探讨太阳能光伏电站设计影响因素

探讨太阳能光伏电站设计影响因素

周少平周伟

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072）

摘要：近年来，随着经济的发展与科技的进步，我国开始进入能源产业开发领域，使得太阳能的开发显得尤为重要。当前，影响我国太阳能光伏电站设计的因素主要为气候因素、经济因素、安全因素等，那么，如何才能不断优化太阳能光伏电站设计，已经成为了我国乃至时代发展的重要课题。对此，必须严格控制对电站设计造成危害的影响因素，不断创新开发发展模式，确定正确的方式方法，才能保证太阳能光伏电站发挥最大的效用，进而促进我国能源产业的可持续发展。

关键词：太阳能；光伏电站；设计；影响因素

1光伏电站运行特点分析

1.1周期性、间歇性、随机性

光伏电站吸收太阳光能并将之转换为电能，这个运作机理决定了光伏发电效率必然受到太阳光辐射变化的影响。太阳光辐射有其自然规律，太阳光辐射强度呈现出由低到高，再由高到低的周期性特点，太阳能光伏电站的发电效率也随之呈现出对应的周期变化。天气变化导致太阳能辐照度变化，从而影响光伏电站发电效率，这些都说明光伏电站具有随机性和间歇性。光伏电站出力的间歇性和随机性会导致电压波动、闪变等电能质量问题，是电网安全运行的要风险因素。上述因素都必须在进行大型并网光伏电站二次系统设计予以充分考虑。

1.2静止发电性

太阳能光伏发动属于静止型发电，电站所用设备中不包含旋转部件，部件损耗速度慢，维护、保养难度和成本较低，在进行电气二次系统设计时可以按照有人值守、无人值班模式进行设计。

1.3场地偏远性

太阳能光伏发电以太阳能为基础能源，在太阳能电站建设项目选址时就倾向于选择光照强度高、日照时间长、太阳能资源丰富的地区，我国大型并网光伏电站多在西北、华北及华南等地，这些地方不仅光照条件好，而且土地资源丰富，大量荒漠和滩涂地区非常适合建设土地需要量很大的太阳能光伏电站。由于这些地方地广人稀，地处偏远，在设计光伏发电站控制方式时多采用远程监控或集中监控模式。

2太阳能光电站设计影响因素

2.1气象因素

在太阳能光伏发电的过程中，气象环境是对其影响最为显著的一个因素。气象环境的变化会直接导致太阳能辐射强度变化，天气好，太阳能到达地面的辐射强，反正，辐射则弱，在一定程度上影响光伏发电的效果。因此，在进行电站设计时候，要充分考虑气象环境，合理配置监测设备，定期监测当地的气候现象，严格保证电站配备的机器设备能够适应当地的气象环境，最大限度的发挥其优势。在进行光伏电站设计的前期，要全面掌握电站所在位置的气候规律，在一定范围内尽可能的控制气象环境对太阳能光伏电站的影响。

2.2角度因素

在设计发电站的时候，光伏电池与地面的倾斜角度可以影响发电量的储量，这个倾斜角度根据当地的太阳资源数据以及气象环境来决定。一般情况下，在施工前期，相关单位会派专业人士到施工现场收集该区域的太阳能数据资源，大致了解施工地区的气象条件，当数据资源收集到一定程度后，就可以开始进行模拟测算环节了，施工队会在观测站的附件位置进行角度的模拟测算，从而保证太阳能光伏电站达到最佳效果，一方面可以促进当地生态环境的保护，另一方面还可以促进经济的增长，为实现区域可持续发展奠定坚实的基础。

2.3安全因素

由于气候条件影响，一般在我国西部地区的沿海滩涂以及荒漠地区的太阳辐射比较强，因此，光伏电站的建设地址多集中在这一区域。但是，在西部荒漠地区，常年受大风天气的影响，给光伏电站造成安全隐患。在沿海滩涂地区，夏季多台风天气，大风天气会在一定程度上破坏光伏电站的机器设备，进一步降低了光伏电站的安全性。另外，光伏电站一般都是建立在室外的，使得光伏阵列大面积暴露在室外空气当中，容易受恶劣天气的影响发生锈蚀现象。因此，在进行太阳能光伏电站的设计时，要充分考虑防腐、抗盐雾设计，尽可能的提高列阵以及相关机器设备的使用寿命，安全因素是优化太阳能光伏电站设计的关键所在。

2.4经济性因素

在我国众多能源产业中，太阳能是重要新型能源，在进行太阳能光伏电站的设计过程中，既要考虑到环保因素，更要注重其经济性因素的影响。在进行光伏电站前期决策过程中，要对其建设的方方面面进行科学的论证，保证建成后投入使用的光伏电站能够达到预期的经济效益。在太阳能光伏电站的建设过程中，要始终坚持科学发展观的第一要义，用发展的眼光看待区域经济的发展以及未来太阳能光伏电站在未来我国能源产业中的重要地位。此外，还需要根据我国各个区域的太阳能数据资源的反馈科学确立光伏电站的规模，以保证充分利用我国的太阳能资源。

3太阳能光伏电站设计要点

3.1优化电池组件的选择

一般情况下，太阳能电池组件的类型主要分为以下几个方面：硫化氟电池、单晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、以及多晶硅太阳电池等。在进行电池选择的时候，应该坚持优化选择的原则，在运行可靠、技术成熟的情况下，严格考证当地的气候天气、交通状况以及施工条件等实际状况，选择适合的光伏电池组件。另外，在进行光伏电池组件选择的过程中，尽可能选择市面上流通的较为知名的品牌，一定程度上可以保证电池组件的质量。在选择电池组件的过程中还需要重点考虑区域的气候条件，估算光伏电站的发电量，合理选择最佳的太阳电池组件，以发挥太阳能光伏电站的最大效用。

3.2确定电池方阵安装方法

双轴跟踪式、单轴跟踪式以及固定式为当前主要的光伏阵列的安装方法，主动控制式、复合控制方式等为跟踪系统控制方式的基本内容。电池方阵安装的方法多种多样，复杂程度不一，要综合各方面的因素确定电池方阵安装方法。逐一分析各个安装方式的特点可以发现：固定式的建设成本最低，双轴跟踪式的建设成本较高，从发电量角度来看，单轴跟踪式的发电量要明显小于双轴跟踪式；从系统运行维护的角度来看，跟踪式的维修费用要比固定式的维修费用复杂。此外，在了解各种电池方阵安装方法后，还需要结合电站实际情况综合考虑，重点分析投资成本、运输条件、建设难易程度等因素，从而最终确定最佳的电池方阵安装方法。

3.3开发模式

在太阳能光伏电站建设的过程中，需要利用到大量的土地资源。传统的电站建设模式中，往往没有进行开发模式的创新，造成了大量土地资源的浪费。因此，在进行太阳能光伏电站设计的过程中要不断创新开发模式，坚持互补理念，充分利用太阳能资源，大力开发农业与光太阳能产业相结合的模式，既能够保证资源的合理利用，又能够实现经济效益。另外，还可以学习与引进国外先进的光伏电站开发模式，结合自身的实际情况，创造出属于我国特有的太阳能绿色产能发展模式。

结语

综上所述，影响太阳能光伏电站的设计因素多种多样，在优化太阳能光伏电站设计的过程中，要合理有效分析安全性因素、经济性因素、气象因素以及角度问题，创新光伏电站开发模式、确定电池方阵正确安装方法以及优化电池组件的选择。在能源产业建设的道路上，我国属于初级阶段，因此，要不断学习借鉴国内外优秀经验，实现太阳能产业的科学发展。总之，太阳能光伏电站的优化设计，任重而道远！

参考文献：

[1]黄湘.太阳能光伏电站设计影响因素分析[J].华电技术，2013（2）.

[2]沈重.对太阳能光伏电站设计影响因素的分析[J].黑龙江科学，2013（10）.

作者简介：

周少平（1985.12），男，四川成都人，电子科技大学测试计量技术及仪器硕士，中级工程师，单位：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司。