京滬高鐵上海虹橋鐵路客站太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電工程簡(jiǎn)介

京滬高鐵上海虹橋鐵路客運(yùn)站建設(shè)總指揮長(zhǎng) 陳東杰

鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 李 京

上海玄思新能源科技有限公司 張 倩

鐵路客站是鐵路網(wǎng)的重要組成部分，是鐵路與城市的結(jié)合點(diǎn)。以往，它主要是辦理旅客乘降等客運(yùn)業(yè)務(wù)和旅客列車(chē)到發(fā)整備等技術(shù)作業(yè)的場(chǎng)所，而今已發(fā)展成為城市和區(qū)域的綜合交通樞紐和現(xiàn)代化客運(yùn)中心，在城市發(fā)展中的地位、作用和影響力發(fā)生了根本性的變化。搞好鐵路客站建設(shè)不但是新形勢(shì)下適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、全面建設(shè)小康社會(huì)的要求，也是提升鐵路自身形象實(shí)現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化的需要。

上海虹橋交通樞紐位于上海閔行區(qū)，北起北翟路，南至滬青平高速公路，東起外環(huán)線(xiàn)，西至華翔路，由四條城市快速路為骨架?chē)隙桑嫉孛娣e約為26.3平方公里，是一個(gè)集鐵路客運(yùn)站、長(zhǎng)途客運(yùn)站、機(jī)場(chǎng)航站樓、高速磁懸浮為一體的綜合交通樞紐，是上海市面對(duì)國(guó)際、國(guó)內(nèi)的名副其實(shí)的現(xiàn)代化大門(mén)戶(hù)。其中上海虹橋鐵路客站是京滬高速鐵路的終點(diǎn)站，它位于虹橋交通樞紐的核心部位，西端是長(zhǎng)途客運(yùn)站，東端與高速磁懸浮站相連，是繼上海站、上海南站后又一主要的樞紐級(jí)客運(yùn)站。

京滬高速鐵路上海虹橋鐵路客站在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法上力求超越傳統(tǒng)觀念，在突出鐵路功能，滿(mǎn)足旅客日益提高的方便、快捷、舒適的要求的同時(shí)，兼顧城市發(fā)展和綜合交通協(xié)調(diào)發(fā)展的需要，尤其是在建筑設(shè)計(jì)上，體現(xiàn)了綠色建筑、節(jié)能環(huán)保的先進(jìn)理念。

太陽(yáng)能是清潔的可再生能源，光伏發(fā)電是未來(lái)可再生能源利用的重要領(lǐng)域，是國(guó)家鼓勵(lì)積極發(fā)展的新能源，也是鐵道部在新一輪鐵路客站建設(shè)中倡導(dǎo)應(yīng)用的。京滬高鐵上海虹橋站采用建筑一體化設(shè)計(jì)，在站區(qū)建筑屋頂上建設(shè)大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠(chǎng)。項(xiàng)目由中節(jié)能(上海)太陽(yáng)能發(fā)電有限公司投資，上海玄思新能源科技有限公司提供前期和技術(shù)咨詢(xún)，鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司實(shí)施工程總承包和建筑設(shè)計(jì)，上海電力設(shè)計(jì)院有限公司負(fù)責(zé)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目得到了上海市發(fā)展與改革委員會(huì)以及上海市政府各相關(guān)部門(mén)的大力支持與幫助。

上海位于北緯31度14分，東經(jīng)121度29分，年平均氣溫16.5℃，太陽(yáng)能資源較為豐富，日照條件較充足，年日照時(shí)數(shù)為2014小時(shí)左右，多年平均太陽(yáng)輻射量在4542MJ／m2·a左右。本項(xiàng)目在虹橋鐵路客站主站樓兩側(cè)的雨篷頂上建設(shè)建筑一體化的光伏發(fā)電場(chǎng)，既是對(duì)上海市太陽(yáng)能行動(dòng)計(jì)劃的響應(yīng)，也是一個(gè)太陽(yáng)能光伏建筑一體化的典型案例。

按照雨篷的結(jié)構(gòu)在南北兩側(cè)雨篷共敷設(shè)了面積約為45544m2的太陽(yáng)能電池組件，峰值發(fā)電功率約6.57MWp左右，其裝機(jī)容量屬目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的光伏建筑一體化的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)（見(jiàn)圖1）。在太陽(yáng)能電池的選擇方面，晶體硅太陽(yáng)能電池組件技術(shù)成熟，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，故障率極低，運(yùn)行維護(hù)最為簡(jiǎn)單。在單晶硅電池和多晶電池選擇上，單晶硅電池組件的發(fā)電效率比多晶硅組件稍高約10%，多晶硅電池組件的價(jià)格要比單晶硅低約10%；從目前市場(chǎng)的生產(chǎn)規(guī)模來(lái)看，多晶硅電池組件要比單晶硅大，故本工程選用性?xún)r(jià)比較高的多晶硅電池組件。本工程最終選定單塊峰值功率為280Wp的多晶硅太陽(yáng)能電池板，設(shè)計(jì)使用壽命為25年。北側(cè)雨篷布置的是英利公司產(chǎn)品，峰值功率為280Wp的多晶硅電池板尺寸為1970mm長(zhǎng)×990mm寬；南側(cè)雨篷布置的是上海太陽(yáng)能科技公司的產(chǎn)品，相同峰值功率的多晶硅電池板尺寸為1956mm長(zhǎng)×992mm寬，厚度都是50mm（見(jiàn)圖2）。

京滬高鐵虹橋站采用了鋼結(jié)構(gòu)無(wú)站臺(tái)柱雨蓬，多晶硅單玻太陽(yáng)能電池板組件整體平鋪于雨篷上，組件與雨篷傾角一致。

在本次工程中，創(chuàng)新性地解決了一系列技術(shù)難題，包括大面積屋面敷設(shè)太陽(yáng)能電池板所帶來(lái)的固定結(jié)構(gòu)與屋面連接形式問(wèn)題，減少太陽(yáng)能電池板表面光線(xiàn)反射以防止可能對(duì)民航安全的影響等等。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目參與方包括鐵路車(chē)站建設(shè)總指揮部、太陽(yáng)能項(xiàng)目投資方、技術(shù)咨詢(xún)公司、總承包單位和設(shè)計(jì)單位的多方論證，最終確定采用鋁合金夾具連接屋面板與鋁合金雙層龍骨結(jié)構(gòu)，避免了屋面穿孔可能帶來(lái)的漏水難題，同時(shí)保證輕型結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度，其結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3。本工程委托權(quán)威部門(mén)進(jìn)行了多次試驗(yàn)，證明所選擇的多晶硅電池板對(duì)太陽(yáng)光的吸收率高，對(duì)于波長(zhǎng)在312nm～1050nm范圍內(nèi)的人眼可見(jiàn)光，其反射率小于玻璃幕墻和常規(guī)屋面彩鋼板的反射率，達(dá)到民航部門(mén)的安全要求。

光伏發(fā)電是一種清潔能源，運(yùn)行過(guò)程中既不消耗資源，同時(shí)也不釋放污染物、廢料，不產(chǎn)生溫室氣體破壞大氣環(huán)境，有利于保護(hù)周?chē)h(huán)境。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)年平均上網(wǎng)電量638萬(wàn)kWh，年平均節(jié)約標(biāo)煤2274噸，年平均減少二氧化碳排放量5837噸，減少二氧化硫等污染氣體排放量65噸，減少煙塵排放量364噸。

上海作為中國(guó)最大的經(jīng)濟(jì)和金融中心，在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有極其重要的地位，2010年世博會(huì)在上海舉辦，虹橋交通樞紐作為上海對(duì)外的一個(gè)重要的現(xiàn)代化門(mén)戶(hù)，對(duì)塑造、維護(hù)上海的形象具有十分重要的作用，在虹橋交通樞紐建設(shè)大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電場(chǎng)，能更好地向世界宣傳和展示中國(guó)在可再生能源開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和綠色環(huán)保的理念。本項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2010年7月與鐵路客站同步完成，建成后，不僅能為上海這一重要門(mén)戶(hù)增姿添彩，還將成為我國(guó)太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電與城市建筑一體化領(lǐng)域的新標(biāo)志和里程碑。