山地光伏电站建设要点及优化探讨

山地光伏电站建设要点及优化探讨目录光伏电站选址及资源分析1山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2农光互补电站建设探讨3水光互补电站建设探讨4光伏电站建设选址分析:光伏电站选址及资源分析1光伏电站用地需求量较大，且一般只能选址于荒山、滩涂等未利用地。西部的问题主要在于限电和电力送出，目前中东部的大多数光伏电站选择山区未利用地进行建设。随着这几年光伏电站建设数量的急剧增加，朝向及地势较好的山地已经很难找到，后续电站的选址地形条件越来越差，建设难度越来越大。因此，未来中东部的光伏电站建设会更多的倾向于分布式、农光互补以及水光互补等形式。全国光伏电站建设资源分析:年总辐射量（MJ/㎡）年利用小时数（h）分布地区≥6300≥1500新疆东南、西藏大部、青海中西部、甘肃西部、内蒙古阿拉善及以西5040~63001200~1500新疆大部、西藏东部、云南大部、青海东部、甘肃中东部、宁夏全部、陕西北部、山西北部、河北西北部、内蒙古中东部至锡林浩特和赤峰一带。3780~5040900~1200中东部和东北的大部分地区≤3780≤900四川盆地为中心，四川省东部、重庆全部、贵州大部、湖南西部等地区光伏电站选址流程光伏电站选址及资源分析11根据土地、林业规划图及当地政府规划部门的配合意见（当地规划、林业、文物、交通、军事、水利、压覆矿等）初步确定未利用地范围（如为大棚则为一般农田范围），且其面积超过1000亩（大棚项目超过800亩）的地块。2根据区域地理接线图查询或实地考察在场址区周围是否存在35kV及以上的变电站，或附近现有35kV架空线路可用（30MW以下容量35kV一回出线，30MW以上110kV一回出线或35kV两回出线，注意附近变电站的电压等级匹配；35kV变电站最好在场址8km以内；110kV变电站最好在场址15km以内）。3根据以上两点确定光伏场址初步范围。4查询谷歌地球初步考察地形、面积等是否满足设计要求（注意周围高山遮挡）。5现场考察满足条件的场址，进一步确定场址地块，并向业主汇报。6告知业主落实搜资资料内的其它内容，并进行总图布置以及可研工作的设计。7注意选择山地地形，最好是正南坡（坡度小于40°），其次是东南、西南向坡、东坡及西坡（坡度小于20°）、坡度较小的北面坡。8剔除场址范围内有高压线的区域、坟地区、水沟、高山遮挡区域等。选址很重要，经验要吸取光伏电站选址及资源分析1某屋顶光伏电站发生爆炸，造成严重损失。我们设计院认为避免在火灾危险性类别甲、乙类的厂房或仓库屋顶上建设电站。并且屋顶电站要重视电气及结构安全性的复核。某光伏电站被洪水冲毁，选址避开防洪区、泄洪区，并考虑30年、50年一遇洪水位。对于条件极差，投资或工期增加较多的厂址，我们设计院会提出客观的评价。屋顶分布式光伏电站地面光伏电站目录光伏电站选址及资源分析1山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2农光互补电站建设探讨3水光互补电站建设探讨4山地光伏电站特点山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2特点一：山坡朝向差异大特点二：山地地形本身或阵列之间的局部遮挡山地光伏电站特点山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2特点三：光伏阵列分散、分区复杂，难以实现设计和设备选型的标准化小结：山地光伏电站地形复杂、高差变化大，合理的选取阵列布置区域、设置阵列间距、倾角、方位角，均是设计的重点和难点。山地地形三维模拟及日照阴影分析山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2我院开发了一款三维日照分析软件，可根据平面地形图及太阳轨迹，模拟出三维地形、获取冬至日当天的日照时间及遮挡物阴影长度。通过分析平面日照等时图，可以剔除山体因地形造成的自身遮挡区域，筛选出布置光伏方阵的可用区域。我院发明专利——一种光伏电站选址和阵列排布的方法。某工程勘测地形图三维观测生成的TIN（三角网）地形山地地形三维模拟及日照阴影分析山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2山体各个部分受日照小时数山体各个部分受日照辐射量综合考虑布置容量、日照时间、投资收益等情况，选择布置光伏阵列的区域根据地势特点，收益率最大化的基础上，按坡度进一步细分发电区域山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2山地光伏电站逆变器的选择布置场地地形复杂阵列布置较为分散光伏方阵容量差异大光伏组件朝向各异组串型逆变器应用实例：布置阵列集中光伏组件朝向一致山体坡度基本为南向集中型逆变器应用实例：山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2山地光伏电站支架形式选择支架形式选择单立柱光伏支架钻孔灌注桩单立柱抱箍光伏支架钻孔灌注桩双立柱光伏支架条形配重基础双立柱光伏支架钻孔灌注桩土建施工工程量小，支架高度、角度调节方便。土建施工工程量小，支架高度、角度调节方便，支架工程量小。土建施工方便，工程量较大，支架高度可调。土建施工工程量小，支架工程量小。支架高度可调。山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2山地光伏电站需要注意的问题某项目基础形式选型存在问题。某设计院提供的设计图纸为预制方桩，现场预制，单瓦造价较高，且成桩困难，导致施工较慢，材料浪费。我院建议该项目基础采用螺旋钢管桩，能够满足要求，并且造价低，施工快，施工质量好。组件安装螺栓孔不统一，给EPC企业，投资商，总包商，施工单位，设计单位等带来诸多烦恼，因光伏项目工期较紧，当一种组件不能满足进度要求时，需要临时更换其它品牌的组件，但各厂家的组件安装孔不一致。国家“光伏领跑者计划”山地光伏(沉陷区)电站建设探讨22015开始，我国开始实施“光伏领跑者计划”，通过能源局每年安排专门的市场规模，建设先进技术光伏发电示范基地、新技术应用示范工程等方式进行实施。2015年6月25日，山西省大同市采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地成为能源局“光伏领跑者”计划首个被批准的项目，其中一期100万千瓦项目已经于今年6月底陆续并网发电。“领跑者”先进技术产品要求较常规电站更高，如多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的光电转换效率分别达到16.5%和17%以上等。各地“领跑者”规划中对光伏电站的系统效率也提出了明确标准：济宁、包头等地要求光伏电站系统效率达到81%。“领跑者”基地规划同时也引入了光伏电站上网竞价机制，这就要求各个光伏电站提高技术创新，在设备选型以及系统设计等方面进行优化，提升电站的发电效率。采煤沉陷区地貌特征：山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2目前已上报的国家领跑者基地规划列举如下：地区规划规模（万千瓦）规划编制时间规划选用土地类型山西大同3002015年6月采煤沉陷区山东济宁1002015年10月采煤沉陷区内蒙古包头1002015年11月采煤沉陷区山西阳泉2202015年11月采煤沉陷区安徽两淮地区3202015年12月采煤沉陷区（水面）山东新泰2002016年03月采煤沉陷区徐州沛县1002016年05月采煤沉陷区江西上饶、新余、黑龙江齐齐哈尔等一批光伏领跑者基地规划正在积极编制和上报中。。。采煤沉陷区电站注意的问题山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2“领跑者”光伏电站系统效率：山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2子单元效率类别光伏电站优化后效率光伏阵列效率η1温度影响99.00%灰尘遮挡96.50%组件一致性失配98.50%阴影遮挡98.50%云层鸟粪等遮挡99.60%组件衰减98.70%直流压降失配99.90%合计91.02%低压系统效率η2直流线损99.50%低压交流线损99.20%组串及直流配电故障损失99.70%逆变器效率98.49%MPPT追踪效率99.00%逆变器及辅助设备故障损失99.90%配电开关损耗99.90%系统自耗电99.90%合计95.67%子阵升压系统效率η3子阵升压变损耗98.50%高压交流线损99.90%合计98.40%并网系统效率η4并网系统损耗97.00%系统总效率合计83.12%设计优化：高效组件智能逆变器选址优化总平优化支架和基础优化电力系统优化智能化运维设计“领跑者”光伏电站电价分析：山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2序号名称单位多晶硅+集中式逆变器多晶硅+组串式逆变器单晶硅+集中式逆变器单晶硅+组串式逆变器一设备及安装工程5.8005.8605.8705.9301多晶硅组件W3.6003.6003.7003.7002逆变器W0.2500.4000.2500.4003汇流箱W0.0450.0350.0450.0354支架W0.4100.4100.4100.4105箱式变压器W0.2850.2550.2850.2556电缆及接地W0.5500.5300.5200.5007升压站设备W8安装工程费W0.3800.3500.3800.350二建筑工程0.7480.7350.7480.7351支架基础W0.3500.3500.3500.3502逆变、箱变基础W0.0280.0150.0280.0153升压站建筑工程W4施工辅助工程W三交通及其他工程1交通工程W2其他工程W四其他费用1建设用地费用W2建设管理费W3生产准备费W4勘察设计费W5其他税费W五基本预备费2%0.1420.1430.1430.144六工程静态投资—ⅠⅡⅢⅣ七年等效利用小时数h1290130513091324项目资本金财务内部收益率%12.512.512.512.5八前20年电价推测—ⅣⅡⅢⅠ目录光伏电站选址及资源分析1农光互补电站建设探讨3山地光伏(沉陷区)电站建设探讨2水光互补电站建设探讨4农光互补电站建设探讨3农光互补项目典型农业大棚类型农光互补电站建设探讨3农光互补项目典型农业大棚类型集合观光、旅游、采摘、餐饮、种植、养殖、深加工、生态循环、并能给当地百姓真正带来就业的绿色生态园示范区将是农光互补的主要形式。农光互补电站建设探讨3农光互补项目需要特别考虑的一些问题光伏大棚棚型应与土地政策相适应，符合当地用地政策设计院应与业主充分沟通，了解业主的需求，设计院提供有效的信息。农光互补项目业主的需求大体分为一下三种类型：1、目的仅是为了光伏发电，因为当地政策或土地性质才建设农业大棚。2、光伏电站及农业收益同等看重，有自己的农业运营公司。3、根据当地要求建设光伏农业大棚，其中电站自持，农业出租的模式。设计院根据业主的不同需求，提出合理化的建议，提供技术可行性，经济合理的方案。与当地种植特点、农业公司的产品性质相适应农光互补电站建设探讨3农光互补项目农业附属设施设计喷灌及滴灌系统设计湿度调节及通风系统设计覆膜及防虫系统设计照明、采暖及空调系统设计农光互补电站建设探讨3农光互补项目建设需要注意的问题农光互补项目不同于普通地面电站，有其自身特点，主要表现在：1、钢结构制作较为复杂，普通光伏支架厂家很难完成加工图绘制，下料和制作，设计院设计加工图，会使加工工期加长。所以需要专业的钢构公司完成。2、因有几种形式的农业大棚是组件作为大棚顶面的围护构件，需要专业的安装队伍才能保证防水的可靠性。3、建议农光互补电站中的农业部分的建设由专业的农业施工队伍完成，更专业。4、因农光互补项目中钢构件所处高温，高湿环境，对钢结构防腐有更高要求。•以上是我们在从事光伏电站设计工作中的一些设计经验总结，观点不妥之处，恳请各位专家、同行批评指正。•我们也同样期盼着能与各位业内同行有更深的交流和合作机会，谢谢！结语