的过程中,对工程施工技术进行经济分析,根据光伏电站工程的实际情况制定施工技术方案,要保证施工技术水平,首先要确定光伏电站工程使用的设备材料质量符合规范要求,如电池组件,电池组件需要具备较大的功率和较高的转换率。根据光伏电站工程的实际情况选择合适的施工工艺,提高施工人员的施工技术水平,对电站电缆进行合理的布置,将损耗降到最低,使光伏电站系统的转换效率得到提高,从而促进施工技术的提高。
2.4EPC光伏电站工程的施工质量控制
光伏电站工程的施工质量对项目的使用效果有很大的影响,EPC承包商要根据光伏电站工程的实际管理情况,来规划工程的施工质量管理,施工质量管理的重点在于施工前对工程质量进行控制和施工的过程中对施工质量进行控制,防止施工后出现质量问题,影响光伏电站工程的使用效果。要实现有效的控制施工质量,承包商需要制定施工技术标准和施工质量验收标准,聘请专业的质量管理工作人员,对光伏电站工程建设过程中的各个环节进行严格的监督检测,保证各个施工环节的质量符合规范要求。光伏电站工程进行施工质量控制是一个系统的控制过程,即事前控制、事中控制、事后控制。
2.5EPC光伏电站工程的施工安全管理
EPC承包商在进行光伏电站工程建设的过程中,应该对施工安全问题进行重点管理,随着社会的进步,“以人为本”的观念逐渐深入人心,在光伏电站工程的施工过程中,不仅仅要重视施工质量,对施工安全同样要引起重视,光伏电站工程的施工安全影响到施工人员的生命财产安全,对光伏电站工程的质量也有很大的影响,所以EPC承包商在施工的过程中,需要制定施工安全管理制度,做好安全防护措施,对施工过程进行实时监督,及时发现安全问题,并采取相应的措施将安全隐患消除,保证光伏电站工程顺利施工。
3结语
关键词:场地设计;复杂地形;光伏电站;环境保护
作者简介:宋春艳(1979-),女,山东济南人,山东电力工程咨询院有限公司,工程师;高补伟(1983-),男,山西忻州人,山东电力工程咨询院有限公司,工程师。(山东 济南 250013)
中图分类号:F273 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)27-0238-03
一、场地设计的问题
场地设计(site design),是针对基地内建设项目的总平面设计,依据建设项目的使用功能要求和规划设计条件,在基地内外的现状条件和有关法规、规范的基础上,人为地组织与安排场地中各构成要素之间关系的活动。场地设计既能提高基地利用的科学性,又使场地中的各要素,尤其是建筑物与其他要素形成一个有机整体,保证建设项目能合理有序地进行、使用,发挥出经济效益和社会效益。同时,使建设项目与基地周围环境有机结合,产生良好的环境效益。[6]
目前国内的电力建设已进入市场化,适时地引入经济学理论是适应电力建设市场化的必然。将经济学的基础理论引入场地设计研究不仅是对场地设计概念优秀理论的继承,更是市场经济下的必然与创新发展。通过对近年来的光伏工程的案例进行分析,不难发现复杂地形的电站工程已逐渐成为整个国内市场的主角。现以山东电力工程咨询院设计的邹城20MWp光伏电站工程为例,阐述如何引入场地设计概念去推进项目的进行。
二、邹城工程案例分析
邹城20MWp薄膜太阳能光伏电站工程位于山东省邹城市境内。邹城市地处山东省南部,地理坐标为北纬35°11′~35°32′,东经116°24′~117°30′,是国家级历史文化名城,新兴能源工业基地。城市北接兖州、曲阜、泗水,西靠济宁、微山,南邻滕州、山亭,东连平邑。全境东西最长63km,南北最宽35km,总面积1613km2。邹城市辖3个街道、14个镇,总人口112万人。
1.建厂外部条件
(1)地理位置条件。郭里镇黄山区站址位于邹城市郭里镇黄山区,西距郭里镇驻地约1km。站西侧与站址南侧均有规划路可以接入邹城市区道路,交通条件较好。
(2)光照条件。邹城市无日射观测站,建议本阶段采用济南站检测数据。全年总辐射量按5122.55MJ/m2计,全年日照时数在2700小时左右,全年平均日照百分率在60%以上。适宜太阳能电站建设。本报告参照济南站的监测结果,与当地实际光照度有一定的误差,但从国家气象局的资料来看,该地区的光照度指标应高于济南地区,经济效益较好。
(3)场地条件。拟建站址地形起伏较大,北侧、东侧、南侧三面地势高,西侧及中间地势低洼,自然地面标高在61.5m~161.1m(1985年国家高程基准,下同),地貌类型为丘陵,地貌成因类型为斜坡地。目前为未利用土地。站址用地形状极不规则,场地东西长约150m~1400m,南北宽约260m~960m,场地用地面积约76.32hm2,因场地东侧部分丘陵约6.71hm2用地为已划定的公益林用地,除去公益林,工程实际用地面积约69.61hm2,基本能满足本工程电站站区的用地要求。
(4)电站接入条件。根据电站规模及在电网中所处的位置,拟通过1回35kV线路接接至110kV石墙站35kV侧或220kV北宿站35kV侧。
(5)区域水文条件分析。由于山地丘陵的坡度较大,汇流时间短,洪峰流量较大,坡地汇流洪水将对站址产生一定的影响,站址区域中的山脚平原处在超标准暴雨过后的洪水淹没深度约0.8m。
(6)生态环境现状。邹城市属水土流失易发区,全县低山丘陵约占全市总面积的70%,大小河流数目多,水土流失状况曾一度较为严重。为改变这一状况,邹城市依靠政策来科学综合治理水土流失,经过十几年坚持不懈的努力,取得了显著成效,治理后的小流域林草覆盖率大大提高,土壤流失率也有较大程度的降低。
要想解决建厂外部条件带来的问题,首先,要先了解光伏电站工程的自身特点,根据其自身的异样性分析问题,进而提出解决方案。
2.光伏电站的自身特点
光伏并网发电系统主要由光伏方阵、并网逆变器、测量通信系统及公共电网组成。光伏方阵将太阳能转化为电能(直流电),并传递到与之相连的逆变器上,逆变器将直流电(DC)转变成交流电(AC),输出电力与公共电网相连接,为当地提供电力。所以整个场地除中控室、配电室、材料库、办公室外,大部分为成组布置的光伏电池板组件。光伏组件是将太阳能直接转变为直流电能的部件,是光伏电源系统的核心部件,科技含量非常高,要求具有非常好的耐侯性,能在室外严酷的条件下长期稳定可靠地运行,同时具有高的转换效率。因此,光伏电站工程场地总体布局的核心是对光伏电池组件的布置场地进行选择。中控室、配电室、材料库、办公室等设施可以合建一座综合楼,一方面考虑电力出线方便,另一方面考虑靠近道路,方便交通。
光伏发电组件的布置方向朝南最为有利。对于固定式阵列的并网光伏发电系统,应选择光伏组件阵列最佳倾角,使倾斜面上的辐射总量达到最大,从而达到光伏电站年发电量最大的目标。
三、邹城工程场地设计研究(见图1)
1.建厂条件分析
(1)早在春秋战国时期,吴国的伍子胥就曾提出“相土尝水,象天法地”的思想,经过历代建设规划实践者的继承发展,到今天依旧在被使用。“相土尝水,象天法地”就是强调现场踏勘,包括地形、地质、水文气象及区域位置、交通等状况的调查。通过现场踏勘,结合现状地形图纸资料,可以从整体入手选择合适的用地,并对用地进行分析,通过工程措施来实现工程。从“手绘站址区域位置及地形条件图”可以看出:站址所示区域具有明显的交通优势,其西、南处可以接入城市道路,交通条件较好;站址所在区域有山洪流的威胁。北侧、东侧、南侧三面地势高,西侧及中间地势低洼,区域整体地势为向西逐渐降低。当遭遇超标准暴雨时,丘陵的坡面流洪水将沿地势流向厂址中间区域汇流后再向西流走,由于山地丘陵的坡度较大,汇流时间短,洪峰流量较大,坡地汇流洪水将对站址产生一定的影响。
(2)场地设计一定要尊重当地的环境整治的成果。这不仅仅是成本造价的问题,并且关系到千秋后代。如果场地规划处理不当,不仅是工程的败笔,更使当地这几十年的环境整治成果付之东流。借鉴微观经济学理论中的“边际”概念,运用场地设计手段,不仅仅可以照顾到场地土方、场地竖向设计需考虑的问题,更重要的是未破坏当地的生态环境建设,符合国家和当地的相关政策。边际效用与资金分配见图2。
2.场地设计
(1)提取山脊分水线,进行场地洪水分析。根据等高线曲率最大判别法将山脊线提取出来,由其控制场地平面,然后分出山地与平地,找出控制点,连接成线。某地域降水的多少与地形的地貌构成如何影响关系是很小的。另外,对于处理的场地都有场地边界线,不能把场地边界线想当然地认为是排水区域界线。计算汇水面积要跳出场地边界的限制,在必要的更大范围里计算出各种水力参数。
(2)绘制场地设计图(见图3)。利用场地原有地形中由于地面径流形成的天然汇水沟,适当地进行改造加固,可以做到顺应地形,不破坏地表形态,不破坏原地面径流,这也是防止水土流失、保护生态环境的一种设计手段,符合中国古代规划理论的“形胜”思想——与自然结合,改造自然但不破坏自然。
根据工程建设的特点及完工后运行情况,在工程建设期和自然恢复期是水土流失主要发生期。施工期间,伴随光伏组件基础开挖、施工道路开挖填筑等施工活动,将扰动原地表、破坏地表形态,导致地表和土层结构破坏,遇降雨或大风天气将产生水土流失;工程运行期间,地表开挖、回填、平整等扰动活动基本结束,水土流失程度将大幅度降低,但因扰动后的区域自然恢复能力降低,并具有明显的效益发挥滞后性,仍将会产生一定的水土流失。
因此,仍须采取以下防止水土流失的工程措施:
一是工程分期、分阶段进行,且作业场地面积控制在一定的范围内。因为作业场地扩大会造成更大面积的土壤表层的破坏,造成风沙侵蚀的增强。
二是沿山地与平地交界处规划站区内部道路,同时沿路边设排水沟,将场地雨水排至排洪沟内,防止山坡地径流对场地的冲刷破坏。
三是采取路基路面排水及路面混凝土硬化等工程措施,防止路基路面受雨水、地表径流冲刷而失稳。
3.站区总平面规划
根据光伏电站的布置特点,本工程根据场地原自然地形坡度进行微调整,根据计算选择的光伏组件阵列最佳倾角,将太阳能电池板沿地面坡度分为20个单元组进行布置,1MWp一个单元,因站址用地形状不规则,所以每个单元用地不尽相同。每个单元行列间距由设计的最终场地坡度而定,基本上是利用原有自然地形坡度,尽最大可能不动土方。逆变器及变压器一个单元配置一组,尽可能布置在阵列的中间,以减少电缆的敷设长度。交、直流配电装置均选用户外型产品,站址出线通过35kV 电缆直埋至户外,通过架空线路连接至站址西南侧的110kV石墙站。站址西侧、南侧约1km处为太黄路,方便站址与外部的交通联系。中控制室、材料库等联合布置的综合楼布置在站址的中部,靠近站内南侧环丘陵的5m宽主路,方便站内的电缆连接,减少电力损耗。
在市场经济体制下,电力工程的设计势必要运用经济学理论以保证工程的可行性。
(1)效用最大化。首先,最大限度保护当地生态环境;其次,采用投资最省的场地设计方案;最后,方便施工,保证工期。
(2)利润最大化。在给定的土地内,保证业主要求的太阳辐射总量,即保证发电规划总量的要求。
四、结语
邹城项目通过合理的场地设计延续了“形胜”思想,既考虑到了工程的安全性,又为工程的可行性提供了可能。目前电力建设的市场化道路上环境保护问题普遍存在,为此应探索如何通过设计手段将项目推进中存在的问题化解,使项目可行。
参考文献:
[1]沈辉,曾祖勤.太阳能光伏发电技术[M].北京:化学工业出版社,
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[2][德]克劳特.21世纪可持续能源丛书[M].北京:机械工业出版社,2008.
[3]张玉珩.火力发电厂厂址选择与总布置[M].北京:水利电力出版社,1981.
[4]李德华.城市规划原理[M].第三版.北京:中国建筑工业出版社,2001.
[5]刘磊.场地设计[M].北京:中国建材工业出版社,2002.
[6]赵晓光.民用建筑场地设计[M].北京:中国建筑工业出版社,
2004.
摘要:本文从环境影响评价的角度分析了光伏电站在施工期和运营期对环境产生的影响。
关键词:光伏发电;环境影响;光污染
前言
太阳能是清洁的、可再生的能源。利用光伏电池将光能直接转化为电能的光伏发电,具有不需要燃料、环境友好、无转动部件、维护简单、由模块组成、功率可大可小等突出优点。因此太阳能光伏发电作为重要的可再生能源形式,在发电产业快速发展。我国《可再生能源中长期发展规划》中提出到2020年光伏发电将达到180万千瓦的装机目标,并在产业结构调整指导目录(2011年本)中将太阳能光伏发电系统集成技术开发应用划分为鼓励类。随着国家产业政策的支持,中国光伏产业在国家大型工程、推广计划和国际合作项目的推动下,以前所未有的速度迅猛发展。光伏发电装机容量在可再生能源领域内仅次于水电和风力发电,对优化能源结构起到了非常重要的作用。光伏发电的环境效益有目共睹,它不会污染空气和水源,不会排放有毒或有害物质,对公众安全没有威胁,然而光伏发电对局部生态环境的影响及对景观的污染也日益受到人们的重视。本文从环境影响评价的角度分析了施工期和运营期光伏发电项目对环境的影响,为从事和管理光伏发电项目的部门提供决策依据,使光伏发电项目对环境的影响减到最小。
1.施工期的环境影响分析
光伏发电项目施工期主要是土建施工、支架安装和电器设备组装调试、电缆埋设等,主要对环境的影响包括:对大气环境、水环境、噪声、固体废物、生态环境的影响。平整场地、挖填土方,使施工场地的地表和植被遭到破坏,表层土壤,遇风可产生扬尘。土方的临时堆放会对生活区产生影响。堆放易产尘的建筑材料,如无围档,随意堆放,会产生二次扬尘。建筑材料的运输,如不采取有效的遮盖措施,会产生扬尘。在建、构筑物施工期间搅拌机搅拌混凝土和砂浆时也会造成水泥粉尘散发。施工垃圾的清理会产生扬尘。总之,施工活动将造成局部地区环境空气中的颗粒物浓度增高,尤其是在久旱无雨的季节,当风力较大时,施工现场表层的浮土可能扬起,经类比调查,其影响范围可超过施工现场边缘以外50m远。在施工前做好施工规划,尽量减小施工面,施工中对集中起尘区采取洒水抑尘,可有效减小扬尘对环境的影响。施工期废水和生活污水来自施工用水和施工人员生活用水的排水。施工用水主要为混凝土拌和和养护、场地的降尘喷洒等。采取合理安排和严格管理用水,基本没有废水产生。施工生活区会有施工人员生活污水产生,由于人员相对较少,污水量也较少,可集中后经沉淀等初步处理洒于草地。施工期噪声主要源自施工机械和运输车辆。主要产生噪声的施工机械有起重机、挖掘机、推土机、搅拌机、装载机、压实机、振捣棒和振捣器、砂轮锯、空气压缩机等。这些噪声源的噪声级分别在79dB(A)~95dB(A)之间。根据噪声预测结果施工边界噪声达标衰减距离最大为100m,考虑到施工对周边环境的噪声影响,施工应合理安排作业时间,对施工机械设备做好检修维护,尽量减轻其噪声影响。施工过程中将进行场地平整、基坑开挖与回填、道路修筑及排水沟构筑等土石方的填挖,如果能合理利用土石方量,做到挖填量平衡,则不产生固体废弃物。光伏电站建设内容主要包括进站道路、施工检修道路、光伏阵列系统基础及安装、配电装置和生活区、电缆敷设等工程,这些工程的实施均要占压地表、破坏地表植被。另一方面,施工机械和人员的活动也会对站内和附近地表土壤及植被造成扰动破坏,引起土壤侵蚀及水土流失。光伏电站水土流失重点时段为施工期,重点区域为光伏阵列和检修道路区。因此电站建设中,应按已制定的施工方案明确施工范围,避免对周边土地和植被的扰动。
2.运营期的环境影响分析
太阳能光伏发电是利用自然太阳能转变为电能,在生产过程中不直接消耗矿物燃料,不产生大气污染物、水污染物和固体废物,因此运行期间对环境的影响主要表现为以下几个方面。运营期光伏方阵噪声主要是箱变和配电装置运行时产生的电磁噪声,一般光伏电站变压器容量小、电压低,运行中产生的噪声源强不大于60dB(A),同时变压器布置在变压器室,方阵四周有围墙,噪声源在变压器室内传播和围墙的阻隔衰减10~15dB(A),则在建筑外的衰减效果可达45~50dB(A),不会对周围环境产生影响。逆变器是由电子元器件组成,其运行中的噪声很小,不会对周围环境产生影响。运营期固体废物对环境的影响主要包括废旧器件、废油和废旧蓄电池。光伏电池板故障率约为万分之一,逆变器整机的设计寿命为25年,内部元件主要是电容等一般使用寿命为15年,在逆变器整机设计寿命内需更换一次。电气元件及变压器的设计寿命均大于25年,不存在更换情况。更换下的电容等与故障后更换下的光伏组件可返厂维修再利用处理,不产生固废。废油主要来源于主变压器,事故情况下可能会造成废油泄漏,但主变一般设有事故油池,能够满足防渗要求,防止废油渗漏产生污染。光伏电站使用的蓄电池,其正常寿命在10~15年间,产生的废旧蓄电池交给有资质的单位回收处理,不会对环境产生影响。多晶硅电池组件上表面为玻璃结构,因此会产生光污染。一般采用透光率极高的自洁防眩光涂层,透光率达95%以上,光伏阵列的反射光极少,对阳光的反射以散射为主,无眩光。合理的布置面板位置和放置角度,可以改变太阳光反射高度,不会对附近高速公路和居民住宅等产生光污染。生态影响主要表现在改变土地的利用性质,使原荒草地变成工业用地。光伏电站建成后在站内道路边、墙根和其他不影响电站运行前提下能植草的地方种植草,恢复植被,可减轻电站对生态环境的影响。电站经生态恢复投入运行后,可作为当地一个别致的景点。光伏发电项目在保证安全正常发电的前提下,可作为所在区域一个很好的高科技生态环保主题的旅游景点资源,将有助于当地旅游业的进一步发展。
3.结论
光伏发电是清洁能源开发利用项目,符合国家能源产业发展政策,符合环境保护要求,符合清洁生产原则。该工程建设对当地环境的影响较小,除工程占地造成土地利用状况不可逆改变外,其他影响经采取相应的污染治理和生态恢复措施后,不会影响区域生物多样性和区域生态环境。若在光伏发电项目的规划、选址设计阶段充分考虑了光伏发电工程可能对环境产生的各种不利影响,并采取必要的措施,就可将其降至可接受的程度。
光伏发电的环境效益有目共睹,它不会污染空气和水源,不会排放有毒或有害物质,对公众安全没有威胁,然而光伏发电对局部生态环境的影响及对景观的污染也日益受到人们的重视。本文从环境影响评价的角度分析了施工期和运营期光伏发电项目对环境的影响,为从事和管理光伏发电项目的部门提供决策依据,使光伏发电项目对环境的影响减到最小。
1.施工期的环境影响分析
光伏发电项目施工期主要是土建施工、支架安装和电器设备组装调试、电缆埋设等,主要对环境的影响包括:对大气环境、水环境、噪声、固体废物、生态环境的影响。
平整场地、挖填土方,使施工场地的地表和植被遭到破坏,表层土壤,遇风可产生扬尘。土方的临时堆放会对生活区产生影响。堆放易产尘的建筑材料,如无围档,随意堆放,会产生二次扬尘。建筑材料的运输,如不采取有效的遮盖措施,会产生扬尘。在建、构筑物施工期间搅拌机搅拌混凝土和砂浆时也会造成水泥粉尘散发。施工垃圾的清理会产生扬尘。总之,施工活动将造成局部地区环境空气中的颗粒物浓度增高,尤其是在久旱无雨的季节,当风力较大时,施工现场表层的浮土可能扬起,经类比调查,其影响范围可超过施工现场边缘以外50m远。在施工前做好施工规划,尽量减小施工面,施工中对集中起尘区采取洒水抑尘,可有效减小扬尘对环境的影响。
施工期废水和生活污水来自施工用水和施工人员生活用水的排水。施工用水主要为混凝土拌和和养护、场地的降尘喷洒等。采取合理安排和严格管理用水,基本没有废水产生。施工生活区会有施工人员生活污水产生,由于人员相对较少,污水量也较少,可集中后经沉淀等初步处理洒于草地。
施工期噪声主要源自施工机械和运输车辆。主要产生噪声的施工机械有起重机、挖掘机、推土机、搅拌机、装载机、压实机、振捣棒和振捣器、砂轮锯、空气压缩机等。这些噪声源的噪声级分别在79dB(A)~95dB(A)之间。根据噪声预测结果施工边界噪声达标衰减距离最大为100m,考虑到施工对周边环境的噪声影响,施工应合理安排作业时间,对施工机械设备做好检修维护,尽量减轻其噪声影响。
施工过程中将进行场地平整、基坑开挖与回填、道路修筑及排水沟构筑等土石方的填挖,如果能合理利用土石方量,做到挖填量平衡,则不产生固体废弃物。
光伏电站建设内容主要包括进站道路、施工检修道路、光伏阵列系统基础及安装、配电装置和生活区、电缆敷设等工程,这些工程的实施均要占压地表、破坏地表植被。另一方面,施工机械和人员的活动也会对站内和附近地表土壤及植被造成扰动破坏,引起土壤侵蚀及水土流失。光伏电站水土流失重点时段为施工期,重点区域为光伏阵列和检修道路区。因此电站建设中,应按已制定的施工方案明确施工范围,避免对周边土地和植被的扰动。
2.运营期的环境影响分析
太阳能光伏发电是利用自然太阳能转变为电能,在生产过程中不直接消耗矿物燃料,不产生大气污染物、水污染物和固体废物,因此运行期间对环境的影响主要表现为以下几个方面。
运营期光伏方阵噪声主要是箱变和配电装置运行时产生的电磁噪声,一般光伏电站变压器容量小、电压低,运行中产生的噪声源强不大于60dB(A),同时变压器布置在变压器室,方阵四周有围墙,噪声源在变压器室内传播和围墙的阻隔衰减10~15dB(A),则在建筑外的衰减效果可达45~50dB(A),不会对周围环境产生影响。逆变器是由电子元器件组成,其运行中的噪声很小,不会对周围环境产生影响。
运营期固体废物对环境的影响主要包括废旧器件、废油和废旧蓄电池。光伏电池板故障率约为万分之一,逆变器整机的设计寿命为25年,内部元件主要是电容等一般使用寿命为15年,在逆变器整机设计寿命内需更换一次。电气元件及变压器的设计寿命均大于25年,不存在更换情况。更换下的电容等与故障后更换下的光伏组件可返厂维修再利用处理,不产生固废。废油主要来源于主变压器,事故情况下可能会造成废油泄漏,但主变一般设有事故油池,能够满足防渗要求,防止废油渗漏产生污染。光伏电站使用的蓄电池,其正常寿命在10~15年间[2],产生的废旧蓄电池交给有资质的单位回收处理,不会对环境产生影响。
多晶硅电池组件上表面为玻璃结构,因此会产生光污染。一般采用透光率极高的自洁防眩光涂层,透光率达95%以上,光伏阵列的反射光极少,对阳光的反射以散射为主,无眩光。合理的布置面板位置和放置角度,可以改变太阳光反射高度,不会对附近高速公路和居民住宅等产生光污染。
生态影响主要表现在改变土地的利用性质,使原荒草地变成工业用地。光伏电站建成后在站内道路边、墙根和其他不影响电站运行前提下能植草的地方种植草,恢复植被,可减轻电站对生态环境的影响。
电站经生态恢复投入运行后,可作为当地一个别致的景点。光伏发电项目在保证安全正常发电的前提下,可作为所在区域一个很好的高科技生态环保主题的旅游景点资源,将有助于当地旅游业的进一步发展。
关键词:光伏发电站;经济;政策
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.068
伴随人类对能源的渴望,随而对地球和人类生存环境的日趋恶化,着力发展可重复利用能源,与提升可重复利用能源在能源供应中的占比,已经成为了国家可持续发展能源战略的重要任务,并可以为国家电网的低碳、经济、高效运行做出巨大贡献。
1 大型电站的经济分析
当前,我国大中型地面光伏上网电价根据日照资源分为三类电价区域,实行全电量补贴政策,国家补贴标准为0.42元/度。根据当前全国各地区电价标准和日照资源分布的条件,以20MW光伏电站为例,对各地区进行效益分析。光伏电站一般采用主流可靠技术,选用多晶硅太阳能组件固定式安装,系统效率基本为80%左右,运行期按照20年估算,发电量按照每年衰减8%来计算。参照某太阳能发电公司财务评价指标,可以对各地区太阳能项目资本金内部收益率进行初步测算。
基于以上获得的数据,光伏发电站按照单位每千瓦造价在8000、8500、9000、9500、10000及11000元时分类进行测算第一年的满发利用小时数为1400小时~1840小时之间的资本内部收益率。
由上课可得出结论,每千瓦造价是8000元的情况下,I类资源区、E类资源区都可进行光伏发电站的开发建设,E类资源区在第一年利用小时数大于1200小时的地域也可以开发。每千瓦的造价为8500元左右时,I类资源区、E类资源区第一年利用小时数大于1330的地域可以进行开发光伏发电站,E类资源区在第一年利用小时数大于1260小时的地域也可以进行开发。每千瓦造价为9000元的时候,I类资源区的首年利用小时数大于1470、H类资源区的首年利用小时大于1400的地域可以进行光伏发电站的投资项目,在第一年利用小时数大于1320的地域也可以开发。
从以上的数据可以明确看出,日照资源条件越差的地域,电站设备造价对内部收益率的影响很大。因此,在日照资源一般的地域应努力降低建设成本和造价,以尽可能的提高电站经济效益。
2 分布式光伏电站经济分析
根据国家能源部门2015年备案的计划,分布式光伏电站主要集中在了山东、江苏、浙江等沿海发达地区,此类地区日照资源效率一般,属于E类日照资源区,但是工业电价较高,考虑国家补贴后,光伏发电站网售电价一般为1.1~1.2元/度,电站工程造价一般为7500~8500元/度,根据此价格测算出不同光照条件下的收益率。
在综合电价为1.1元/度的地域,每单位kW造价为7500元时,第一年利用小时数大于1030时,则项目可实施;单位kW造价为8000元时,第一年利用小时数大于1090时,则项目可实施;单位kW造价为8500元时,第一年利用小时数大于1140时,则项目可实施。
在综合电价为1.2元/度的地域,每单位kW造价为7500元时,第一年利用小时数大于950时,新建项目几乎在所有地域均可行;单位kW造价为8000元时,第一年利用小时数高于1000时,项目亦可行,在山东、浙江、江苏和福建等省均可施行;每单位kW造价为8500元时,第一年利用小时数高于1050时,项目均可施行。
由上面的分析可知,综合电价为1.2元/度时,分布式光伏发电项目经济效益尚可,在山东、江苏、河北、浙江等省有地方补贴的地域,项目经济效益更显著。
3 光伏发电项目的现状
目前的国内政策利好屋顶太阳能发电项目,根据国家能源部门官网消息,截止至2015年下半年,我国光伏电站的总装机容量4328万千万,跃升为世界光伏发电装机总容量第一位,光伏发电站3722万千瓦,分布式发电装置606万千瓦,总一年发电量约393亿千瓦时。
目前来看,我国的光伏发电体现的事全国各地共同提高的格局。东部沿海地区有6个省的总装机容量超过100万千瓦,但是随着国家不断推进太阳能项目发展的前提下,这一局面很快将会被改写,国内制定政策更加鼓励分布式光伏发电装置的发展,国内的屋顶光伏将会大跨步向前推进。
目前我国屋顶发电站的存在的一些优势,其中之一就是我国的光伏相关产业链比较完整,所有元器件和硅板都可自给自足,若光伏元器件及逆变单元的制造成本逐年下降,光伏发电系统的安装成本还会下调的更低。
4 分布式屋顶电站分析
分布式屋顶光伏发电站的建设成本组成大体可以分成如下几个部分:光伏元器件、逆变单元和输配电网、电站的基础设施建设及安装等几个部分。对于分布式屋顶发电站来说,由于屋顶部分可以直接固定光伏硅板组件,这样一来基础设施和支架的支出费用就可以大幅降低到平均每瓦1元左右,土地的使用成本基本上也可以忽略为零。但是,相对于集中式太阳能电站来说,由于分布式屋顶电站通常规模不大,因而逆变部分且并网发电的度成本则有大幅提高,相对大电站来说逆变部分费效比偏高。
关键词:光伏发电;产业园;用水量
中图分类号:TB857文献标识码: A
1.园区基本概况
嘉西光伏发电产业园位于嘉峪关关城以南、西沟矿公路两侧,地处戈壁荒滩,园区内地势平坦,太阳能资源丰富。园区规划总占地面面积约140平方公里,其中适合建设的用地约110平方公里。“十二五”时期,园区规划建设总装机容量约为5000兆瓦光伏电站。因园区尚无市政供水设施,亟待解决园区内生活用水、公共建筑用水、工业企业用水、绿地用水、消防用水等供水问题,要配套建设园区供水管网,首先需要对嘉西光伏发电产业园用水量进行估算。
1.1地理位置
嘉西光伏发电产业园位于嘉峪关市西南部,东邻北大河,西抵玉门东镇,北接兰新铁路,南靠肃南固裕族自治县和镜铁山。光伏发电产业园地处北纬39.62°至39.84°,东经97.98°至98.12°之间。总用地面积约为140平方公里。
1.2.自然条件
1.2.1气象条件
嘉西光伏发电产业园属温带大陆性荒漠气候,其特别点是:日照长而强烈,降水少而蒸发快,温差大而多大风。嘉西光伏发电产业园属长日照区,全年日照总时数约3000小时,日照率为69%,各年相差不大。每年5、6、7三个月日照时间最长,12月份日照时间最短。光伏产业园年平均气温在6.7―7.7℃之间,极端最高气温38.7℃,极端最低气温-31.6℃。昼夜气温变化较大,日温差10―15℃。地温与气候变化基本一致,1月份最低,7月份最高,光伏产业园地面(0厘米)温度年平均值9.5℃。光伏产业园历年平均冻土深度108厘米,最大冻土深度132厘米,最小冻土深度83厘米。
嘉西光伏发电产业园自然降水量年平均85.3毫米,降水量随地势升高而增加,年最大降水量165.7毫米,年最小降水量36毫米。光伏产业园水分蒸发速度快,年蒸发量大大超过降水量。累计平均年蒸发量2114.3毫米,以平均值计算,蒸发量是降水是的27.3倍。光伏产业园累年年平均相对湿度在46%。光伏产业园夏秋多东南风,冬春多西北风,历年年平均风速2.4米/秒,平常风力多为3―4级。
1.2.2地形地貌
嘉西光伏发电产业园由北大河洪积塑造的洪积、冲积扇地区,近似三角形,西南高,东北低。扇面向东北方展开,由西南向东北倾斜,海拔1780―1990米。光伏产业园地表植被稀疏,大部分地区细土被风吹走,砾石,形成土壤为灰棕漠土。
1.2.3水文地质
地表水:光伏产业园东侧北大河年平均径流量为4.87亿立方米。
地下水:光伏产业园地下水资源丰富,地下水埋深在100―200米之间。光伏产业园北侧、东侧预留两块水源地。
地质:光伏产业园砾石层厚度在300米以上。自地面起往下至100米处的砾石层多为砂质,天然地基承压强度R为6kg/cm²。卵石砂砾层主要由石英岩及其他变质岩组成,此外为粘性土,含少量漂石,部分被钙质胶结,呈薄层状出现。地下距地表3m一层内,砂砾堆积较松散,且多为交错层理,又常常是砾石层与砂层相间。3米以下,砾石堆积密致,且多被钙质胶结。光伏产业园地震基本烈度为7度。
1.2.4土壤植被
土壤:光伏产业园大部分土壤为灰棕漠土,植被稀疏,风蚀强烈,地下水在30米以下。土壤水分无休止的蒸发,土表,细土物质甚缺。
植被:光伏产业园主要植被类型为戈壁荒漠植被,其广泛分布在戈壁平原,植被群落主要由旱生的灌木和半灌木组成。
1.3土地自然条件
光伏产业园土地总面积约140平方公里,其中戈壁滩约58平方公里,林地约82平方公里。
2.光伏发电原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
2.1光伏效应
如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。
2.2发电原理
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电是利用光伏效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光―电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。
2.3系统组成
光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。其太阳能电池方阵的作用是:在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池,分为单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
3.园区用水量浅析
3.1园区用水量组成
设计供水量一般由下列各项组成: 综合生活用水 ( 包括居民生活用水和公共建筑用水 ) 、 工业企业用水、 浇洒道路和绿地用水、 管网漏损水量、未预见用水、消防用水等。嘉西光伏发电产业园的用水量主要是工业企业用水,即光伏企业生产过程和职工生活所需用的水。光伏发电产业是近年来兴起的新能源项目,现行的设计规范和设计手册中均没有可以依据的具体的用水量标准参考。
3.2光伏企业冲洗用水
光伏发电建设项目,在项目建设施工期用水主要为混凝土拌料用水;项目建成后用水主要是光伏发电太阳能电池组件冲洗用水。光伏企业为保证发电效率,需定期对太阳能电池组件表面进行清洗,防止因积尘太厚而影响太阳能转换效率,一般视当地实际情况而定,基本清洗每月一次,一年约12次;如遇浮尘、扬沙、沙尘暴天气,可适当增加清洗频率。光伏发电产业项目,按其光伏发电装机规模大小不同,其光伏发电太阳能电池组件多少也不同;不同的光伏发电产业项目,采用的光伏发电太阳能电池板的规格、尺寸、电池数量、排列方式不尽相同。例如某光伏发电项目,装机规模100MWp,该项目按每20MWp光伏电站采用1000kWp光伏发电系统为1个模块设计,共20个模块;其每个1000kwp光伏系统模块安装230Wp多晶硅太阳能电池板,230Wp多晶硅太阳能电池板的尺寸为长x宽x=1640x988x3.2mm,采用地面固定式阵列安装;20MWp光伏电站共计安装230Wp多晶硅太阳能电池板87200块,电池板总面积约为141292m²。嘉西光伏产业园区处于戈壁荒滩,电池组件的污物主要是沙尘,采用清水冲洗即可,太阳能电池组件清洗用水定额采用1L/m²・次~3L/m²・次为宜;为了不影响发电,清洗工作主要应在早晨和傍晚,清洗废水均可自然蒸发消耗,一般不产生有组织排水;清洗废水的主要污物为沙尘,无其他污染物。
3.3已建成光伏企业用水
3.3.1光伏企业概况
中利腾辉嘉峪关100兆瓦并网光伏发电项目,总装机容量100兆瓦,工程总用地面积2.5 km2,工程总建筑面积1987.97,包括办公综合楼、中控楼、水泵房、门房,其中办公综合楼为地上三层,其余均为地上一层。因园区尚无市政供水设施,企业自打一口深水机井,建有消防水池,满足企业用水需要。该光伏发电项目的自动化程度较高,企业定员10人,其中生产人员5人、班长1人、安全员1人、值班员1人、管理人员2人;值班人员负责光伏电站的设备巡视、设备定期检查、日常维护,安全人员负责光伏电站的安全和技术管理等工作;管理人员负责光伏电站的生产经营和日常管理工作。
3.3.2光伏企业用水量
中利腾辉嘉峪关光伏发电项目,总装机容量100兆瓦,依据其采用的光伏发电太阳能电池板的规格、尺寸、电池数量、排列方式等,该100MWp光伏电站太阳能电池组件总面积约为626745m²;太阳能电池组件成排布置阵列安装,太阳能电池板冲洗面积过大,冲洗用水量多,人工冲洗劳动力成本高;企业购置 2辆清洗车,清洗车储水罐容量5m³,可按日逐块对太阳能电池板进行冲洗。光伏电站的冲洗工作一般按每月按25个工作日计算,每日冲洗面积约为25000 m²,太阳能电池组件清洗用水定额取 2L/m²・次,清洗工作按早晨和傍晚各4.0h计,日冲洗用水量约为 50m3/d,小时冲洗用水量6.25m3/h;光伏电站的职工生活用水定额按150L/d・P,最高日用水量1.5m³/d;光伏电站的办公区及生活区的绿地及道路面积约500 m²,用水定额按5L/ m²,最高日用水量2.5m³/d。消防用水量按现行的相关国家标准, 不计入日常用水量。详见下表。
100兆瓦光伏发电项目日常用水量表
中利腾辉嘉峪关100兆瓦并网光伏发电项目,最高日用水量约60m3/d,最大时用水量约8m3/h。从以上光伏企业用水量各项组成分析得出,光伏发电产业项目用水量中,光伏太阳能电池板清洗用水量所占比重非常大,约占总用水量的84.18%,其余职工生活、浇洒道路和绿地用水等项用水量所占份额较小。
3.4园区用水量估算
综上,现以嘉西光伏发电产业园区内已建成的中利腾辉嘉峪关100兆瓦并网光伏发电项目用水量为依据,估算嘉西光伏产业园区用水量。依据目前已建成光伏企业的相关数据,可以得出结论:一般装机容量100MWp光伏发电项目,总用地面积约2.5 km2,最高日用水量约60m3/d,最大时用水量约8m3/h;以单位面积计的比流量qs=24 m3/d・km2,以装机容量计的比流量qv=0.6m3/d・MW。嘉西光伏产业园区总用地面积约140k,其中适合建设的用地约110 k,计划光伏发电项目总装机容量5000兆瓦;若按单位面积计的比流量qs=24 m3/d・km2,可以推算出嘉西光伏产业园区最高日用水量约2640m3/d;若按装机容量计的比流量qv=0.6m3/d・MW,可以推算出嘉西光伏产业园区最高日用水量约3000m3/d。两者比较,取最大值。
4.结论及建议
关键词:光伏发电站;总平面
Abstract: Through the investigation of several Ningxia area have been built to run the photovoltaic power station, analyzes photovoltaic power station general layout aspects, comparing several power plants with different contact, summed up the PV power station general layout, road layout, vertical design, underground facilities design related data, as the " PV power station design guide " provides data support.
Key words: PV power station; general layout
中图分类号:TN948.11文献标识码:A文章编号:
1 考察电站地区环境概述
宁夏太阳能资源丰富,是我国太阳辐射的高能区之一,其地势海拔高、阴雨天气少、日照时间长、辐射强度高、大气透明度好,日照时数多达2835h,年日照百分率达64%,年太阳能辐射总量为4936~6119 MJ/m2.a,全区平均太阳辐射量为5781MJ/m2.a,对于太阳能利用十分有利。地区多年平均气温8.8℃,多年平均降水量175.9mm,平均风速2.0m/s,常年主导风向为南风,最大积雪深度8cm,最大冻土深度89cm,多年平均雷暴日16.9d。
2 红寺堡光伏发电站调研情况及结论
2.1 电站概述
红寺堡光伏发电站位于宁夏吴忠红寺堡开发区,该区域地处宁夏中部干旱带核心区,地势南高北低,平均海拔1240~1450m,属中温带干旱气候区,大陆性气候十分明显,年平均气温为8.4℃,平均无霜期为155d,年日照时数达3036.4h,日照时间长,光热资源丰富,日温差大,平均14℃,年降水量甚低,平均为203mm,平均年蒸发量高达2050mm,为年平均降水量的10倍,干燥度在3.5左右。
电站采用500kW逆变器,其中固定式电池组件28MWp,单、双轴跟踪式电池组件为22MWp,总占地面积约300公顷。
2.2 场地周边情况介绍
2.3 平面布置
电站以MWp为基本单元单位。固定式阵列单元电池板前后排基础中心线间距为8.0m,跟踪式电池板南北向基础中心线间距为16.0m,东西向间距为15.0~18.0m。阵列间综合楼及就地升压变压器等建、构筑物布置采用正南正北方向,除考虑设备运输、安装、消防等必要通道要求外,仅考虑其对北侧电池板的遮挡,间距随建、构筑物高度不同而定。
附图1 红寺堡电站
2.4 道路地坪布置
电站进站道路采用9.0m宽混凝土路面,站内路网呈“十”字形布置,减少环路,围栅外缘仅留有消防通道,仅在站前区,既综合配电室、人员休息室区域及就地升压变压器室周围采用混凝土硬化地坪,其他区域均采用4.0m宽砂石路面。
2.5 竖向设计
该电站容量高、占地面积大,场地自然坡度变化不大,在整平时,固定式电池板区域采用平坡式竖向布置方式,跟踪式电池板区域仅在基础覆盖范围内局部平整,大范围内保持了原始地貌,未作大面积场平设计,节省了大量土方量。场地采用自然地面结合路面排水的方式,散排至附近冲沟。
附图3 场地整平
2.6 地下设施设计
电站地下设施布置均采用地埋方式,管线基本沿道路两侧布置,电缆沟单独敷设,地下管线主要有供水管、直埋电缆,综合楼及就地升压变压器室附近敷设电缆沟。
附图4 电缆沟
3 太阳山电站调研情况及结论
3.1 电站概述
太阳山光伏发电站位于宁夏吴忠市的太阳山开发区,属红寺堡区管辖,气象等基本条件同红寺堡区。
3.2 道路地坪布置
进站道路采用7.0m宽混凝土路面,站内仅在站前区及就地升压变压器室周围采用混凝土硬化地坪,其他区域采用3.5~4.0m宽砂石路面。
附图5 太阳山电站
3.3 竖向设计
该电站场地自然坡度变化不大,电池板布置沿自然地貌灵活调整,保证单个阵列单元电池板顶标高高差控制在1.0m以内,相邻两个电池板基本串间高差控制在0.2cm以内,单个电池板基本串采用一个统一的标高值,基本保持了原始地貌,节省了大量土方量。综合楼与室外地坪高差为0.3m,就地升压变压器室与室外地坪高差为0.15m,散水坡度均向外。场地采用自然地面结合路面排水的方式,未设地下雨水管网系统。
附图6 场地整平
3.4 地下设施设计
电站地下设施布置均采用地埋方式,管线基本沿道路两侧布置,电缆沟单独敷设,地下管线主要有供水管、直埋电缆,综合楼及就地升压变压器室附近敷设电缆沟。
附图7 电缆沟
4 平罗光伏发电站调研情况及结论
4.1 电站概述
平罗光伏发电站位于平罗县太沙工业园区内,电站全部采用固定式安装,总占地面积27.09公顷。
电站所处的平罗县地处宁夏平原北部,总面积2649km2,县域内地势西南高东北低,四季分明,日照充足,干旱少雨,蒸发强烈,昼夜温差大,年平均日照时数为3067.2h,年平均气温8.0℃~8.3℃,无霜期在153~170d之间,属温带干旱大陆性气候。
4.2 平面布置
电站场地中部有三个220kV高压铁塔穿过,设计预留30m宽高压线路走廊,将站区分为东、西两个部分,电站中部设一“人工湖”,作为永临结合的雨水调节池,且景观效果良好。电站共10个1MWp的固定式阵列单元,电池板前后排基础中心线间距为8.2m。阵列间就地升压变压器与北侧电池板间净距14m,综合楼与北侧电池板间净距25m,均采用正南正北布置。
附图8 平罗电站中部铁塔走廊及在建人工湖
4.3 道路地坪布置
进站道路采用7.0m宽混凝土路面,站内路网呈“环形+放射”布置,主干路宽4.0m沿10个就地升压变压器室呈基本环状布置,方便后期管理巡视,再以此环向阵列放射部分3.0m宽支路,干路采用混凝土及铺砌方砖两种形式,支路采用砂石、级配卵石路面。站前区广场采用混凝土及装饰性方砖铺砌。阵列单元间道路转弯半径为6.0m,阵列间为4.0m,进站道路采用7.0m。
附图9 道路及铺砌地坪
4.4 竖向设计
电站容量较小,占地面积小,场地地势开阔,地形平坦,总体趋势为西高东低,竖向设计采用平坡式布置,由北向南坡度为3‰,东西方向坡度为0,填挖方总量约8.0x104m³。综合楼与室外地坪高差为0.45m,就地升压变压器室与室外地坪高差为0.3m,散水坡度均向外。场地采用自然地面结合路面排水的方式,未设地下雨水管网系统。
4.5 地下设施设计
电站地下设施布置均采用地埋方式,管线沿道路两侧布置,电缆沟单独敷设。主要有供水管及电缆沟,综合楼附近还敷设了生活污水管。
5 结论
5.1平面布置
考察的三电站电池板前后排间距以及建、构筑物对电池板的遮挡间距计算方式与我院目前计算方法相同,既就是:
D=Lcosβ+Lsinβ
其中:L:方阵倾斜面长度;
D:两排方阵之间距离
β:方阵倾角;
:当地纬度。
图6.1 方阵间距示意图
注:图中аs指太阳高度角。
综合楼及就地升压变压器室对北侧电池板的遮挡距离按最佳倾角90°计算即可。故计算公式简化为:
D′=L•
其中:L:建筑综合楼及就地升压变压器室的南北面外墙最高点高度值。
5.2 道路地坪布置
三电站道路地坪的布置均以方便、实用、节省为前提,道路平面布置简洁,路面形式仅在主要建、构筑物周边采用混凝土、铺砌方砖等造价较高的形式,阵列间在满足消防安全、后期运行、巡视、维护要求的前提下尽量采用造价低廉的砂石、泥结碎石等路面形式。
分析电站实际情况,结合以往工作经验就相关规范、规程总结如下:
1)电站主要道路地坪的布置区域及形式
进站道路应与通向城镇的现有公路相连接,其连接宜短捷且方便行车,还宜避免与铁路线交叉。站区内建、构筑物间,应根据生产、生活和消防的需要设置行车道路、消防车通道和人行道。就地升压变压器室周围应留有满足设备运输、安装、检修和消防安全的检修地坪。
2)道路宽度、转弯半径及结构形式
进站道路的宽度宜采用6.0~7.0m,路面结构形式宜与相连接的城镇现有公路形式一致,光伏阵列单元之间次干路可采用3.5m~4m的混凝土或砂石路面道路,光伏阵列间检修辅道可采用2.0~2.5m宽碎石路面道路或砂夹石路面,通向建筑物出入口处的人行引道可采用装饰性方砖,其宽度宜与门宽相适应。
主干道及光伏阵列单元间道路转弯半径应根据运行期间车辆而定,宜采用6m,光伏阵列间辅道及建筑物出入口处的人行引道宜采用4m,人行道宜采用2m。
5.3 竖向设计
随着光伏发电站的规模化建设,大容量、大面积、模块化将成为发展趋势,结合三电站的特点,总结竖向设计结论如下:
场地竖向整体设计应合理利用地形,原则上不做大范围整平,宜将光伏组件的支柱沿自然地形布置,适当调整光伏组件的支柱高度,使光伏方阵顶端相对平整,同时又互不遮挡,节省土石方量。
光伏发电单元内组件高差不宜过大,单个电池板基本串宜保证一个统一标高,相邻电池板串间若有高差,不应过大且不能相互遮挡。
生产建筑物室内零米标高,宜高出室外地面设计标高0.15~0.30m。
电站不设大规模雨水排水系统,地表雨水排水,采用场地、路面的综合排水方式。
5.4 地下设施设计
电站主要地下管线(沟)有:供水管、生活污水管、直埋电缆、电缆沟及暖气沟等。
【关键词】光伏电站;电站效能;能源结构
集中式光伏发电的价格逐渐降低,在市场竞争中具有强大的竞争力,其在能源结构中的占比大幅提高,此类发电逐渐走向能源中心,但集中式的光伏发电仍然存在一定问题。为了提高发电效能,必须要对存在的问题进行深入探究并采取积极的应对措施。
1集中式光伏发电存在的问题
1.1设计不全面
部分集中式光伏电站在设计时具有不够全面的缺陷,部分临近农牧业的发电站并没有合理设计其光伏组件的类型,对安装形式与具体的安置高度、间距缺乏精确的计算,导致实际运行时受到农牧业需求的影响,效能有所降低。发电站的选址与方阵的具体排列也很容易出现问题,当选址不当或方阵排列不当时必然会出现发电效能不高的现象。
1.2效能损失较大
光伏发电中为了保持组件清洁,清洗组件不可避免,伴随风沙侵袭,组件表面势必会出现磨损。除此之外,光伏电站中匹配组件也会产生损失,电站中任意串联电路都有可能由于组件之间的电流差而产生电流损失,任意并联电路会由于电压差而导致电压损失,此类损失的比例在总损失中占比超过8%[1]。
1.3维护不足
由于山地中的光伏电站所处环境较为复杂,通常具有较大坡度,因此清洗组件和清理环境的维护工作具有一定难度。由于经常会有鸟群在组件的大棚周围栖息,产生的鸟粪将组件表面严重污染形成热斑,使光伏电站受到影响,发电效果变差,发电效能降低。随着社会的不断发展,用电的要求越来越高,稳定与安全成了人们重视的因素。对光伏电站进行科学运维能够直接影响发电的效果,是电网系统的重要组成之一,加强对光伏发电设备的运行维护管理能够进一步提高发电的工作效率。部分光伏发电是在现场发现问题之后再寻求解决的方案,滞后性很强,运维水平较低,很容易给电力企业带来不可估量的损失。
2提高集中式光伏电站效能的措施
2.1完善设计方案
为了避免环境对光伏发电效能的影响,需要对发电站设计方案进行完善,以提高其发电效能。当发电站要与农牧业结合建设时应当分析周围种植物的生长特性,并依据特性选择最适合的组件。为了避免效能过度衰减,选择晶硅组件时最好选用单晶硅组件,第一年能够保证97%功率,25年后也能保持83%功率,而多晶硅25年后的功率仅为80%,其第二年后的衰减率比单晶硅高。受农牧业功能需求影响,组件的安装形式也应当谨慎设计,对其具体高度与间距进行精确地计算以充分满足当地农牧业需求。为了获得理想效能,还需要对发电站的站址进行选择,通常地面的光伏发电站最好选择地势平坦的区域,当地势平坦的设计需求无法满足时,再选择北高南低区域;而临靠建筑物的电站则需要满足南向需求,同时注意确保组件不受障碍物遮挡;在山地进行建设的电站应当选择朝南山坡,且确保其坡度能够安全进行施工和运行。为了确保发电效率,光伏方阵设计的安装容量需要与额定容量构成小于1.8的比例,方阵排列时间最好为当地每天太阳出现的9:00—15:00时段之内,同时方阵的前后确保互不遮挡。电站的高效运行离不开逆变器的选择,在选择逆变器时要确保其性能十分可靠,拥有较高的效率、适用于直流输入电压、具备过压保护功能,优先选择波形畸变频率低,拥有较高的功率因数,最好能够进行数据采集与监控的逆变器。
2.2减少效能损失
为了减少发电中效能损失,可以从组件的安装入手,对光伏组件喷射无机纳米涂层来使组件板面更加平整,透光率大大增加,同时获得更好的自清洁成效。光伏电站拥有充足的光照资源,可以将站内空闲土地最大化利用,进行组件的加装,满足批复容量,有效提升电站效能。还可以从匹配损耗入手,通过减少损耗对发电量进行提高,此类方法需要注意在进行组件更换时需要更换来自同一品牌且型号相同拥有一样电流的组件,使组件衰减尽量保持一致。
2.3加大维护力度
2.3.1清理环境加大电站的维护,需要对周围的环境进行全面清理。可以委托运维公司进行除草工作,通过人工割草和割草机的结合作业彻底对杂草进行清除(如图1所示),同时运维公司还需要负责组件的清洁,应根据电站实际地形采取机械与人工结合的清洗方式。鸟类也会对电站效能造成影响,因此需要合理驱鸟。驱鸟前要对容易发生鸟害的地带进行排查,做好调查工作,最好绘制风险分布图,对危害供电线路的鸟害进行排除可以采取安装驱鸟器(如图2所示)此类智能设施,并评估其驱鸟效果,根据效果对装置进行调整。2.3.2加强巡检为了提高光伏发电效能,需要加强发电站的巡检工作。巡检工作要依托一定的管理制度进行约束,统一规范巡检的流程。该制度可以严格约束对设备进行巡检的工作人员,保障工作质量,避免工作失职,完善相应的巡检制度刻不容缓。在该制度中,应当明确规定工作人员需要完成的巡检工作并落实其奖惩,确保在发生安全事故或过度效能损耗后能够找到具体的责任人承担相应的责任,只有让工作人员了解其工作的重要性并将责任落实到具体的个人身上,才能够保证巡检工作事无遗漏[2]。2.3.3智能监控运行中的光伏发电设备得到实时监控才能够确保其运行顺畅,利用智能监控系统对发电站中运行的各项机电设备实施全方位的监控,逐一排查安全隐患,并发出预警,充分降低出现风险的概率。具体的工作流程是利用智能监测的技术识别设备和系统异常运行的情况并自主分析原因,向工作人员提供相应的数据参数进行防范和排除工作,之后对故障进行记录,再次出现故障时进行比对分析,找到对设备的性能进行优化的方法,保障光伏机电设备能够平稳并且安全地长期运行。2.3.4建立量化指标为了提高光伏电站的运维水平,需要建立合理的量化指标。例如等效利用小时,通过折算统计期内的发电量,获得满负荷状态下发电的小时数,判断光伏电站效能。通过对该指标的对比能够了解光伏电站实际的发电水平。当该指标比同区域内使用同等资源的电站低时,则电站极有可能存在运维不佳或发电效能不足的问题。此类情况发生时应当分析电站中设备的可用率与电站整体系统效率,找出指标偏低的本质原因,对其具体问题进行效能提升。除此之外,还需要量化电站内的功率比指标,这是评判电站效能的核心指标,能够科学评判电站的效能情况。通常认为合理的功率转换率需要高于80%,低于85%,指标在该范围之内的光伏电站效能正常,超出此范围时要对能量损失进行深入分析,直至明确损耗异常的原因[3]。2.3.5故障等级分类为了提高光伏电站的运维水平,需要提前对故障等级进行分类。通过故障等级的划分可以加快光伏电站故障维修的速度,合理判断故障等级能够帮助运维人员快速选择最合适的应对方法。
3结论
总而言之,集中式光伏发电逐渐在能源发电中崭露头角,为了其获得更好的发展,需要深入探究发电站中维护不足、效率不够高、效能损失较大等问题并通过治理鸟害、加强巡检、智能监控的手段加大维护力度,从建立量化指标以及故障等级分类出发提高电站的运维水平,最大化减少效能损失并提高发电效率。
参考文献
[1]王闯.集中式光伏电站效能分析及解决方案[J].内蒙古科技与经济,2021(7):111-113.
[2]朱建国,董建庭.集中式光伏电站逆变器选型问题探讨[J].节能,2020,39(3):26-28.
9月4日,《国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》(以下简称《通知》),针对制约当前分布式发电市场发展的诸多因素进行全面政策调整。相比于去年出台的分布式光伏发电相关政策,此次调整后的“新政”最大亮点在于全额上网及电价补贴方式的全新提法。同时分布式光伏“15条”新政的出台,也表明了政府对分布式光伏发电的扶持态度。
《财经界》记者从国家能源局了解到,为解决分布式光伏发展中的政策尚未完全落实、配套措施缺失、工作机制不健全等问题,国家能源局在大范围长时间的调研后,了此《通知》,意在解决上述问题。业界普遍认为,此次“15条”新政中主要包括以下7大亮点:
1、多种形式的分布式光伏发电应用将得到鼓励.《通知》提出,充分利用具备条件的建筑屋顶(含附属空闲场地)资源,鼓励屋顶面积大、用电负荷大、电网供电价格高的开发区和大型工商企业率先开展光伏发电应用。鼓励在火车站(含高铁站)、高速公路服务区、飞机场航站楼、大型综合交通枢纽建筑、大型体育场馆和停车场等公共设施系统推广光伏发电,在相关建筑等设施的规划和设计中将光伏发电应用作为重要元素,鼓励大型企业集团对下属企业统一组织建设分布式光伏发电工程。
值得注意的是,《通知》明确了因地制宜利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的分布式光伏电站。对各类自发自用为主的分布式光伏发电项目,在受到建设规模指标限制时,省级能源主管部门应及时调剂解决或向国家能源局申请追加规模指标。
2、完善建筑屋顶资源使用权益争端解决机制,解决项目资源问题。《通知》指出,对屋顶面积达到一定规模且适宜光伏发电应用的新建和改扩建建筑物,应要求同步安装光伏发电设施或预留安装条件。地方政府可将建筑光伏发电应用纳入节能减排考核及奖惩制度,消纳分布式光伏发电量的单位可按折算的节能量参与相关交易。
3、优化分布式光伏发电发展模式,可自由选择“自发自用、余电上网”或“全额上网”中的一种模式。《通知》提出,利用建筑屋顶及附属场地建设的分布式光伏发电项目,在项目备案时可选择“自发自用、余电上网”或“全额上网”中的一种模式。“全额上网”项目的全部发电量由电网企业按照当地光伏电站标杆上网电价收购。已按“自发自用、余电上网”模式执行的项目,在用电负荷显著减少(含消失)或供用电关系无法履行的情况下,允许变更为“全额上网”模式。
《通知》还提出,在地面或利用农业大棚等无电力消费设施建设、以35千伏及以下电压等级接入电网(东北地区66千伏及以下)、单个项目容量不超过2万千瓦且所发电量主要在并网点变电台区消纳的光伏电站项目,纳入分布式光伏发电规模指标管理,执行当地光伏电站标杆上网电价。
4、创新分布式光伏发电应用示范区建设方式,允许直售电,提供融资服务。《通知》指出,在示范区探索分布式光伏发电区域电力交易试点,允许分布式光伏发电项目向同一变电台区的符合政策和条件的电力用户直接售电,电价由供用电双方协商,电网企业负责输电和电费结算。鼓励示范区政府与银行等金融机构合作开展金融服务创新试点,通过设立公共担保基金、公共资金池等方式为本地区光伏发电项目提供融资服务。
5、保障分布式光伏发电国家补贴拨付能及时到位,解决电费结算的问题。《通知》要求,各电网企业按月(或双方约定)与分布式光伏发电项目单位(含个人)结算电费和转付国家补贴资金,要做好分布式光伏发电的发电量预测,按分布式光伏发电项目优先原则做好补贴资金使用预算和计划,保障分布式光伏发电项目的国家补贴资金及时足额转付到位。电网企业应按照有关规定配合当地税务部门处理好购买分布式光伏发电项目电力产品发票开具和税款征收问题。对已备案且符合年度规模管理的项目,电网企业应做好项目电费结算和补贴发放情况的统计,并按要求向国家和省级能源主管部门及国家能源局派出机构报送相关信息。
6、加速推动分布式光伏发电融资服务创新机制建立,解决融资难题。《通知》提出,鼓励银行等金融机构与地方政府合作建立分布式光伏发电项目融资服务平台,鼓励地方政府结合民生项目对分布式光伏发电提供贷款贴息政策。建立以个人收入等为信用条件的贷款机制,逐步推行对信用度高的个人安装分布式光伏发电设施提供免担保贷款。
7、进一步完善了分布式光伏发电的并网运行服务。《通知》明确,在市县(区)电网企业设立分布式光伏发电 “一站式”并网服务窗口,明确办理并网手续的申请条件、工作流程、办理时限,并在电网企业相关网站公布。对法人单位申请并网的光伏发电项目,电网企业应及时出具项目接入电网意见函,在项目完成备案后开展相关配套并网工作,对个人利用住宅(或个人所有的营业性建筑)建设的分布式光伏发电项目,电网企业直接受理并及时开展相关并网服务。
【关键词】 110kV变电站 光伏发电 节约电能损耗
1 太阳能光伏发电系统
光伏发电系统主要由太阳能组件(电池板)、控制器和逆变器三大部分组成。①太阳能电池。光伏发电技术的关键元件是太阳能电池,在同等条件下晶体硅电池与薄膜电池发电量约为3:1.1。②安装方式。晶体硅电池组成的太阳能组件,可安装在屋顶;也可垂直安装于墙面或替换窗户玻璃,但垂直安装不是最佳角度,发电效率仅为选择最佳角度时的40%,若作为窗户玻璃会对室内采光造成影响。 ③运行方式。从运行方式上来讲,目前的太阳能光伏发电系统大致可分为三类,离网光伏蓄电系统,不带蓄电池的光伏并网发电系统及带蓄电池的光伏并网发电系统。
2 本工程太阳能电池及运行方式的选择
(1)太阳能电池的选择。本工程所处地区,年平均日照2533小时,属于太阳能资源最丰富的区域,适合发展光伏发电。现以本地区日照情况,采用晶本工程中建议采用晶体硅安装在屋顶的方式。
(2)运行方式的选择。由于本站光伏发电系统的发电功率不会太大,且太阳能输出为渐变而不是突变,因此对电网的造成电压波动能够满足国家规定。而只要选择合格的光伏发电产品,谐波含量满足国家规定≤3%,谐波不会对电网造成影响。因此,本工程具备并网运行的条件。
3 方案设计
3.1 工程环境和条件
系统所在地区:北纬35°39'东经119°53';系统安装场所:110kV变电站楼顶;电池板朝向及安装角度:朝南41.65度倾角安装于楼顶;气候资源:日照暖温带半湿润季风区大陆性气候,四季分明,冬无严寒,夏无酷暑,非常潮湿,台风登陆频繁,平均风速3.4m/s, 极端风速27m/s。年均气温12.6℃,年均湿度72%,无霜期223天,年平均日照2533小时,年均降水量870毫米。
3.2 光伏系统建设规模及系统组成
该110kV变电站综合配电楼楼顶可供安装面积约为:392.7m2,考虑上午9:00至下午3:00太阳能方阵不应被遮挡,通过计算日照地区最佳安装倾角为41.65度,方阵间距应大于4.6m。
通过布置和计算,总装机容量为18.72kWp,采用多晶硅组件。
系统组成:本工程太阳能发电系统方阵由78块单块容量为240Wp的太阳能电池板组成,电池组件总功率共为78×240= 18.72Wp,安装倾斜角为41.65度,面向正南方排布。
3.3 设备选择
太阳能电池组件电气参数如表1。
3.4 工程技术要求
(1)电性能要求。①正常运行时,光伏系统和电网接口处三相电压的允许偏差为额定电压±7%。②光伏系统与电网同步运行,输出频率允许偏差为额定频率±0.5Hz。③并网逆变器额定输出时,电流总谐波畸变限值小于逆变器额定输出的4%。④光伏系统的输出大于其额定输出的50%时,平均功率因数应不小于1.0。⑤光伏系统并网运行时,电网接口处的电压不平衡度允许值为2%,短时不得超过4%。⑥光伏系统并网运行时,逆变器向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的1%。
(2)监控系统技术要求。监控系统包括硬件部分和软件部分,包括自动控制系统和监控通信系统。采用通用的通信方式与控制台计算机通信,并且将相关信息传输到液晶显示器上显示出来。系统配置1套监控装置,利用监控软件实时掌控光伏并网逆变器的工作状态和运行参数,以及光伏阵列现场的环境参数。
硬件部分完成信号的采集,传输等功用。软件部分包括数据库,相关的控制算法,人机界面,与硬件部分一起完成对整个光伏系统的监控。
(3)电缆及桥架敷设要求。对各电气部分所需线缆截面积、数量进行核算,对线缆及相关部件进行深化设计选型。
直流侧电缆要以减少线损及减少电磁干扰的原则选型,选用双绝缘防紫外线阻燃铜芯电缆,电缆性能符合GB/T18950-2003的要求;
配线线槽的布置应美观,与建筑结构协调一致,布线应隐蔽。配电线槽采用热镀锌钢板材料并作等电位接地;太阳能电池组件与线槽部分防雷需与整个建筑防雷接地结合考虑。
(4)防雷系统技术要求。为了保证系统在雷雨等恶劣天气情况下能安全运行,要对这套系统采取防雷措施。主要有这几个方面:①本站太阳能光伏发电系统的接地引下线直接接入变电站主地网。②太阳能电池板支架可靠接地。③并网逆变器内设计防雷器。④并网逆变器交流输出设计防雷器。(5)光伏组件安装及技术要求。系统的光伏组件安装采用平板固定式。