山地光伏電站方陣布置方法分析

李雪英

（內蒙古電力勘測設計院有限責任公司 010020）

0 引言

隨著國家經濟的發展，對能源的需求也在逐漸的增加，環境污染越來越嚴重，已經完全與可持續化發展的要求相悖，所以為了特色社會主義社會的建設，堅持可持續化發展，尋找更多的新能源，加強自然能源的利用，讓自然與社會和人類和諧的發展，其中發展清潔能源，對太陽能的利用就得到了大力的支持，光伏電站的建設也就進入了一個快速發展地階段。

近年來，光伏電站建設不斷的發展，，大型的光伏電站已經從內地平原向著山地轉移，因此，山地光伏電站建設越來越多，其中山地光伏電站的選址以及方陣布置就是非常重視的問題。

1 光伏電站

光伏電站，指與電網相連并向電網輸送電力的光伏發電系統，這是隨著社會發展，利用太陽能的綠色能源項目，也是清潔能源的發展，既滿足可持續化發展的要求，也滿足經濟發展提出節能的要求。光伏電站也就是利用太陽能光伏發電，隨著太陽能光伏發電的提出，我國的光伏電站也開始了大量的建設，在2014年中國光伏電站建設規模達到10-12GW，占到全球1/4。光伏發電系統主要是通過太陽能方陣、蓄電池組、充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽跟蹤控制系統等設備組成。光伏發電的原理是利用半導體界面的光生伏特效應，把光能直接轉變為電能的一種技術。其中最關鍵的元件是太陽能電池，太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電，最早在一八三九年，發過的科學家發現的，光照能夠使半導體材料的不同部位之間產生電位差，也就是后來的光伏效應；在1954年，美國的科學家制成了實用的單晶硅太陽電池，有了把太陽光能轉換為電能的實用光伏發電技術。在二十世紀七十年代，環境問題已經引起了全球的重視，迫切的需要發現可再生的能源來滿足人類發展的需求，所以把目光都放在了太陽能的利用上，在八十年代，太陽能電池種類不斷的增加，應用的范圍也在不斷擴大，在二十世紀末，光伏發電就開始了快速的發展，更多的光伏電站開始建立，在今天，光伏發電已經是主要的能源消費，替代了部分的常規能源，光伏電站的建設也在逐漸的增多。

光伏發電是利用太陽能，它是屬于可再生能清潔能源，沒有枯竭危險，而且安全可靠，無噪音；而且光伏發電不受資源分布地域的限制，無需消耗燃料，而且能源的質量高，建設的周期短。其中光伏方陣是光伏電站的重要組成部分，它是光伏發電的基礎與核心，所以，光伏方陣布置直接關系著光伏發電的質量和經濟效益。良好的光伏方陣布置方法是山地光伏電站建設的一個重要的部分，也是重點研究對象。

2 山地光伏電站方陣布置方法分析

2.1 山地光伏電站建設光伏地形的特點分析

山地光伏電站的建設，所選擇的地理位置也就處于沒有被利用的荒山荒坡，才能滿足政府規劃用地要求，所以，山地光伏電站的地形一般是：山地地形起伏，山地局部的坡度比較陡，而且山地的地質要多是碎土石、破碎石或者是連片巖石，正因為這樣的地形情況，對光伏電站的建設造成了一些困難，使光伏支架基礎、電纜溝以及接地溝的施工都不方便，造成了施工的困難，而且其中方陣布置也比較麻煩，而且方陣布置的比較分散、在山地中各自成圈，而且地塊間的連接也不連貫，導致了建設管理困難，而且建設的時間長。

2.2 光伏方陣布置的方法分析

上述闡述了光伏電站建設的地形特點，就可以確定建設的困難，面對復雜多變的地形，光伏方陣的布置方法就有了更高的要求，首先要根據光伏發電的理論來確定，光伏面板的傾角和方位都是有著國家規范規定，他們的設計都會影響輸出率，所以就必須要光伏面板的傾角以及最佳的方位角度，在這樣的一個原則上設計布置選擇場區道路、組串布置方式以及組串間的排距，選擇合理的支架基礎等等，在最大的限度的利用土地，節約成本，在這樣的基礎上，就對山地光伏電站方陣布置有了一定的要求：（1）確定土地的性質，要復合規劃，像是坡度的一般坡角要不能超過陽坡20°，陰坡、東西坡10°度，陽坡20-25°之間要根據地質來決定能不能利用，這是光伏方陣布置的第一步，其中建設的最重要的就是找地、選地、圈地以及用地，必須要符合相關的政府規定。（2）山地地形的勘察和測量，就是要滿足方陣布置的要求，首先是山地地形的測繪按照1:500（最低不小于 1:1000）的精度測量，包括了線路、桿塔房屋、井溝以及廟和墳墓地表建筑物等，還要測量范圍內的石群情況、深溝的情況等，確定山坡的線桿高度；在測量的時候要標出對應的樹林、新開墾的土地、檢查超過一米以上樹的數量，做好相應的土地租賃賠償的統計；測量出范圍外的場外交通的情況，要確定場區設計出口的要求。然后是地質的勘察，包括了：地質的評價，地質的構造以及內地基土的情況；根據山地的特點，布置勘察點和選擇勘察方法。（3）在山地光伏電站建設的場地進行方陣規劃，光伏板布置完成后根據光伏板位置及周邊現有道路進行道路布置，通過山地現場的實際情況繪制道路圖，包括了道路的寬度，道路的坡度以及道路轉彎的半徑，都是要符合一定的要求，這里要求道路的布置要在方陣的中部，讓設備電氣的性能達到最佳的狀態；首先保證光伏板的發電效率，再進行方陣的規劃和布置，要根據山地的經緯度，確定傾角，根據山地的氣候條件來確定光伏組串內組件的數量；第二步是確定組串排布的面板最佳傾角和方位，其傾角和方位的確定都是以最大的發電量為要求。同時還要符合“光伏發電站的設計規范”，方陣的排、列之間的間距都要保證在太陽的最佳時期不會被遮擋。第三步是確定方陣中逆變與箱變的布置，箱變的布置在道路旁的兩側其中坡面比較高的一側，能夠有利于光伏電站場區內的排水和檢修。第四步，匯流設備的設置，節約電纜工程量原則，盡量做到居中，合理的優化方陣內以及方陣間的電纜線路經，讓其匯入電站的管理區。光伏板布置后根據箱變容量確定光伏方陣，形成方陣布置圖，方陣支架基礎圖以及方陣接地圖、場區設備基礎圖等等一些方陣布置的基本圖形設計，然后進行現場的施工。第六步，方陣技術的交底工作，相關的技術人員要從施工到最后的驗收整個過程要進行現場的技術交底和安裝操作，為施工的質量以及后期的電量提供保證。

3 結束語

文章主要就是分析山地光伏電站的地形和土質情況，從土地的性質，場地的勘察測量以及光伏電站建設的場地，進行方陣規劃來闡述山地光伏電站的方陣布置方法，山地光伏電站有自身的特點和建設難點，所以要不斷的協調配合，對光伏方陣進行合理的布置，在控制成本的情況下，保證發電量。同時也要不斷優化設計，提高電站的質量和品質。

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